Hoja de Datos del Display LED LTS-4817CTB-P - Altura de Dígito 0.39 Pulgadas - Azul InGaN - Tensión Directa 3.8V - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-4817CTB-P es un dispositivo de montaje superficial (SMD) diseñado como un display numérico de un solo dígito. Su función principal es proporcionar una indicación alfanumérica o numérica clara y fiable en equipos electrónicos. El componente central es el uso de material semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) crecido sobre un sustrato de zafiro para producir emisión de luz azul. Este dispositivo se clasifica como de tipo ánodo común, lo que significa que los ánodos de todos los segmentos LED están conectados internamente, simplificando el diseño de circuitos para multiplexación. Está específicamente diseñado para procesos de montaje en reversa.

1.1 Características y Ventajas Clave

• Altura del Dígito:Cuenta con una altura de carácter de 0.39 pulgadas (10.0 mm), ofreciendo una buena legibilidad para su tamaño compacto.
• Calidad Óptica:Proporciona una iluminación de segmento continua y uniforme, excelente apariencia de los caracteres, alto brillo, alto contraste y un amplio ángulo de visión.
• Eficiencia y Fiabilidad:Diseñado para un bajo requerimiento de potencia y ofrece la fiabilidad inherente del estado sólido de la tecnología LED.
• Control de Calidad:Las unidades se clasifican (binned) por intensidad luminosa, asegurando consistencia en el brillo entre lotes de producción.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado está libre de plomo y cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de parte LTS-4817CTB-P decodifica el tipo de dispositivo: un display de un dígito con punto decimal a la derecha, que utiliza chips LED azules InGaN en una configuración de ánodo común.

2. Información Mecánica y del Encapsulado

2.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a una huella SMD específica. Las notas dimensionales críticas incluyen: todas las medidas están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. El encapsulado incluye marcas para el número de parte, código de fecha y lote del LED. Las especificaciones de calidad limitan la presencia de material extraño, contaminación por tinta, burbujas dentro del área del segmento, flexión del encapsulado y rebabas en los pines para garantizar un montaje y rendimiento adecuados.

2.2 Configuración de Pines y Diagrama de Circuito

El display tiene una configuración de 10 pines. El diagrama de circuito interno muestra una arquitectura de ánodo común. La asignación de pines es la siguiente: Pin 1 (Cátodo E), Pin 2 (Cátodo D), Pin 3 (Ánodo Común), Pin 4 (Cátodo C), Pin 5 (Cátodo DP para punto decimal), Pin 6 (Cátodo B), Pin 7 (Cátodo A), Pin 8 (Ánodo Común), Pin 9 (Cátodo F), Pin 10 (Cátodo G). El Pin 8 se indica como \"Sin Conexión\" en el diagrama proporcionado, lo que puede estar reservado o ser una conexión de ánodo duplicada dependiendo del diseño interno.

3. Parámetros y Características Técnicas

3.1 Límites Absolutos Máximos

Estos son los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. Los valores nominales se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW máximo.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:50 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua por Segmento:20 mA a 25°C, reducción lineal de 0.21 mA/°C por encima de 25°C.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +105°C.
• Temperatura de Soldadura:Resiste 260°C durante 3 segundos a 1/16 de pulgada (aprox. 1.6mm) por debajo del plano de asiento.

3.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros de rendimiento típicos se miden a Ta=25°C.

• Intensidad Luminosa (I_V):8.4 mcd (Mín), 26.8 mcd (Típ) a una corriente directa (I_F) de 10mA.
• Longitud de Onda de Pico (λ_p):468 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):25 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):470 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Tensión Directa (V_F):3.3V (Mín), 3.8V (Típ) por chip a I_F=20mA.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (Máx) a una tensión inversa (V_R) de 5V. Esta es una condición de prueba, no un modo de operación.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:2:1 máximo entre segmentos en condiciones similares (I_F=10mA), asegurando un brillo uniforme.
• Diafonía:Especificada como ≤ 2.5%, minimizando la iluminación no deseada de segmentos adyacentes.

