Hoja de Datos del Display LED LTS-4817SKR-P - Altura de Dígito 0.39 Pulgadas - Rojo Súper - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-4817SKR-P es un dispositivo de montaje superficial (SMD) diseñado como display numérico de un solo dígito. Su función principal es proporcionar lecturas numéricas claras y brillantes en diversas aplicaciones electrónicas. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) sobre un sustrato de GaAs para producir su característico color Rojo Súper. Esta elección de material es clave para lograr un alto brillo y eficiencia dentro del espectro rojo. El display presenta una cara gris con segmentos blancos, una combinación diseñada para maximizar el contraste y la legibilidad, especialmente en condiciones de luz ambiental. Está específicamente diseñado para ser apto para procesos de montaje inverso, ofreciendo flexibilidad en el diseño de PCB y la estética del producto final.

1.1 Características y Ventajas Clave

• Tamaño del Dígito:Cuenta con una altura de dígito de 0.39 pulgadas (10.0 mm), ofreciendo un equilibrio entre visibilidad y eficiencia de espacio en la placa.
• Calidad de los Segmentos:Proporciona segmentos continuos y uniformes para una apariencia de carácter consistente, sin huecos o irregularidades.
• Eficiencia Energética:Diseñado para un bajo consumo de energía, lo que lo hace adecuado para aplicaciones alimentadas por batería o conscientes del consumo energético.
• Rendimiento Óptico:Ofrece alto brillo y alto contraste, garantizando una excelente legibilidad. El amplio ángulo de visión mantiene la visibilidad desde diversas perspectivas.
• Fiabilidad:Se beneficia de la fiabilidad del estado sólido sin partes móviles, lo que conduce a una larga vida operativa.
• Clasificación (Binning):Los dispositivos se clasifican ("binned") por intensidad luminosa, permitiendo una coincidencia de brillo consistente en displays de múltiples dígitos.
• Conformidad:El encapsulado está libre de plomo, fabricado de acuerdo con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de parte LTS-4817SKR-P decodifica los atributos clave del dispositivo: un display de un dígito con emisión Rojo Súper, configuración de ánodo común y un punto decimal a la derecha. Esta configuración específica es crítica para un diseño de circuito y mapeo de pines correctos.

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:90 mA (en 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 a 0.28 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25°C.
• Rango de Temperatura:El rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -35°C a +105°C.
• Tolerancia de Soldadura:Puede soportar soldadura con cautín a 260°C durante 3 segundos, medido a 1/16 de pulgada 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 (I_V):Varía desde 500 µcd (mín) hasta 1600 µcd (típ) a una corriente directa (I_F) de 1 mA. A I_F=10 mA, la intensidad típica es de 20,800 µcd. La intensidad se mide usando un filtro que coincide con la curva de respuesta del ojo fotópico CIE.
• Longitud de Onda:La longitud de onda de emisión pico (λ_p) es de 639 nm (típ). La longitud de onda dominante (λ_d) es de 631 nm (típ). El ancho medio espectral (Δλ) es de 20 nm (típ). Estos definen la salida de color rojo puro.
• Voltaje Directo (V_F):Por chip LED, típicamente 2.6V con un máximo de 2.6V a I_F=20 mA. El mínimo es 2.05V.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; el dispositivo no está diseñado para operación continua en polarización inversa.
• Relación de Coincidencia de Intensidad:La relación de intensidad luminosa entre segmentos en áreas de luz similares es de 2:1 máximo a I_F=1 mA, asegurando una apariencia uniforme.
• Diafonía (Crosstalk):Especificado como ≤ 2.5%, minimizando la fuga de luz no deseada entre segmentos adyacentes.

2.3 Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que los dispositivos están "categorizados por intensidad luminosa". Esto significa que los LEDs son probados y clasificados ("binned") en función de su salida de luz medida a una corriente de prueba estándar. Este proceso asegura que cuando se usan múltiples dígitos en un solo display (como un reloj o un medidor), todos los dígitos tendrán un nivel de brillo consistente, evitando que un dígito aparezca notablemente más tenue o más brillante que sus vecinos. Los diseñadores pueden especificar un código de clasificación para garantizar esta uniformidad.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que representan gráficamente la relación entre parámetros clave. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar para tal dispositivo normalmente incluirían:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta los límites máximos nominales.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, destacando la importancia de la gestión térmica.
• Distribución Espectral de Potencia:Un gráfico que muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrándose alrededor del pico de 639 nm.

