Hoja de Datos del Display LED LTS-2806SKG-P - Altura de Dígito 0.28 Pulgadas - Verde AlInGaP - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-2806SKG-P es un display LED de un solo dígito, de montaje superficial (SMD), diseñado para aplicaciones que requieren una indicación numérica clara en un factor de forma compacto. Cuenta con una altura de dígito de 0.28 pulgadas (7.0 mm), lo que lo hace adecuado para integrarse en diversos dispositivos electrónicos donde el espacio es limitado. El display utiliza tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para sus segmentos emisores de luz, lo que proporciona una salida de color verde distintiva. El encapsulado se caracteriza por una cara gris y segmentos blancos, mejorando el contraste y la legibilidad. Este dispositivo está categorizado por intensidad luminosa y cumple con las directivas de libre de plomo y RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo hace adecuado para la fabricación electrónica moderna.

1.1 Características Principales

• Tamaño del Dígito:Altura del carácter de 0.28 pulgadas (7.0 mm).
• Tecnología:Utiliza chips LED AlInGaP sobre un sustrato de GaAs no transparente para emisión verde.
• Uniformidad:Iluminación de segmentos continua y uniforme.
• Eficiencia Energética:Bajo requerimiento de potencia para aplicaciones sensibles al consumo energético.
• Rendimiento Óptico:Excelente apariencia de los caracteres, alto brillo y alto contraste.
• Ángulo de Visión:Amplio ángulo de visión para una buena visibilidad desde varias posiciones.
• Fiabilidad:La construcción de estado sólido garantiza una larga vida operativa.
• Control de Calidad:Los dispositivos se categorizan (seleccionan) en función de su intensidad luminosa.
• Conformidad Ambiental:Encapsulado libre de plomo conforme a los estándares RoHS.

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de piezaLTS-2806SKG-Pidentifica este modelo específico. Es un display LED verde AlInGaP con configuración de ánodo común.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis detallado de las especificaciones eléctricas y ópticas que definen los límites de rendimiento y las condiciones de operación del display LTS-2806SKG-P.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estos límites y debe evitarse en un diseño fiable.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW. Esta es la potencia máxima que puede disipar de forma segura un solo segmento LED sin causar daño térmico.
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms) para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Este valor disminuye linealmente por encima de 25°C con un factor de reducción de 0.28 mA/°C. Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima sería aproximadamente: 25 mA - (0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 25 mA - 16.8 mA = 8.2 mA.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +105°C. El dispositivo puede almacenarse y operarse dentro de este rango completo.
• Temperatura de Soldadura:El encapsulado puede soportar soldadura con cautín a 260°C durante 3 segundos, medida a 1/16 de pulgada (≈1.6 mm) por debajo del plano de asiento.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos bajo condiciones de prueba especificadas (Ta=25°C). Se utilizan para el diseño del circuito y la expectativa de rendimiento.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):Esta es la medida principal del brillo.
  • Mínima: 201 µcd, Típica: 501 µcd a I_F= 2 mA.
  • Típica: 5210 µcd a I_F= 20 mA. Esto muestra la relación no lineal entre la corriente y la salida de luz; un aumento de 10x en la corriente produce aproximadamente un aumento de 10x en la intensidad en este rango.
  • La medición sigue la curva de respuesta del ojo CIE para mayor precisión.
• Características de Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_p):574 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es mayor.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d):571 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, que define el color (verde).
  • Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa un color más monocromático.
• Voltaje Directo por Chip (V_F):2.6 V (típico), con un máximo de 2.6 V a I_F= 20 mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación pueda proporcionar este voltaje.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (máximo) a V_R= 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; no se recomienda aplicar voltaje inverso continuo.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:2:1 (máximo). Esto especifica la variación de brillo máxima permitida entre segmentos dentro de un mismo dispositivo, asegurando uniformidad visual.
• Diafonía:≤ 2.5%. Esto define la cantidad máxima de emisión de luz no deseada de un segmento no activado cuando un segmento adyacente está encendido.

