Hoja de Datos del Display LED LTS-5825CTB-PR - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Azul InGaN - Voltaje Directo 3.8V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-5825CTB-PR es un dispositivo de montaje superficial (SMD) diseñado como un display alfanumérico de un solo dígito. Su función principal es proporcionar una salida clara y brillante de caracteres numéricos y alfanuméricos limitados en equipos electrónicos. La tecnología central utiliza material semiconductor de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) crecido sobre un sustrato de zafiro, responsable de su eficiente emisión de luz azul. El dispositivo presenta una cara gris y segmentos blancos, mejorando el contraste y la legibilidad. Se clasifica como un display de tipo Ánodo Común, lo que significa que los ánodos de todos los segmentos LED están conectados internamente, simplificando el diseño del circuito para multiplexación.

1.1 Características y Ventajas Clave

• Tamaño del Dígito:Una altura de carácter de 0.56 pulgadas (14.22 mm) ofrece una excelente visibilidad para distancias de visión medias.
• Rendimiento Óptico:Ofrece alto brillo y alto contraste, facilitado por segmentos uniformes continuos que aseguran una iluminación consistente en todo el carácter.
• Ángulo de Visión:Proporciona un amplio ángulo de visión, haciendo que el display sea legible desde varias posiciones.
• Eficiencia Energética:Tiene un bajo requerimiento de potencia, contribuyendo a diseños energéticamente eficientes.
• Fiabilidad:Se beneficia de la fiabilidad del estado sólido sin partes móviles, lo que conduce a una larga vida operativa.
• Control de Calidad:Los dispositivos se categorizan (seleccionan) por intensidad luminosa, permitiendo una coincidencia de brillo consistente en aplicaciones de múltiples dígitos.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado está libre de plomo y cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.2 Aplicaciones Objetivo y Mercado

Este display está destinado a su uso en equipos electrónicos ordinarios. Las áreas de aplicación típicas incluyen dispositivos de automatización de oficinas (por ejemplo, fotocopiadoras, impresoras), equipos de comunicación, electrodomésticos, paneles de instrumentación y electrónica de consumo donde se requieren lecturas numéricas claras. Es adecuado para aplicaciones que demandan fiabilidad, buena visibilidad y un factor de forma compacto. Los diseñadores deben consultar para aplicaciones que involucren requisitos de fiabilidad excepcionales, como en sistemas de aviación, médicos o críticos para la seguridad.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar el dispositivo continuamente en o cerca de estos límites.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW máximo.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:30 mA (bajo condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Este valor se reduce linealmente en 0.28 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta 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.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):8600 a 28500 µcd (microcandelas) a una corriente directa (I_F) de 10mA. Se aplica una tolerancia del 15% a esta medición.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):468 nm (nanómetros), indicando el punto más fuerte de emisión de luz en el espectro azul.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):470 nm, que es la longitud de onda percibida por el ojo humano, con una tolerancia de ±1 nm.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):25 nm, definiendo la pureza espectral o el ancho de banda de la luz azul emitida.
• Voltaje Directo por Chip (V_F):3.3V a 3.8V a I_F=5mA, con una tolerancia de ±0.1V. Este es un parámetro crítico para el diseño del circuito de excitación.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V. Nota: esta es una condición de prueba; el dispositivo no está diseñado para operación continua en polarización inversa.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:2:1 máximo para segmentos dentro de un área de luz similar, asegurando uniformidad visual.
• Diafonía:Especificada como ≤ 2.5%, minimizando la iluminación no deseada de segmentos adyacentes apagados.

2.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Los LED son susceptibles a daños por descarga electrostática. La hoja de datos recomienda encarecidamente implementar medidas de control ESD durante el manejo y ensamblaje:

• Usar pulseras o guanti antiestáticos conectados a tierra.
• Asegurar que todas las estaciones de trabajo, herramientas e instalaciones de almacenamiento estén correctamente conectadas a tierra.
• Emplear ionizadores para neutralizar cargas estáticas que puedan acumularse en el encapsulado plástico.

