Hoja de Datos del Display LED LTS-5825CKG-PST1 - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Verde AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Corriente Continua 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-5825CKG-PST1 es un display LED de montaje superficial (SMD) de un dígito y alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Su tecnología central se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), que se cultiva sobre un sustrato de Arseniuro de Galio (GaAs) no transparente. Este sistema de material es reconocido por producir emisión de luz verde de alta eficiencia. El display presenta una cara negra para mejorar el contraste y segmentos blancos para una difusión y visibilidad óptima de la luz. Con una altura de dígito de 0.56 pulgadas (14.22 mm), ofrece una excelente apariencia de los caracteres y es adecuado para una amplia gama de dispositivos electrónicos de consumo e industrial donde el espacio es limitado pero la legibilidad es crítica.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este display está diseñado para fiabilidad y rendimiento. Las ventajas clave incluyen bajo consumo de energía, alta luminosidad y un amplio ángulo de visión, garantizando la legibilidad desde diversas posiciones. La construcción de estado sólido proporciona una fiabilidad inherente y una larga vida operativa. Está categorizado por intensidad luminosa, permitiendo un emparejamiento de brillo consistente en aplicaciones de múltiples dígitos. Los mercados objetivo principales incluyen paneles de instrumentación, equipos de prueba y medición, terminales punto de venta, sistemas de control industrial y pantallas de tablero automotriz donde se requiere un solo dígito altamente visible.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La disipación de potencia máxima por segmento es de 70 mW. La corriente directa de pico por segmento está clasificada en 60 mA, pero esto solo es permisible en condiciones pulsadas (frecuencia de 1 kHz, ciclo de trabajo del 10%) para gestionar el calor. La corriente directa continua por segmento, que es el límite seguro para operación en estado estable, es de 25 mA a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Esta clasificación se reduce linealmente en 0.28 mA por cada grado Celsius que aumente la temperatura ambiente por encima de 25°C. El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -40°C a +105°C. La condición de soldadura especifica que el cuerpo del dispositivo debe estar al menos a 1/16 de pulgada por encima del plano de asiento durante un reflujo de 3 segundos a una temperatura máxima de 260°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta = 25°C y proporcionan el rendimiento esperado. La intensidad luminosa (Iv) varía desde un mínimo de 501 μcd hasta un valor típico de 1700 μcd a una corriente directa (IF) de 1 mA. La longitud de onda de emisión pico (λp) es de 571 nm, y la longitud de onda dominante (λd) es de 572 nm a IF=20mA, ubicándolo firmemente en el espectro verde. El ancho medio de la línea espectral (Δλ) es de 15 nm, indicando un color relativamente puro. La tensión directa por segmento (VF) tiene un máximo de 2.6V a IF=20mA, con un valor típico de 2.05V. La corriente inversa (IR) es un máximo de 100 μA a una tensión inversa (VR) de 5V, aunque está prohibida la operación continua bajo polarización inversa. La relación de coincidencia de intensidad luminosa entre segmentos se especifica en un máximo de 2:1, asegurando un brillo uniforme en todo el dígito.

3. Información Mecánica y del Paquete

3.1 Dimensiones y Construcción del Paquete

El dispositivo es un paquete de montaje superficial. Las tolerancias dimensionales críticas son de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. Los detalles de construcción incluyen especificaciones para rebabas de plástico (máximo 0.14 mm) y alabeo de la PCB (máximo 0.06 mm). El acabado de la almohadilla de soldadura es crítico para una soldadura confiable y consiste en una estructura en capas: un mínimo de 1200 micro-pulgadas de cobre, un mínimo de 150 micro-pulgadas de níquel y un chapado de oro de 4 micro-pulgadas. Se aplica una capa adicional de pintura de 400 micro-pulgadas.

3.2 Conexión de Pines y Circuito Interno

El display tiene una configuración de 10 pines y utiliza un diseño de circuito de ánodo común. El diagrama del circuito interno muestra que todos los ánodos de los segmentos están conectados internamente a dos pines de ánodo común (Pin 3 y Pin 8). Cada cátodo de segmento (A, B, C, D, E, F, G y Punto Decimal DP) tiene su propio pin dedicado. Esta configuración es común para aplicaciones de multiplexación donde múltiples dígitos comparten líneas de control.

