LTS-4817SKR-P LED-Display Datenblatt - 0,39-Zoll Ziffernhöhe - Super Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTS-4817SKR-P ist ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD), das als einstellige numerische Anzeige konzipiert ist. Seine Kernfunktion besteht darin, in verschiedenen elektronischen Anwendungen klare, helle numerische Anzeigen zu liefern. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie auf einem GaAs-Substrat, um seine charakteristische Super-Rot-Farbe zu erzeugen. Diese Materialwahl ist entscheidend für die Erzielung hoher Helligkeit und Effizienz im roten Spektrum. Die Anzeige verfügt über eine graue Front mit weißen Segmenten, eine Kombination, die entwickelt wurde, um den Kontrast und die Lesbarkeit zu maximieren, insbesondere bei Umgebungslicht. Es ist speziell für Reverse-Mount-Montageprozesse geeignet und bietet Flexibilität im Leiterplattendesign und in der Endproduktästhetik.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

• Zifferngröße:Bietet eine Ziffernhöhe von 0,39 Zoll (10,0 mm) und damit einen guten Kompromiss zwischen Sichtbarkeit und Platzeffizienz auf der Leiterplatte.
• Segmentqualität:Liefert durchgehende, gleichmäßige Segmente für ein konsistentes Erscheinungsbild der Zeichen ohne Lücken oder Unregelmäßigkeiten.
• Energieeffizienz:Für geringen Leistungsbedarf ausgelegt, daher geeignet für batteriebetriebene oder energiebewusste Anwendungen.
• Optische Leistung:Liefert hohe Helligkeit und hohen Kontrast für ausgezeichnete Lesbarkeit. Der weite Betrachtungswinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln.
• Zuverlässigkeit:Profitiert von der Zuverlässigkeit der Festkörpertechnik ohne bewegliche Teile, was zu einer langen Betriebsdauer führt.
• Binning:Die Bauteile werden nach ihrer Lichtstärke kategorisiert (gebinned), was eine konsistente Helligkeitsabstimmung in mehrstelligen Anzeigen ermöglicht.
• Konformität:Das Gehäuse ist bleifrei und gemäß der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) hergestellt.

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die Artikelnummer LTS-4817SKR-P entschlüsselt die Hauptattribute des Bauteils: eine einstellige Anzeige mit Super-Rot-Emission, gemeinsamer Anoden-Konfiguration und einem Dezimalpunkt auf der rechten Seite. Diese spezifische Konfiguration ist entscheidend für den korrekten Schaltungsentwurf und die Pinbelegung.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Dauerbetrieb bei oder nahe diesen Grenzen wird nicht empfohlen.

• Verlustleistung pro Segment:Maximal 70 mW.
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment:90 mA (unter gepulsten Bedingungen: 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite).
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:25 mA bei 25°C. Dieser Wert verringert sich linear um 0,28 mA/°C, wenn die Umgebungstemperatur über 25°C steigt.
• Temperaturbereich:Betriebs- und Lagertemperaturbereich liegt zwischen -35°C und +105°C.
• Löttoleranz:Kann Lötkolbenlöten bei 260°C für 3 Sekunden standhalten, gemessen 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Lichtstärke (I_V):Liegt im Bereich von 500 µcd (min) bis 1600 µcd (typ) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 1 mA. Bei I_F=10 mA beträgt die typische Lichtstärke 20.800 µcd. Die Lichtstärke wird mit einem Filter gemessen, der der CIE-Photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Wellenlänge:Die Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p) beträgt 639 nm (typ). Die dominante Wellenlänge (λ_d) beträgt 631 nm (typ). Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 20 nm (typ). Diese definieren die reine rote Farbausgabe.
• Durchlassspannung (V_F):Pro LED-Chip typischerweise 2,6V mit einem Maximum von 2,6V bei I_F=20 mA. Das Minimum beträgt 2,05V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Dieser Parameter dient nur Testzwecken; das Bauteil ist nicht für Dauerbetrieb in Sperrrichtung vorgesehen.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis:Das Verhältnis der Lichtstärke zwischen Segmenten in ähnlichen Lichtbereichen beträgt maximal 2:1 bei I_F=1 mA und gewährleistet so ein gleichmäßiges Erscheinungsbild.
• Übersprechen:Spezifiziert mit ≤ 2,5 %, um unerwünschtes Lichtstreuen zwischen benachbarten Segmenten zu minimieren.