2.3 Explicación del Sistema de Categorización

La hoja de datos indica que el dispositivo está \"categorizado por intensidad luminosa.\" Esto implica un proceso de selección (binning) donde las unidades fabricadas se clasifican en función de la salida de luz medida a una corriente de prueba estándar (probablemente 2 mA o 20 mA). Los diseñadores pueden seleccionar categorías para garantizar un brillo consistente en múltiples displays de un producto. Los códigos de categoría o rangos de intensidad específicos no se detallan en este documento, pero normalmente estarían disponibles del fabricante para su adquisición.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien en la hoja de datos se hace referencia a curvas gráficas específicas, aquí se analizan sus implicaciones típicas basándose en el comportamiento estándar de los LED y los parámetros proporcionados.

3.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

El V_Ftípico de 2.05V a 2.6V a 20mA indica la característica de encendido del diodo. La curva mostraría un aumento exponencial de la corriente después del voltaje de encendido (~1.8-2.0V para AlInGaP), volviéndose más lineal a corrientes más altas. Se recomienda un controlador de corriente constante sobre uno de voltaje constante para garantizar una salida de luz estable y evitar la fuga térmica.

3.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-L)

Los puntos de datos (2mA -> 501 µcd, 20mA -> 5210 µcd) sugieren una relación en gran parte lineal entre la corriente y la salida de luz en este rango de operación. Sin embargo, la eficiencia (salida de luz por unidad de potencia eléctrica) típicamente disminuye a corrientes muy altas debido al aumento del calor. La reducción de la corriente continua con la temperatura está directamente relacionada con la preservación de esta eficiencia y la vida útil del dispositivo.

3.3 Distribución Espectral

Con una longitud de onda dominante de 571 nm y un ancho medio de 15 nm, la luz emitida es un verde relativamente puro. El pico a 574 nm es ligeramente más alto, lo cual es común. Esta información espectral es crucial para aplicaciones donde la consistencia del color o la interacción con una longitud de onda específica es importante.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a una huella SMD estándar. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.
• Se definen controles de calidad específicos para la cara del display: material extraño en segmentos ≤ 10 mils, contaminación de tinta ≤ 20 mils, burbujas en segmentos ≤ 10 mils y curvatura del reflector ≤ 1% de su longitud.
• La rebaba del pin de plástico no debe exceder 0.1 mm.

Se proporciona un dibujo dimensionado detallado en la hoja de datos original para el diseño del patrón de soldadura en PCB.

4.2 Diagrama de Circuito Interno y Conexión de Pines

El display tiene una configuración deánodo común. Esto significa que los ánodos (terminales positivos) de todos los segmentos LED están conectados internamente a pines comunes (Pin 4 y Pin 9). Cada cátodo de segmento (terminal negativo) tiene su propio pin dedicado. Para iluminar un segmento, su pin de cátodo correspondiente debe ser llevado a bajo (conectado a tierra o a un sumidero de corriente) mientras el ánodo común se mantiene en alto (conectado a la fuente positiva a través de una resistencia limitadora de corriente).

Definición de Pines:

1: Sin Conexión (N/C)

2: Cátodo D

3: Cátodo E

4: Ánodo Común

5: Cátodo C

6: Cátodo DP (Punto Decimal)

7: Cátodo B

8: Cátodo A

9: Ánodo Común

10: Cátodo F

11: Sin Conexión (N/C)

12: Cátodo G

Los dos pines de ánodo común (4 y 9) probablemente están conectados internamente y proporcionan flexibilidad en el enrutamiento del PCB y una mejor distribución de corriente.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

5.1 Instrucciones de Soldadura SMT

El dispositivo está destinado a procesos de soldadura por reflujo. Las instrucciones críticas incluyen:

• Ciclos de Reflujo Máximos:El dispositivo puede soportar un máximo de dos procesos de soldadura por reflujo. Se requiere un enfriamiento completo a temperatura ambiente entre el primer y el segundo ciclo.
• Perfil de Reflujo Recomendado:
  • Precalentamiento: 120–150°C.
  • Tiempo de precalentamiento: Máximo 120 segundos.
  • Temperatura pico: Máximo 260°C.
  • Tiempo por encima del líquido: Máximo 5 segundos.
• Soldadura Manual (Cautín):Si es necesario, la temperatura del cautín no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto no debe exceder los 3 segundos.

Cumplir con estos perfiles previene daños térmicos a los chips LED, la carcasa de plástico y las conexiones internas por alambre.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado

Se proporciona una recomendación de patrón de soldadura (huella) para garantizar la formación confiable de la unión de soldadura y la estabilidad mecánica. Este patrón considera el tamaño, la forma y el espaciado de las almohadillas en relación con los terminales del dispositivo para lograr filetes de soldadura adecuados y evitar puentes.