4. Directrices de Soldadura y Montaje

4.1 Instrucciones de Soldadura SMT

Para soldadura por reflujo, se debe seguir un perfil específico. La etapa de precalentamiento debe estar entre 120-150°C durante un máximo de 120 segundos. La temperatura máxima durante el reflujo no debe exceder los 260°C, y el tiempo por encima de esta temperatura crítica debe limitarse a un máximo de 5 segundos. Es crucial que el número de ciclos del proceso de reflujo sea menor a dos. Si es necesario un segundo reflujo (por ejemplo, para montaje de doble cara), la placa debe enfriarse completamente a temperatura ambiente normal entre el primer y segundo proceso. Para soldadura manual con cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos por unión.

4.2 Patrón de Soldadura Recomendado

Se proporciona un patrón de almohadilla recomendado (huella) con dimensiones en milímetros. Adherirse a este patrón es esencial para lograr una formación adecuada de la unión de soldadura, estabilidad mecánica y alivio térmico durante la operación.

5. Empaquetado y Manipulación

5.1 Especificaciones de Empaquetado

Los dispositivos se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado. La cinta portadora está hecha de aleación de poliestireno conductor negro con un espesor de 0.30±0.05 mm. La comba (alabeo) de la cinta portadora se controla dentro de 1 mm sobre una longitud de 250 mm. Cada carrete de 13 pulgadas contiene 700 piezas, y la longitud total de la cinta en un carrete de 22 pulgadas es de 44.5 metros. El empaquetado incluye secciones de cinta guía y final (mínimo 400 mm y 40 mm, respectivamente) para facilitar la alimentación de la máquina. Se especifica una cantidad mínima de empaquetado de 200 piezas para lotes restantes. La dirección para sacar la cinta del carrete está claramente indicada.

5.2 Sensibilidad a la Humedad y Horneado

Como dispositivo de montaje superficial, el display es sensible a la absorción de humedad, lo que puede causar "efecto palomita de maíz" o delaminación durante el proceso de reflujo a alta temperatura. Los dispositivos se envían en un paquete sellado a prueba de humedad y deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% de humedad relativa. Una vez abierta la bolsa sellada, los dispositivos tienen una vida útil limitada en el taller. Si la bolsa ha estado abierta por más de una semana en condiciones que no cumplen las especificaciones de almacenamiento (menos de 30°C y menos del 60% HR), se requiere horneado antes del reflujo. Las condiciones de horneado dependen del estado del empaquetado: 60°C durante ≥48 horas para piezas en carrete, o 100°C durante ≥4 horas / 125°C durante ≥2 horas para piezas a granel. El horneado debe realizarse solo una vez.

6. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier aplicación que requiera un solo dígito numérico altamente legible. Los usos comunes incluyen relojes digitales (mostrando segundos o minutos), indicadores de nivel de batería, contadores de un dígito, pantallas de ajuste de parámetros en electrodomésticos y pantallas de códigos de estado en equipos electrónicos. Su formato SMD lo hace adecuado para diseños de PCB modernos y compactos.

6.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice resistencias limitadoras de corriente en serie para cada cátodo de segmento. El valor de la resistencia debe calcularse en función del voltaje de alimentación, la tensión directa (VF) del LED y la corriente directa (IF) deseada, que no debe exceder los 25 mA de forma continua.
• Circuito Controlador:La configuración de ánodo común simplifica el control con interruptores de lado bajo (transistores o ICs) que absorben corriente desde los cátodos.
• Gestión Térmica:Asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas, especialmente si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambientales, para evitar sobrecalentamiento y decaimiento de la luminosidad.
• Protección contra ESD:Implemente precauciones estándar contra ESD durante la manipulación y el montaje, como con todos los dispositivos semiconductores.

7. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas, que son esenciales para un diseño detallado. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, los ingenieros normalmente esperarían ver curvas de Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV), Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa, Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente, y quizás Distribución Espectral. Estas curvas permiten a los diseñadores comprender comportamientos no lineales, como cómo cambia la eficiencia con la corriente o cómo cae el brillo al aumentar la temperatura, permitiendo optimizar las condiciones de control para entornos de aplicación específicos.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave del LTS-5825CKG-PST1 es su uso de tecnología AlInGaP para emisión verde. En comparación con tecnologías más antiguas como el GaP tradicional, AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa y brillo significativamente mayores. El diseño de cara negra/segmentos blancos proporciona una relación de contraste superior, especialmente en condiciones de mucha luz, en comparación con displays de cara clara. La altura de dígito de 0.56 pulgadas llena un nicho específico entre indicadores más pequeños y pantallas de panel más grandes. Su categorización por intensidad luminosa es una característica de garantía de calidad que asegura consistencia en aplicaciones de múltiples dígitos, un factor crítico no siempre garantizado en componentes LED básicos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido de la luz emitida. Para un LED de espectro estrecho como este, están muy cerca (571 nm vs. 572 nm).

P: ¿Puedo controlar este display a 20mA de forma continua?

R: Sí, 20mA está por debajo de la clasificación máxima de corriente directa continua de 25mA. Sin embargo, debe asegurarse de considerar la temperatura ambiente, ya que la clasificación de corriente se reduce por encima de 25°C.

P: ¿Por qué es importante la especificación de corriente inversa si no puedo operarlo en inversa?

R: La especificación IR es un parámetro de prueba de calidad y fuga. Una corriente inversa alta puede indicar un defecto de fabricación en la unión semiconductora.

P: ¿Qué significa "categorización por intensidad luminosa"?

R: Significa que los dispositivos son probados y clasificados (agrupados) en función de su salida luminosa medida a una corriente de prueba estándar. Esto permite a los diseñadores seleccionar displays del mismo grupo de intensidad para asegurar un brillo uniforme en una matriz, evitando que un dígito aparezca más tenue que otro.

10. Ejemplo Práctico de Uso

Considere diseñar un temporizador digital simple con una resolución de 1 segundo. El dígito de las segundas de la unidad podría implementarse usando el LTS-5825CKG-PST1. Se usaría un microcontrolador para controlar el display. Los pines de ánodo común se conectarían a un voltaje de alimentación positivo (por ejemplo, 5V) a través de un esquema de limitación de corriente adecuado si se multiplexan otros dígitos. Los ocho pines de cátodo (segmentos A-G y DP) se conectarían a los pines GPIO del microcontrolador, cada uno a través de su propia resistencia limitadora de corriente (por ejemplo, ~150Ω para 20mA a 5V de alimentación, considerando una Vf de ~2.1V). El software recorrería los números del 0 al 9, encendiendo la combinación apropiada de pines de cátodo cada segundo. El alto brillo y contraste aseguran que el dígito sea fácilmente legible a distancia, mientras que el bajo consumo de energía ayuda con la eficiencia general del sistema.

11. Introducción al Principio de Operación

El dispositivo opera según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión (ánodo positivo respecto al cátodo), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa donde se recombinan. En los LED AlInGaP, esta recombinación libera principalmente energía en forma de fotones (luz) en el rango de longitud de onda verde. La composición específica de la aleación de Aluminio, Indio, Galio y Fosfuro determina la energía del bandgap y, por lo tanto, el color de la luz emitida. El sustrato de GaAs no transparente absorbe cualquier luz emitida hacia abajo, mejorando la eficiencia general de extracción de luz desde la parte superior del dispositivo.

12. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en la tecnología de displays LED continúa hacia una mayor eficiencia, mayor miniaturización y una fiabilidad mejorada. Si bien AlInGaP es una tecnología madura y eficiente para LED rojos, naranjas, ámbar y verdes, materiales más nuevos como el Nitruro de Indio y Galio (InGaN) ahora son capaces de cubrir todo el espectro visible con muy alta eficiencia, incluidos el verde y el azul. Para displays de un dígito, la tendencia es hacia paquetes más delgados, mayor densidad de píxeles (para displays alfanuméricos de matriz de puntos) e integración con ICs controladores o capacidades inteligentes. Sin embargo, para aplicaciones específicas que requieren un solo dígito simple, robusto y de alto brillo, los displays de segmentos discretos como el LTS-5825CKG-PST1 siguen siendo una solución rentable y confiable. Las consideraciones ambientales también están impulsando la eliminación de sustancias peligrosas y las mejoras en la reciclabilidad de los materiales de empaquetado.