Hoja de Datos del Display LED LTS-5825CKR-PR - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Rojo Súper - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-5825CKR-PR es un módulo de display LED de un solo dígito y montaje superficial, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y de alta visibilidad. Cuenta con una altura de dígito de 0.56 pulgadas (14.22 mm), lo que lo hace adecuado para displays de tamaño mediano en diversos dispositivos electrónicos. La tecnología central utiliza capas epitaxiales de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) sobre un sustrato de GaAs para producir una emisión Rojo Súper. Este sistema de materiales es conocido por su alta eficiencia y excelente pureza de color. El display tiene una cara gris con segmentos blancos, proporcionando un alto contraste para una legibilidad óptima bajo diferentes condiciones de iluminación.

1.1 Características Principales

• Altura de Dígito de 0.56 Pulgadas:Proporciona un tamaño de carácter claro y fácilmente legible.
• Segmentos Continuos y Uniformes:Garantiza una iluminación consistente en todos los segmentos para un aspecto profesional.
• Bajo Requerimiento de Potencia:Funciona de manera eficiente, siendo adecuado para aplicaciones alimentadas por batería o conscientes del consumo energético.
• Alto Brillo y Alto Contraste:Los chips AlInGaP Rojo Súper ofrecen una intensa salida de luz contra el fondo gris.
• Amplio Ángulo de Visión:Ofrece una buena visibilidad desde varios ángulos.
• Categorizado por Intensidad Luminosa:Los dispositivos son clasificados (binned) para garantizar niveles de brillo consistentes.
• Paquete Libre de Plomo:Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Fiabilidad del Estado Sólido:Se beneficia de la longevidad inherente y la resistencia a golpes de la tecnología LED.

1.2 Configuración del Dispositivo

Este es un display de un dígito con ánodo común y punto decimal (DP) a la derecha. El número de parte específico LTS-5825CKR-PR identifica esta configuración. El diseño de ánodo común simplifica el diseño del circuito cuando se utilizan microcontroladores o circuitos integrados controladores que suministran corriente.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente al dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW máximo. Exceder este valor puede provocar sobrecalentamiento y reducir la vida útil.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:90 mA, pero solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Este límite es para pulsos breves de alta corriente, no para operación continua.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corriente se reduce linealmente en 0.28 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25°C. Este es un parámetro crítico para el diseño de gestión térmica.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +105°C. El dispositivo es robusto para entornos industriales y automotrices.
• Temperatura de Soldadura:La soldadura con cautín debe realizarse a 260°C durante un máximo de 3 segundos, con la punta del cautín al menos a 1/16 de pulgada (aprox. 1.6mm) por debajo del plano de asiento del componente.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros típicos de operación medidos a Ta=25°C bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa Promedio (Iv):Varía desde 501 µcd (mín) hasta 18000 µcd (máx) dependiendo de la corriente directa. A una corriente de accionamiento típica de 10mA, la intensidad es de 1700 µcd (mín). La intensidad luminosa se mide utilizando un filtro que imita la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λp):639 nm (típico). Esta es la longitud de onda a la que la intensidad de la luz emitida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λd):631 nm (típico). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que coincide con el color de la luz, definiendo su tono "Rojo Súper".
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un ancho más estrecho significa un color más monocromático.
• Tensión Directa por Chip (Vf):2.6V (máx) a IF=20mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de accionamiento pueda proporcionar suficiente tensión.
• Corriente Inversa (Ir):100 µA (máx) a VR=5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; no se recomienda aplicar polarización inversa continua.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:2:1 (máx). Esto significa que el segmento más brillante no debe ser más del doble de brillante que el segmento más tenue dentro del mismo dispositivo a la misma corriente de accionamiento, asegurando uniformidad.
• Diafonía (Cross Talk):≤ 2.5%. Esto especifica la cantidad máxima de fuga de luz no deseada entre segmentos adyacentes cuando uno está encendido y el otro apagado.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos establece explícitamente que los dispositivos están "Categorizados por Intensidad Luminosa". Esto implica un proceso de clasificación (binning) donde los displays se clasifican en función de su salida de luz medida a una corriente de prueba estándar (probablemente 1mA o 10mA según la tabla de características). Esto garantiza que los productos finales tengan niveles de brillo consistentes entre diferentes unidades. Los diseñadores deben consultar al fabricante para obtener detalles específicos de los códigos de clasificación si se requiere una coincidencia de brillo estricta entre múltiples displays.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a "Curvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas". Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas suelen incluir:

• Curva I-V (Corriente-Tensión):Muestra la relación entre la tensión directa y la corriente directa, crucial para seleccionar resistencias limitadoras de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de accionamiento, ayudando a optimizar el equilibrio entre brillo y consumo de energía/calor.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura, importante para aplicaciones en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico que traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda, confirmando visualmente las longitudes de onda de pico y dominante, y el ancho espectral.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El display 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. Existen controles de calidad específicos: material extraño en un segmento debe ser ≤10 mils, contaminación por tinta en la superficie ≤20 mils, burbujas en un segmento ≤10 mils, curvatura ≤1% de la longitud del reflector, y rebaba máxima en los pines de plástico de 0.14 mm.

5.2 Conexión de Pines y Polaridad

El dispositivo tiene una configuración de 10 pines. El diagrama de circuito interno y la tabla de asignación de pines muestran que es de tipo ánodo común. Los pines 3 y 8 son los ánodos comunes. Los otros pines son cátodos para segmentos específicos (A, B, C, D, E, F, G, DP). El pin 1 está marcado como "Sin Conexión". La identificación correcta de la polaridad es esencial para prevenir daños durante la instalación.