5.3 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Los displays SMD se envían en embalaje a prueba de humedad (probablemente con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad).

• Condiciones de Almacenamiento:Las bolsas sin abrir deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% de Humedad Relativa (HR).
• Exposición:Una vez que se abre la bolsa sellada, los dispositivos comienzan a absorber humedad del ambiente.
• Requisito de Secado:Si se exponen a condiciones ambientales más allá del tiempo de vida útil especificado (no se indica, pero típicamente 168 horas para un dispositivo Nivel 3), las piezas DEBEN secarse antes del reflujo para eliminar la humedad absorbida. No hacerlo puede causar \"efecto palomita de maíz\" o delaminación interna durante el proceso de reflujo a alta temperatura.
• Parámetros de Secado (solo una vez):
  • Para piezas en carrete: 60°C durante ≥ 48 horas.
  • Para piezas a granel: 100°C durante ≥ 4 horas o 125°C durante ≥ 2 horas.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Embalaje

Los dispositivos se suministran en carrete de cinta para montaje automatizado pick-and-place.

• Tipo de Carrete:Carrete estándar de 13 pulgadas (330 mm) de diámetro.
• Cantidad por Carrete:1000 piezas.
• Longitud del Embalaje:38.5 metros de cinta portadora por carrete de 22 pulgadas (esto parece referirse a la longitud de la cinta, posiblemente para un carrete maestro más grande).
• Cantidad Mínima de Pedido (MOQ):Para cantidades restantes, el paquete mínimo es de 250 piezas.
• Cinta Portadora:Hecha de aleación de poliestireno conductor negro. Las dimensiones se ajustan a los estándares EIA-481. La cinta tiene un límite de comba de 1 mm sobre 250 mm y un grosor de 0.40 ± 0.05 mm.
• Guía y Cola:La cinta incluye una guía (≥ 400 mm) y una cola (≥ 40 mm) para la alimentación de la máquina, con un espacio mínimo de 40 mm entre el final de los componentes y el inicio de la cola.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Electrónica de Consumo:Lecturas digitales en electrodomésticos, equipos de audio, regletas de enchufes o cargadores.
• Instrumentación:Medidores de panel, displays de equipos de prueba o interfaces de sistemas de control.
• Controles Industriales:Indicadores de estado, displays de contadores o lecturas de parámetros en maquinaria.
• Mercado de Accesorios Automotrices:Displays para medidores auxiliares o módulos electrónicos personalizados (considerar requisitos de temperatura extendida).

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie para cada conexión de ánodo común. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_suministro- V_F) / I_F. Para un suministro de 5V y un objetivo I_Fde 10 mA con V_F~2.4V: R = (5 - 2.4) / 0.01 = 260 Ω. Use el siguiente valor estándar (270 Ω).
• Multiplexación:Para displays de múltiples dígitos, se puede usar un esquema de multiplexación donde los ánodos comunes de diferentes dígitos se excitan secuencialmente a alta frecuencia, mientras que los cátodos (segmentos) se excitan con el patrón para el dígito activo. Esto reduce significativamente el número de pines de E/S requeridos.
• Gestión del Calor:Observe la curva de reducción de corriente para temperaturas ambientales elevadas. Asegure un cobre de PCB o ventilación adecuados si opera cerca de los límites máximos de temperatura o corriente.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente, se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD (Descarga Electroestática) durante el montaje.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con otros displays SMD de un dígito, los diferenciadores clave del LTS-2806SKG-P son:

• Tecnología de Material:El uso de chips AlInGaP ofrece mayor eficiencia y potencialmente mejor estabilidad térmica para la emisión verde en comparación con tecnologías más antiguas como GaP.
• Brillo:Una intensidad típica de más de 5000 µcd a 20 mA es bastante brillante para un display de 0.28 pulgadas, adecuado para entornos bien iluminados.
• Contraste:El diseño de cara gris/segmentos blancos está optimizado para alto contraste, mejorando la legibilidad.
• Encapsulado:El encapsulado SMD libre de plomo y conforme a RoHS se alinea con las regulaciones ambientales modernas y las líneas de montaje automatizadas.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

La longitud de onda pico (λ_p=574 nm) es el pico físico del espectro de luz emitido. La longitud de onda dominante (λ_d=571 nm) es la longitud de onda única que sería percibida por el ojo humano como del mismo color. A menudo difieren ligeramente. Los diseñadores preocupados por la coincidencia de colores deben referenciar la longitud de onda dominante.