Estas curvas permiten a los ingenieros predecir el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y optimizar su diseño para rendimiento y fiabilidad.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo tiene dimensiones físicas específicas con una tolerancia de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. Las notas dimensionales clave incluyen límites de material extraño dentro de los segmentos (≤10 mil), contaminación de tinta en la superficie (≥20 mils), burbujas en los segmentos (≤10 mil), flexión del reflector (≤1% de su longitud) y rebaba máxima del pin de plástico (0.14 mm). Un dibujo dimensionado detallado es esencial para crear la huella en la PCB.

4.2 Circuito Interno y Pinout

El display tiene una configuración de ánodo común. El diagrama del circuito interno muestra diez pines conectados a los ánodos y cátodos de los siete segmentos (A-G) y el punto decimal (DP).

Tabla de Conexión de Pines:

• Pin 1: Cátodo E
• Pin 2: Cátodo D
• Pin 3: Ánodo Común
• Pin 4: Cátodo C
• Pin 5: Cátodo DP (Punto Decimal)
• Pin 6: Cátodo B
• Pin 7: Cátodo A
• Pin 8: Ánodo Común
• Pin 9: Cátodo F
• Pin 10: Cátodo G

Los pines 3 y 8 están conectados internamente al ánodo común. Este diseño de doble pin de ánodo ayuda en la distribución de corriente y la gestión térmica.

4.3 Patrón de Soldadura Recomendado

La hoja de datos proporciona dos diseños distintos de patrón de soldadura (huella) para PCB: uno para montaje normal y otro para montaje inverso. El patrón de montaje inverso incluye un recorte en la PCB. Usar el patrón correcto es crítico para la formación adecuada de la unión de soldadura, la estabilidad mecánica y lograr el efecto visual deseado (montaje al ras para montaje inverso).

5. Guías de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Instrucciones de Soldadura SMT

El dispositivo está destinado al ensamblaje con tecnología de montaje superficial (SMT). Las instrucciones críticas incluyen:

• Soldadura por Reflujo (Método Principal):Máximo de dos ciclos de reflujo. Se requiere un período de enfriamiento a temperatura normal entre ciclos.
  • Precalentamiento: 120–150°C
  • Tiempo de Precalentamiento: 120 segundos máximo
  • Temperatura Pico: 260°C máximo
  • Tiempo por Encima del Líquidus: 5 segundos máximo
• Soldadura Manual (Cautín):Debe limitarse a reparaciones puntuales. La temperatura máxima del cautín es de 300°C con un tiempo máximo de soldadura de 3 segundos por unión.

Exceder estos perfiles térmicos o el número de ciclos puede dañar el encapsulado de plástico o el chip LED interno.

5.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Los displays SMD se envían en empaque a prueba de humedad. Deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa (HR). Una vez que se abre la bolsa sellada, los componentes comienzan a absorber humedad del aire. Si las piezas no se usan inmediatamente y no se almacenan en un entorno seco controlado (por ejemplo, un gabinete seco), deben ser "horneadas" antes del proceso de soldadura por reflujo para prevenir el "efecto palomita de maíz" o el agrietamiento del encapsulado causado por la rápida expansión del vapor durante el calentamiento.

Condiciones de Horneado (solo una vez):

• Piezas en Carrete: 60°C durante ≥48 horas.
• Piezas a Granel: 100°C durante ≥4 horas o 125°C durante ≥2 horas.

6. Información de Empaque y Pedido

6.1 Especificaciones de Empaque

El dispositivo se suministra en carrete de cinta para ensamblaje automatizado pick-and-place. La hoja de datos detalla las dimensiones tanto del carrete de empaque como de la cinta portadora.

• Dimensiones del Carrete:Proporcionadas para tamaños de carrete estándar.
• Dimensiones de la Cinta Portadora:Se dan especificaciones separadas para dispositivos de montaje normal e inverso, reflejando sus diferentes orientaciones en la cinta. Las especificaciones clave de la cinta incluyen tolerancia acumulada de paso, límites de curvatura y cumplimiento con los estándares EIA-481-C.
• Cantidades:Un carrete estándar de 13 pulgadas contiene 800 piezas. La cantidad mínima de pedido para remanentes es de 200 piezas.
• Cinta de Inicio/Final:El carrete incluye una cinta de inicio (mínimo 400 mm) y una cinta final (mínimo 40 mm) para el manejo de la máquina.