5.3 Patrón de Soldadura Recomendado

Se proporciona un patrón de soldadura (huella) para el diseño de PCB. Adherirse a este patrón asegura la formación adecuada de la junta de soldadura, estabilidad mecánica y alivio térmico durante el proceso de soldadura.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Instrucción de Soldadura SMT

Una restricción crítica del proceso es que el número de ciclos de soldadura por reflujo debe ser menor a dos. Se requiere un proceso de enfriamiento completo a temperatura normal entre el primer y segundo proceso de soldadura para minimizar el estrés térmico.

• Soldadura por Reflujo (Máx. 2 ciclos):Precalentar a 120–150°C durante un máximo de 120 segundos. La temperatura máxima no debe exceder los 260°C.
• Soldadura Manual con Cautín (Máx. 1 ciclo):La temperatura de la punta del cautín no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

Los dispositivos se suministran en cinta y carrete para ensamblaje automatizado. Los detalles clave del embalaje incluyen:

• Dimensiones del Carrete:Cumple con los requisitos estándar EIA-481-D.
• Cinta Portadora:Fabricada de aleación de poliestireno conductor negro. La tolerancia acumulativa del paso de 10 agujeros de piñón es de ±0.20 mm. La comba está dentro de 1 mm sobre 250 mm. El grosor de la cinta es de 0.30 ±0.05 mm.
• Cantidades de Embalaje:La longitud estándar del carrete es de 44.5 metros en un carrete de 22 pulgadas. Un carrete de 13 pulgadas contiene 700 piezas. La cantidad mínima de embalaje para piezas restantes es de 200 piezas.
• Cinta de Guía/Cola:Incluye una parte de guía (mínimo 400mm) y una parte de cola (mínimo 40mm) para la alimentación de la máquina.

7.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Los displays SMD se envían en embalaje a prueba de humedad. Deben almacenarse a ≤30°C y ≤60% de Humedad Relativa. Una vez que se abre la bolsa sellada, los componentes comienzan a absorber humedad del ambiente. Si no se usan inmediatamente y se almacenan en condiciones secas (por ejemplo, en un gabinete seco), deben hornearse antes de la soldadura por reflujo para prevenir daños por "efecto palomita de maíz" o delaminación. Especificaciones de horneado: 60°C durante ≥48 horas cuando están en carrete, o 100°C durante ≥4 horas / 125°C durante ≥2 horas a granel. El horneado solo debe realizarse una vez.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Electrónica de Consumo:Lecturas digitales en electrodomésticos, equipos de audio o regletas de enchufes.
• Instrumentación Industrial:Medidores de panel, controladores de procesos, equipos de prueba y medición.
• Mercado Automotriz Secundario:Displays para sistemas de audio de coche, indicadores o herramientas de diagnóstico (considerar el rango extendido de temperatura).
• Dispositivos Médicos:Donde se necesita una indicación numérica clara y confiable (sujeto a calificación adicional a nivel de dispositivo).

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice resistencias en serie para cada segmento o emplee un controlador de corriente constante para establecer la corriente directa, típicamente entre 5-20 mA dependiendo del brillo requerido y el presupuesto de potencia. Consulte la curva de reducción de potencia para operación a alta temperatura.
• Gestión Térmica:Asegure un área de cobre de PCB adecuada o vías térmicas si opera a altas temperaturas ambientales o cerca de la corriente continua máxima para gestionar la temperatura de unión.
• Protección contra ESD:Implemente procedimientos estándar de manejo de ESD durante el ensamblaje, ya que los LED son sensibles a las descargas electrostáticas.
• Diseño Óptico:El diseño de cara gris/segmentos blancos ofrece un buen contraste. Considere los requisitos de ángulo de visión para la carcasa del producto final.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

La longitud de onda de pico (639 nm) es el punto físico de mayor potencia espectral. La longitud de onda dominante (631 nm) es la coincidencia de color percibida. Los diseñadores preocupados por la especificación del color deben referenciar la longitud de onda dominante.

9.2 ¿Puedo accionar este display a 20mA continuamente?

Sí, la corriente continua máxima es de 25 mA a 25°C. Sin embargo, a 20mA, debe asegurarse de que la temperatura ambiente y el diseño térmico del PCB permitan una disipación de calor adecuada, ya que la clasificación de corriente se reduce con la temperatura (0.28 mA/°C por encima de 25°C).

9.3 ¿Por qué el proceso de reflujo está limitado a dos ciclos?

Múltiples ciclos de reflujo someten el paquete de plástico y las conexiones internas de alambre a un estrés térmico repetido, lo que puede provocar fallos mecánicos, aumento de la tensión directa o reducción de la fiabilidad. El límite garantiza el rendimiento a largo plazo.

9.4 ¿Cómo calculo el valor de la resistencia en serie?

Use la Ley de Ohm: R = (Vsuministro - Vf_total) / If. Para un display de ánodo común, Vf_total es la tensión directa de un segmento (use el máximo de 2.6V para margen de diseño). If es la corriente de segmento deseada (por ejemplo, 10mA). Si se acciona desde un pin de microcontrolador de 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohmios. Use el valor estándar más cercano.

10. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LTS-5825CKR-PR se basa en la tecnología de semiconductores AlInGaP. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo a través del ánodo y cátodo de un segmento, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del pozo cuántico de la capa epitaxial de AlInGaP. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz) en el espectro rojo (~631 nm de longitud de onda dominante). El paquete de plástico gris actúa como un difusor y lente que mejora el contraste, mientras que las áreas blancas de los segmentos permiten que la luz roja pase claramente. La configuración de ánodo común significa que todos los ánodos de los chips LED para los diferentes segmentos están conectados internamente; para iluminar un segmento, su pin cátodo correspondiente se lleva a un nivel bajo (conectado a tierra) mientras que el ánodo común se mantiene a un voltaje positivo.