2.3 Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass die Bauteile "nach Lichtstärke kategorisiert" sind. Das bedeutet, die LEDs werden getestet und nach ihrer gemessenen Lichtausbeute bei einem Standard-Teststrom sortiert (gebinned). Dieser Prozess stellt sicher, dass bei der Verwendung mehrerer Ziffern in einer Anzeige (wie bei einer Uhr oder einem Messgerät) alle Ziffern ein konsistentes Helligkeitsniveau aufweisen, sodass keine Ziffer merklich dunkler oder heller als ihre Nachbarn erscheint. Entwickler können einen Bin-Code angeben, um diese Gleichmäßigkeit zu garantieren.

3. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische Leistungskurven, die die Beziehung zwischen Schlüsselparametern grafisch darstellen. Obwohl die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden Standardkurven für ein solches Bauteil typischerweise Folgendes umfassen:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt die exponentielle Beziehung, die für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung entscheidend ist.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom bis zu den maximalen Nennwerten ansteigt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Sperrschichttemperatur und unterstreicht die Bedeutung des Wärmemanagements.
• Spektrale Leistungsverteilung:Ein Graph, der die relative Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen zeigt, zentriert um das Maximum von 639 nm.

Diese Kurven ermöglichen es Ingenieuren, das Bauteilverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme, Temperaturen) vorherzusagen und ihr Design für Leistung und Zuverlässigkeit zu optimieren.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil hat spezifische physikalische Abmessungen mit einer Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen Grenzwerte für Fremdmaterial in Segmenten (≤10 mil), Oberflächen-Tintenkontamination (≥20 mils), Blasen in Segmenten (≤10 mil), Verbiegung des Reflektors (≤1 % seiner Länge) und maximalen Kunststoff-Pin-Grat (0,14 mm). Eine detaillierte Maßzeichnung ist für die Erstellung des Leiterplatten-Footprints unerlässlich.

4.2 Interner Schaltkreis und Pinbelegung

Die Anzeige hat eine gemeinsame Anoden-Konfiguration. Das interne Schaltbild zeigt zehn Pins, die mit den Anoden und Kathoden der sieben Segmente (A-G) und des Dezimalpunkts (DP) verbunden sind.

Pin-Verbindungstabelle:

• Pin 1: Kathode E
• Pin 2: Kathode D
• Pin 3: Gemeinsame Anode
• Pin 4: Kathode C
• Pin 5: Kathode DP (Dezimalpunkt)
• Pin 6: Kathode B
• Pin 7: Kathode A
• Pin 8: Gemeinsame Anode
• Pin 9: Kathode F
• Pin 10: Kathode G

Pin 3 und Pin 8 sind intern beide mit der gemeinsamen Anode verbunden. Dieses Dual-Anoden-Pin-Design hilft bei der Stromverteilung und dem Wärmemanagement.

4.3 Empfohlenes Lötmuster

Das Datenblatt bietet zwei verschiedene Leiterplatten-Landmuster (Footprint) an: eines für normale Montage und eines für Reverse-Mount-Montage. Das Reverse-Mount-Muster beinhaltet eine Aussparung in der Leiterplatte. Die Verwendung des korrekten Musters ist entscheidend für die korrekte Lötstellenbildung, mechanische Stabilität und das Erreichen des beabsichtigten visuellen Effekts (bündige Montage bei Reverse Mount).

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 SMT-Lötanleitung

Das Bauteil ist für die Oberflächenmontage (SMT) vorgesehen. Kritische Anweisungen umfassen:

• Reflow-Löten (Primärmethode):Maximal zwei Reflow-Zyklen. Zwischen den Zyklen ist eine Abkühlphase auf Normaltemperatur erforderlich.
  • Vorwärmen: 120–150°C
  • Vorwärmzeit: Maximal 120 Sekunden
  • Spitzentemperatur: Maximal 260°C
  • Zeit oberhalb Liquidus: Maximal 5 Sekunden
• Handlöten (Lötkolben):Sollte auf einmalige Reparatur beschränkt sein. Maximale Lötkolbentemperatur ist 300°C mit einer maximalen Lötzeit von 3 Sekunden pro Lötstelle.