3.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Los LED son susceptibles a daños por descarga electrostática. Las precauciones de manejo obligatorias incluyen: usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra o guantes antiestáticos; asegurar que todo el equipo, estaciones de trabajo y almacenamiento estén correctamente conectados a tierra; y emplear ionizadores para neutralizar las cargas estáticas que puedan acumularse en el encapsulado plástico durante el manejo.

4. Curvas de Rendimiento y Datos Gráficos

La hoja de datos incluye curvas características típicas (aunque no se detallan en el extracto de texto proporcionado). Estos gráficos son esenciales para el diseño y típicamente ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa (curva I-V), el efecto de la temperatura ambiente en la intensidad luminosa y la distribución espectral de potencia relativa que muestra el pico de emisión de luz azul alrededor de 468-470 nm. Analizar estas curvas permite a los diseñadores optimizar la corriente de excitación para el brillo deseado y comprender las compensaciones de rendimiento bajo diferentes condiciones térmicas.

5. Pautas de Montaje y Proceso

5.1 Instrucciones de Soldadura SMT

El dispositivo es adecuado para soldadura por reflujo. Límites críticos del proceso:

• Soldadura por Reflujo (Máx 2 ciclos):Precalentamiento: 120-150°C hasta 120 segundos máximo. Temperatura máxima: 260°C máximo. El tiempo total de soldadura no debe exceder los límites del perfil.
• Soldadura Manual (Cautín, Máx 1 ciclo):Temperatura de la punta del cautín: 300°C máximo. Tiempo de contacto: 3 segundos máximo por unión.
• Se requiere un período de enfriamiento obligatorio a temperatura normal entre el primer y segundo proceso de reflujo si es necesario un doble paso.

5.2 Patrón de Pads de Soldadura Recomendado

Se proporciona un diseño de patrón de pistas para garantizar la formación confiable de juntas de soldadura, el correcto autoalineamiento durante el reflujo y una resistencia mecánica suficiente. La adherencia a este patrón es crucial para el rendimiento de fabricación y la fiabilidad a largo plazo.

6. Empaquetado y Manejo

6.1 Especificaciones de Empaquetado

Los dispositivos se suministran en empaquetado de cinta y carrete compatible con máquinas pick-and-place automatizadas.

• Dimensiones del Carrete:Se proporcionan detalles para el carrete tipo PS6, incluyendo diámetro del carrete, ancho del núcleo y dimensiones de los bolsillos de la cinta.
• Cinta Portadora:Las dimensiones y especificaciones cumplen con los estándares EIA-481-C. Los parámetros clave incluyen paso de bolsillo, grosor de la cinta (0.40±0.05mm) y tolerancia de curvatura.
• Cantidades de Empaquetado:La longitud estándar del carrete es de 45.5 metros para un carrete de 22 pulgadas, conteniendo 800 piezas. Se especifica una cantidad mínima de empaquetado de 200 piezas para lotes restantes.
• Cinta de Guía/Cola:Incluye un mínimo de 400mm de cinta guía y 40mm de cinta cola para el manejo de la máquina.

6.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

El encapsulado SMD es sensible a la humedad. Los dispositivos se envían en bolsas de barrera a prueba de humedad con desecante.

• Condiciones de Almacenamiento:Después de abrir la bolsa sellada, los componentes deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa.
• Requisitos de Horneado:Si se exponen a humedad ambiental más allá de las especificaciones, se requiere horneado antes del reflujo para prevenir el agrietamiento \"popcorn\" o la delaminación. Condiciones de horneado aprobadas: 60°C durante ≥48 horas (en carrete), o 100°C durante ≥4 horas / 125°C durante ≥2 horas (a granel). El horneado debe realizarse solo una vez.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTS-4817CTB-P es ideal para aplicaciones que requieren displays numéricos de un solo dígito, compactos y brillantes. Usos comunes incluyen: paneles de instrumentos (multímetros, temporizadores), electrodomésticos (microondas, cafeteras), interfaces de control industrial, lecturas de dispositivos médicos y displays de accesorios automotrices donde se prefiere la indicación azul por visibilidad o razones estéticas.