3. Sistema de Selección y Categorización

El LTS-5825CTB-PR emplea un sistema de categorización principalmente para laIntensidad Luminosa. Los dispositivos se prueban y clasifican en lotes basándose en su salida de luz medida a una corriente de prueba estándar (10mA). Esto permite a los diseñadores seleccionar displays con niveles de brillo coincidentes, lo cual es crucial para aplicaciones de múltiples dígitos para evitar apariencia desigual. El rango de intensidad especificado es de 8600-28500 µcd. Aunque no se detalla explícitamente para la longitud de onda en este documento, la estrecha tolerancia en la longitud de onda dominante (±1 nm) asegura inherentemente una buena consistencia de color entre dispositivos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas, que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables. Aunque los gráficos específicos no se reproducen en el texto proporcionado, típicamente incluyen:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación no lineal, crucial para determinar el voltaje de excitación requerido para una corriente deseada.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, ayudando a optimizar el equilibrio entre brillo y consumo de energía/calor.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, lo cual es vital para la gestión térmica en la aplicación.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, confirmando las longitudes de onda de pico y dominante y el ancho espectral.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a una huella SMD específica. Las notas dimensionales clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm. Se aplican controles de calidad específicos para la cara del display: material extraño en segmentos ≤ 10 mils, contaminación por tinta ≤ 20 mils, burbujas en segmentos ≤ 10 mils y curvatura del reflector ≤ 1% de su longitud. La rebaba plástica de los pines está limitada a un máximo de 0.14 mm.

5.2 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 3 y Pin 8 son Ánodos Comunes. Los pines 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 y 10 son Cátodos para los segmentos E, D, C, DP (punto decimal), B, A, F y G respectivamente. El pin 5 es específicamente para el cátodo del punto decimal derecho.

5.3 Patrón de Soldadura Recomendado

Se proporciona una huella recomendada (patrón de soldadura) para el diseño de PCB para asegurar la formación confiable de las juntas de soldadura y la correcta alineación mecánica durante el proceso de reflujo. Adherirse a este patrón es crítico para el rendimiento de fabricación.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es adecuado para soldadura por reflujo. Los parámetros críticos son:

• Precalentamiento:120–150°C.
• Tiempo de Precalentamiento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tiempo por Encima del Líquido:Máximo 5 segundos.
• Número de Ciclos de Reflujo:Máximo 2 veces. El ensamblaje debe enfriarse a temperatura normal entre el primer y segundo proceso de soldadura.

6.2 Soldadura Manual (con Hierro)

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura del hierro no debe exceder los 300°C, y el tiempo de soldadura por junta debe limitarse a un máximo de 3 segundos.

6.3 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

El encapsulado SMD es sensible a la humedad. Los dispositivos se envían en embalaje a prueba de humedad con desecante. Deben almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% de Humedad Relativa. Una vez abierta la bolsa sellada, los dispositivos comienzan a absorber humedad del ambiente. Si el tiempo de exposición excede los límites especificados (no detallados en este extracto), o si las piezas no se almacenan en un gabinete seco, ellasdeben ser secadasantes del reflujo para prevenir el agrietamiento por "popcorn" o la delaminación durante la soldadura. Las condiciones de secado son: 60°C durante ≥48 horas (en carrete), o 100°C durante ≥4 horas / 125°C durante ≥2 horas (a granel). El secado solo debe realizarse una vez.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Embalaje

Los dispositivos se suministran en cinta y carrete para ensamblaje automatizado. La cinta portadora está hecha de aleación de poliestireno conductor negro. El embalaje cumple con los estándares EIA-481-D. Las especificaciones clave del carrete incluyen una longitud de embalaje de 44.5 metros por carrete de 22 pulgadas, conteniendo 700 piezas por carrete de 13 pulgadas. Se aplica una cantidad mínima de embalaje de 200 piezas para pedidos restantes. La cinta incluye secciones de guía y cola (mínimo 400mm y 40mm, respectivamente) para facilitar la alimentación de la máquina.

7.2 Interpretación del Número de Parte

El número de parte LTS-5825CTB-PR puede decodificarse como: LTS (familia de producto), 5825 (probablemente un identificador de serie/modelo), C (probablemente código de color para azul), T (tipo de encapsulado), B (lote de brillo o variante), PR (puede indicar punto decimal derecho).

8. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Como display de ánodo común, los ánodos (pines 3 y 8) deben conectarse al voltaje de alimentación positivo (V_CC). Los segmentos individuales se encienden hundiendo corriente a través de sus respectivos pines de cátodo a tierra. El voltaje directo (V_F) de 3.3-3.8V debe considerarse al seleccionar el voltaje de alimentación. Se requiere una resistencia limitadora de corriente en serie con cada cátodo (o se puede usar un driver de corriente constante) para establecer la corriente directa (I_F) al nivel deseado, típicamente entre 5-20 mA, equilibrando brillo y longevidad. Para multiplexar múltiples dígitos, los ánodos comunes se conmutan secuencialmente a alta frecuencia.

8.2 Gestión Térmica

La reducción lineal de la corriente directa continua (0.28 mA/°C por encima de 25°C) resalta la importancia de la gestión térmica. En altas temperaturas ambientales o aplicaciones de alto ciclo de trabajo, la corriente máxima efectiva debe reducirse en consecuencia. Un área de cobre adecuada en el PCB y ventilación ayudan a disipar el calor.