Das Überschreiten dieser Temperaturprofile oder Zyklenanzahlen kann das Kunststoffgehäuse oder den internen LED-Chip beschädigen.

5.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Lagerung

Die SMD-Displays werden in feuchtigkeitsdichter Verpackung geliefert. Sie müssen bei ≤30°C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Sobald der versiegelte Beutel geöffnet ist, beginnen die Bauteile, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen. Wenn die Teile nicht sofort verwendet und nicht in einer kontrollierten trockenen Umgebung (z. B. einem Trockenschrank) gelagert werden, müssen sie vor dem Reflow-Lötprozess getrocknet (gebaked) werden, um "Popcorning" oder Gehäuserisse zu verhindern, die durch die schnelle Dampfausdehnung während des Erhitzens verursacht werden.

Trocknungsbedingungen (nur einmal):

• Teile auf Rolle: 60°C für ≥48 Stunden.
• Teile lose: 100°C für ≥4 Stunden oder 125°C für ≥2 Stunden.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikationen

Das Bauteil wird auf Tape-and-Reel für automatisierte Pick-and-Place-Montage geliefert. Das Datenblatt detailliert die Abmessungen sowohl der Verpackungsrolle als auch des Trägerbands.

• Rollenabmessungen:Für Standardrollengrößen angegeben.
• Trägerbandabmessungen:Separate Spezifikationen werden für Normal- und Reverse-Mount-Bauteile gegeben, was ihre unterschiedliche Ausrichtung im Band widerspiegelt. Wichtige Band-Spezifikationen umfassen kumulative Teilungstoleranz, Krümmungsgrenzen und Konformität mit EIA-481-C-Standards.
• Mengen:Eine Standard-13-Zoll-Rolle enthält 800 Stück. Die Mindestbestellmenge für Restposten beträgt 200 Stück.
• Leader-/Trailer-Band:Die Rolle enthält ein Leader-Band (mindestens 400 mm) und ein Trailer-Band (mindestens 40 mm) für die Maschinenhandhabung.

6.2 Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit

Das Trägerband enthält Markierungen für Artikelnummer, Datumscode und Bin-Code, was eine vollständige Rückverfolgbarkeit für Fertigungs- und Qualitätskontrollzwecke bietet.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Das LTS-4817SKR-P ist ideal für Anwendungen, die eine helle, zuverlässige, einstellige numerische Anzeige in einem kompakten SMD-Format erfordern. Typische Anwendungen sind:

• Unterhaltungselektronik: Digitale Waagen, Küchentimer, Audio-Geräteanzeigen.
• Industrieausrüstung: Panel-Meter, Instrumentenanzeigen, Statusanzeigen von Steuerungssystemen.
• Automotive Aftermarket: Kombiinstrumente, Bordcomputer.
• Medizinische Geräte: Tragbare Monitore, bei denen geringer Stromverbrauch und hoher Kontrast entscheidend sind.
• Haushaltsgeräte: Mikrowellenherde, Waschmaschinen, Thermostate (insbesondere mit Reverse Mount für ein elegantes, integriertes Aussehen).

7.2 Kritische Designüberlegungen

• Strombegrenzung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein serieller strombegrenzender Widerstand oder eine Konstantstrom-Treiberschaltung ist für jedes Segment oder die gemeinsame Anode zwingend erforderlich, um das Überschreiten des maximalen Dauer-Durchlassstroms zu verhindern, insbesondere unter Berücksichtigung der Entlastung mit der Temperatur.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung pro Segment gering ist, muss die kombinierte Wärme mehrerer Segmente in einem mehrstelligen Design oder der Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen berücksichtigt werden. Eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte und Belüftung helfen, die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten.
• Reverse-Mount-Ästhetik:Bei Verwendung der Reverse-Mount-Option muss sichergestellt werden, dass die Leiterplattenaussparung präzise bearbeitet und das empfohlene Landmuster eingehalten wird, um ein sauberes, bündiges Erscheinungsbild mit der Frontplatte zu erreichen.
• ESD-Schutz:Obwohl in diesem Datenblatt nicht explizit angegeben, können AlInGaP-LEDs empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD) sein. Während der Montage sollten Standard-ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das LTS-4817SKR-P unterscheidet sich durch mehrere Schlüsselattribute:

• Materialtechnologie (AlInGaP):Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lumenausbeute und bessere Temperaturstabilität für rote und bernsteinfarbene LEDs, was zu helleren Anzeigen mit konsistenterer Farbe über Temperatur und Lebensdauer führt.
• Reverse-Mount-Fähigkeit:Nicht alle SMD-LED-Displays sind für Reverse-Mount-Montage ausgelegt oder charakterisiert. Die spezifizierten mechanischen Toleranzen und der bereitgestellte Footprint dieses Bauteils machen es zu einer zuverlässigen Wahl für diesen Designansatz.
• Lichtstärke-Binning:Das garantierte Lichtstärke-Abgleichverhältnis (2:1) ist ein entscheidendes Merkmal für mehrstellige Anzeigen, da es die Helligkeitsunterschiede eliminiert, die bei nicht gebinnten Teilen auftreten können.
• Weiter Betrachtungswinkel & Hoher Kontrast:Die Kombination aus Chip-Technologie, grauer Front und weißen Segmenten ist darauf ausgelegt, eine überlegene Lesbarkeit aus weiten Winkeln im Vergleich zu Anzeigen mit anderen Farbkombinationen zu bieten.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen "Spitzenwellenlänge" und "dominanter Wellenlänge"?
A1: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für eine schmalbandige rote LED wie diese liegen sie nahe beieinander (639 nm vs. 631 nm), aber λ_d ist für die menschliche Farbwahrnehmung relevanter.

F2: Warum gibt es zwei gemeinsame Anoden-Pins (3 und 8)?
A2: Zwei Anoden-Pins helfen, den gesamten Durchlassstrom (der die Summe aller beleuchteten Segmente ist) auf zwei Leiterbahnzüge und Lötstellen zu verteilen. Dies verbessert die Stromtragfähigkeit, reduziert die Erwärmung der Leiterbahnen und erhöht die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung.

F3: Kann ich diese Anzeige direkt mit einem Mikrocontroller-Pin ansteuern?
A3: Nein. Ein typischer Mikrocontroller-GPIO-Pin kann nicht genug Strom liefern oder aufnehmen (25 mA pro Segment, potenziell über 175 mA für alle Segmente, wenn die Ziffer '8' angezeigt wird) und würde beschädigt werden. Sie müssen externe Treiber (wie Transistor-Arrays oder spezielle LED-Treiber-ICs) verwenden, die vom Mikrocontroller gesteuert werden.

F4: Was bedeutet "lineare Entlastung ab 25°C" für den Dauer-Durchlassstrom?
A4: Es bedeutet, dass der maximal sichere Dauerstrom mit steigender Temperatur über 25°C abnimmt. Der Entlastungsfaktor beträgt 0,28 mA/°C. Beispielsweise wäre bei 50°C Umgebungstemperatur der maximale Strom: 25 mA - [0,28 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 25 mA - 7 mA = 18 mA pro Segment.

F5: Ist Trocknen (Baking) nach dem Öffnen der Verpackung immer erforderlich?
A5: Trocknen ist erforderlichnur dann,wenn die Bauteile der Umgebungsfeuchtigkeit außerhalb der spezifizierten Lagerbedingungen (≤30°C/60 % RH) für einen Zeitraum ausgesetzt waren, der Feuchtigkeitsaufnahme ermöglicht, und bevor sie dem Reflow-Lötprozess unterzogen werden. Wenn sie sofort verwendet oder in einer trockenen Umgebung gelagert werden, ist Trocknen möglicherweise nicht notwendig. Konsultieren Sie das MSL (Moisture Sensitivity Level)-Etikett auf der Verpackung für spezifische Expositionszeitgrenzen.