7.2 Pautas de Diseño de Circuito

Como display de ánodo común, cada cátodo de segmento se excita de forma independiente, típicamente mediante una resistencia limitadora de corriente conectada a un controlador con capacidad de sumidero (por ejemplo, un pin GPIO de un microcontrolador o un CI controlador de LED dedicado). La tensión directa (V_F) de ~3.8V debe considerarse en el diseño de la fuente de alimentación. La corriente continua no debe exceder los 20mA por segmento, con la reducción apropiada por encima de los 25°C ambiente. Para multiplexar múltiples dígitos, asegúrese de que la capacidad de sumidero de corriente y la velocidad de conmutación del controlador sean adecuadas.

7.3 Gestión Térmica

Aunque los LED son eficientes, la disipación de potencia (hasta 70mW por segmento) genera calor. Un diseño de PCB adecuado con suficiente área de cobre para las conexiones de ánodo común puede actuar como disipador de calor. Asegúrese de que la temperatura ambiente de operación no exceda los 105°C y considere la curva de reducción de corriente para entornos de alta temperatura.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos GaAsP, este LED azul InGaN ofrece mayor brillo y un color azul distintivo. Dentro del segmento de displays SMD azules, sus diferenciadores clave son la altura de dígito de 0.39 pulgadas, la intensidad luminosa clasificada para uniformidad y las especificaciones para baja diafonía y coincidencia de segmentos. El encapsulado robusto y las especificaciones detalladas de soldadura/empaquetado lo hacen adecuado para el montaje automatizado de gran volumen.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el propósito del pin \"Sin Conexión\" (Pin 8)?

R: Este pin no está conectado internamente. Puede existir por simetría mecánica, estandarización del encapsulado o como marcador de posición. No debe usarse como conexión eléctrica.

P: ¿Puedo excitar este display con una fuente de 5V?

R: Sí, pero es obligatoria una resistencia limitadora de corriente en serie para cada cátodo de segmento. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_suministro- V_F) / I_F. Para una fuente de 5V, V_Fde 3.8V, e I_Fde 10mA, R ≈ (5 - 3.8) / 0.01 = 120 Ω.

P: ¿Por qué es necesario el horneado y puedo hornear las piezas más de una vez?

R: El encapsulado plástico absorbe humedad. Durante el reflujo, el calentamiento rápido convierte esta humedad en vapor, pudiendo causar daños internos. El horneado elimina esta humedad. La hoja de datos establece explícitamente que el horneado debe hacerse solo una vez para evitar el envejecimiento térmico de los materiales.

P: ¿Qué significa \"montaje en reversa\"?

R: Indica que el dispositivo está destinado a montarse en el lado opuesto del PCB al lado típico de los componentes, a menudo por razones estéticas (visualización a través de la placa). El patrón de soldadura recomendado está diseñado para esto.

10. Principios Operativos y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Operación

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su banda prohibida a través de la unión p-n, los electrones y huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). El material específico, InGaN, tiene una banda prohibida que corresponde a la emisión de luz azul. El sustrato de zafiro proporciona una base cristalina para el crecimiento de las capas epitaxiales de InGaN.

10.2 Tendencias de la Industria

El uso de la tecnología InGaN para LED azules (y por extensión, blancos mediante conversión de fósforo) representa un avance significativo en la iluminación de estado sólido. Las tendencias en componentes de display incluyen aumentos continuos en la eficacia luminosa (brillo por vatio), mayor miniaturización, mejor consistencia de color mediante clasificación más estricta y fiabilidad mejorada para entornos hostiles. El movimiento hacia encapsulados libres de plomo y compatibles con RoHS, como se ve en este dispositivo, es un requisito estándar de la industria.