9.2 ¿Puedo excitar este display directamente con un pin de microcontrolador de 3.3V?

No. El voltaje directo (V_F) es típicamente de 2.05-2.6V. Si bien 3.3V está por encima de esto, debe incluir una resistencia limitadora de corriente. Además, un pin GPIO de un microcontrolador típicamente no puede suministrar o absorber suficiente corriente (25 mA continuos máx. por segmento) para una excitación directa. Use un transistor o un CI controlador de LED dedicado.

9.3 ¿Por qué hay dos pines de ánodo común?

Tener dos pines (4 y 9) conectados internamente al ánodo común permite un diseño de PCB más flexible, puede ayudar a distribuir la corriente de manera más uniforme a través del display y proporciona redundancia en caso de que una unión de soldadura sea defectuosa.

9.4 ¿Cómo interpreto la relación de coincidencia de intensidad luminosa \"2:1\"?

Esto significa que dentro de un mismo dispositivo, el segmento más brillante no será más del doble de brillante que el más tenue cuando se excitan bajo condiciones idénticas (I_F=2mA). Esto asegura la uniformidad visual del número mostrado.

10. Estudio de Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario:Diseñar una lectura digital simple de temperatura para un dispositivo prototipo. El microcontrolador tiene un número limitado de pines de E/S.

Implementación:Use una versión de 3 dígitos de un display similar (o tres unidades LTS-2806SKG-P). Conecte todos los cátodos de segmento correspondientes (A, B, C, D, E, F, G, DP) juntos a través de los tres dígitos, usando 8 pines del microcontrolador. Conecte el ánodo común de cada dígito a un pin separado del microcontrolador a través de un pequeño transistor NPN (por ejemplo, 2N3904) para manejar la mayor corriente acumulada de los segmentos. El firmware del microcontrolador cicla rápidamente (multiplexa) habilitando el transistor de ánodo de cada dígito uno a la vez mientras envía el patrón de segmentos para ese dígito. Una frecuencia de refresco de 100 Hz o superior evita el parpadeo visible. Las resistencias limitadoras de corriente se colocan en las líneas de ánodo común (antes de los transistores). Este enfoque controla 3 dígitos con solo 8+3=11 pines de E/S, en lugar de 8*3=24 pines para excitación directa.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LTS-2806SKG-P opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo, los electrones de la capa n de AlInGaP se recombinan con los huecos de la capa p. Este evento de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde (~571 nm). El sustrato de GaAs no transparente ayuda a reflejar la luz hacia afuera, mejorando la eficiencia. Cada segmento del dígito está formado por uno o más de estos pequeños chips LED conectados en paralelo o en serie dentro del encapsulado.

12. Tendencias de Desarrollo

La evolución de los displays LED SMD como el LTS-2806SKG-P sigue las tendencias más amplias en optoelectrónica:

• Mayor Eficiencia:La investigación continua en ciencia de materiales busca mejorar los lúmenes por vatio (eficacia), reduciendo el consumo de energía para el mismo brillo.
• Miniaturización:Si bien 0.28 pulgadas es estándar, existe demanda de alturas de dígito más pequeñas en dispositivos ultracompactos, presionando los límites de la tecnología de encapsulado y chips.
• Gama de Colores Mejorada y Opciones:Los avances en materiales de fósforo y semiconductores directos (como InGaN para azul/verde) pueden ofrecer colores más brillantes y saturados o nuevas opciones de color en factores de forma similares.
• Integración:Los dispositivos futuros pueden integrar el CI controlador de LED o la lógica (por ejemplo, un decodificador BCD a 7 segmentos) directamente en el encapsulado del display, simplificando el diseño del sistema.
• Mejor Rendimiento Térmico:Nuevos materiales y diseños de encapsulado para disipar mejor el calor, permitiendo corrientes de excitación y brillo más altos o una mayor longevidad a altas temperaturas ambientales.

Estas tendencias se centran en proporcionar un mayor rendimiento, mayor flexibilidad de diseño y una mayor fiabilidad en aplicaciones cada vez más exigentes.