8.3 Integración Óptica

La cara gris y los segmentos blancos proporcionan contraste inherente. Para una mejora adicional, considere agregar un filtro de densidad neutra o un difusor coloreado. El amplio ángulo de visión lo hace adecuado para aplicaciones donde el usuario puede no estar directamente frente al display.

9. Comparación y Diferenciación

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos GaAsP o displays LED de orificio pasante más grandes, el LTS-5825CTB-PR ofrece varias ventajas:Factor de Forma Más Pequeño:El encapsulado SMD ahorra un espacio significativo en la placa y permite diseños de perfil más bajo.Mayor Eficiencia:La tecnología InGaN proporciona mayor brillo a corrientes más bajas.Mejor Fiabilidad:La construcción de estado sólido y el robusto encapsulado SMD mejoran la resistencia a golpes y vibraciones.Facilidad de Ensamblaje:Compatible con procesos de soldadura por reflujo y colocación automática de alta velocidad, reduciendo el costo de fabricación. Su principal diferenciador dentro de su categoría es la combinación específica de altura de dígito de 0.56 pulgadas, color azul, configuración de ánodo común, y las detalladas especificaciones de rendimiento y controles de calidad documentados.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?

R1: La longitud de onda de pico (λ_p=468 nm) es el punto de máxima potencia espectral de salida. La longitud de onda dominante (λ_d=470 nm) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincidiría con el color percibido del LED. A menudo están cerca pero no son idénticas.

P2: ¿Puedo excitar este display con una fuente de 5V?

R2: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada segmento. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Para una fuente de 5V, V_Fde 3.5V, e I_Fde 10mA, R = (5 - 3.5) / 0.01 = 150 Ω.

P3: ¿Por qué el número de ciclos de reflujo está limitado a dos?

R3: La exposición repetida a altas temperaturas de soldadura puede causar estrés térmico en la unión interna del dado, los alambres de conexión y el encapsulado plástico, lo que podría conducir a una fiabilidad reducida o falla. El límite asegura la integridad del dispositivo a largo plazo.

P4: ¿Qué sucede si no seco un carrete expuesto a humedad antes del reflujo?

R4: La humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente durante el perfil de reflujo de alta temperatura, creando alta presión interna. Esto puede causar agrietamiento del encapsulado (\"popcorning\"), delaminación interna o daño en los alambres de conexión, resultando en falla inmediata o latente.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñando un Display para Multímetro Digital.Un diseñador necesita un display de un dígito brillante y fiable para un multímetro compacto. Se selecciona el LTS-5825CTB-PR. Se usan cuatro displays para mostrar hasta 1999 cuentas. El microcontrolador usa una técnica de multiplexación: establece el patrón para el dígito 1 en las líneas de cátodo, habilita el ánodo común para el dígito 1, espera un corto tiempo, luego deshabilita el dígito 1, establece el patrón para el dígito 2, habilita su ánodo, y así sucesivamente, ciclando rápidamente. La corriente para cada segmento se establece en 8 mA mediante resistencias, proporcionando brillo adecuado con bajo consumo de energía. La cara gris asegura un buen contraste bajo el vidrio protector del multímetro. Los dispositivos se obtienen del mismo lote de intensidad luminosa para garantizar un brillo uniforme en los cuatro dígitos.

12. Introducción al Principio Técnico

La emisión de luz se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. El material activo es Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo (aprox. 3.3V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa (pozo cuántico). Cuando un electrón se recombina con un hueco, se libera energía en forma de fotón. La composición específica de la aleación InGaN determina la energía de la banda prohibida, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, azul (~470 nm). El sustrato de zafiro proporciona una plantilla cristalina para el crecimiento de las capas de InGaN de alta calidad.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Este dispositivo representa una aplicación madura de la tecnología de LED azul InGaN. La tendencia en displays SMD alfanuméricos es hacia una mayor densidad de píxeles (múltiples dígitos y matriz de puntos en un solo encapsulado), capacidad a todo color (integrando chips rojo, verde y azul) y un consumo de energía aún más bajo. También hay un movimiento hacia soluciones de chip-on-board (COB) e integración de drivers que reducen el número de componentes externos. Además, los avances en tecnología de conversión por fósforo permiten que chips azules o UV individuales produzcan luz blanca u otros colores, expandiendo las posibilidades de aplicación. Los principios de eficiencia, fiabilidad y miniaturización vistos en este componente continúan impulsando la innovación en toda la industria LED.