6.2 Etiquetado y Trazabilidad

La cinta portadora incluye marcas para el Número de Parte, Código de Fecha y Código de Clasificación (Bin), proporcionando trazabilidad completa para fines de fabricación y control de calidad.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTS-4817SKR-P es ideal para aplicaciones que requieren un display numérico de un dígito brillante y fiable en un formato SMD compacto. Usos comunes incluyen:

• Electrónica de consumo: básculas digitales, temporizadores de cocina, displays de equipos de audio.
• Equipos industriales: medidores de panel, lecturas de instrumentos, indicadores de estado de sistemas de control.
• Mercado secundario automotriz: grupos de instrumentos, computadoras de viaje.
• Dispositivos médicos: monitores portátiles donde el bajo consumo y el alto contraste son clave.
• Electrodomésticos: hornos microondas, lavadoras, termostatos (especialmente con montaje inverso para un aspecto elegante e integrado).

7.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Limitación de Corriente:Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie o un circuito de excitación de corriente constante es obligatorio para cada segmento o ánodo común para evitar exceder la corriente directa continua máxima, especialmente considerando la reducción con la temperatura.
• Gestión Térmica:Si bien la disipación de potencia es baja por segmento, se debe considerar el calor combinado de múltiples segmentos en un diseño de varios dígitos o la operación en altas temperaturas ambientales. Un área de cobre adecuada en la PCB y ventilación ayudan a mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros.
• Estética del Montaje Inverso:Al usar la opción de montaje inverso, asegúrese de que el recorte en la PCB esté mecanizado con precisión y se siga el patrón de soldadura recomendado para lograr una apariencia limpia y al ras con el panel frontal.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente en esta hoja de datos, los LEDs AlInGaP pueden ser sensibles a las descargas electrostáticas (ESD). Se deben observar las precauciones estándar de manejo de ESD durante el ensamblaje.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTS-4817SKR-P se diferencia a través de varios atributos clave:

• Tecnología de Material (AlInGaP):En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP, AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor y una mejor estabilidad de temperatura para colores rojo y ámbar, lo que resulta en displays más brillantes con un color más consistente a lo largo de la temperatura y la vida útil.
• Capacidad de Montaje Inverso:No todos los displays LED SMD están diseñados o caracterizados para montaje inverso. Las tolerancias mecánicas especificadas y la huella proporcionada de este dispositivo lo convierten en una opción fiable para este enfoque de diseño.
• Clasificación de Intensidad (Binning):La coincidencia de intensidad garantizada (relación 2:1) es una característica crítica para displays de múltiples dígitos, eliminando el desajuste de brillo que puede ocurrir con piezas no clasificadas.
• Amplio Ángulo de Visión y Alto Contraste:La combinación de la tecnología del chip, la cara gris y los segmentos blancos está diseñada para proporcionar una legibilidad superior desde ángulos amplios en comparación con displays con diferentes combinaciones de colores.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la diferencia entre "longitud de onda pico" y "longitud de onda dominante"?
R1: La longitud de onda pico (λ_p) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para un LED rojo de espectro estrecho como este, están cerca (639 nm vs. 631 nm), pero λ_des más relevante para la percepción del color humano.

P2: ¿Por qué hay dos pines de ánodo común (3 y 8)?
R2: Tener dos pines de ánodo ayuda a distribuir la corriente directa total (que es la suma de todos los segmentos iluminados) a través de dos trazas de PCB y uniones de soldadura. Esto mejora la capacidad de manejo de corriente, reduce el calentamiento de las trazas y mejora la fiabilidad de la conexión mecánica.

P3: ¿Puedo excitar este display directamente con un pin de microcontrolador?
R3: No. Un pin GPIO típico de un microcontrolador no puede suministrar o absorber suficiente corriente (25 mA por segmento, potencialmente más de 175 mA para todos los segmentos si se muestra el dígito '8') y se dañaría. Debes usar excitadores externos (como arreglos de transistores o ICs excitadores de LED dedicados) controlados por el microcontrolador.

P4: ¿Qué significa "reducción lineal desde 25°C" para la corriente directa continua?
R4: Significa que la corriente continua segura máxima disminuye a medida que la temperatura aumenta por encima de 25°C. El factor de reducción es de 0.28 mA/°C. Por ejemplo, a 50°C ambiente, la corriente máxima sería: 25 mA - [0.28 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 25 mA - 7 mA = 18 mA por segmento.

P5: ¿Siempre se requiere horneado después de abrir la bolsa?
R5: El horneado es requeridosolo silos componentes han estado expuestos a la humedad ambiente fuera de las condiciones de almacenamiento especificadas (≤30°C/60% HR) durante un período que permita la absorción de humedad, y antes de que se sometan a soldadura por reflujo. Si se usan inmediatamente o se almacenan en un entorno seco, el horneado puede no ser necesario. Consulte la etiqueta MSL (Nivel de Sensibilidad a la Humedad) en la bolsa para conocer los límites de tiempo de exposición específicos.