Fiche technique de l'afficheur LED LTD-5435CKG-P - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Vert AlInGaP - Tension directe 2,6V - Courant continu 25mA - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-5435CKG-P est un composant monté en surface (SMD) présentant une configuration d'affichage à sept segments et deux chiffres. Son application principale concerne les appareils électroniques nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux, tels que les tableaux de bord d'instrumentation, l'électronique grand public, les commandes industrielles et les équipements de test. L'afficheur utilise la technologie des semi-conducteurs à Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour les puces LED, qui sont fabriquées sur un substrat non transparent d'Arséniure de Gallium (GaAs). Cette technologie est réputée pour produire une émission lumineuse à haut rendement dans les régions spectrales du rouge, de l'orange, du jaune et du vert. Le dispositif est construit avec un fond gris et des segments blancs, offrant un contraste élevé pour une lisibilité optimale. Il est spécifiquement conçu pour les processus d'assemblage par montage inversé.

1.1 Avantages principaux

• Haute luminosité et contraste :La technologie et la conception AlInGaP offrent une excellente intensité lumineuse et une définition des caractères remarquable.
• Faible consommation d'énergie :Conçu pour un fonctionnement efficace avec des courants de commande standard.
• Large angle de vision :Garantit une visibilité depuis diverses positions.
• Fiabilité de l'état solide :La technologie LED offre une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et aux vibrations.
• Sortie catégorisée :Les dispositifs sont classés par intensité lumineuse et teinte (longueur d'onde dominante) pour assurer une cohérence dans les applications.
• Conformité RoHS :Le boîtier est sans plomb, respectant les réglementations environnementales.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW
• Courant direct de crête par segment :60 mA (à 1 kHz, rapport cyclique de 10 %)
• Courant direct continu par segment :25 mA
• Déclassement du courant direct :0,28 mA/°C au-dessus d'une température ambiante de 25°C.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +105°C
• Plage de température de stockage :-40°C à +105°C

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Mesurées à une température ambiante (Ta) de 25°C, ce sont les paramètres de performance typiques.

• Intensité lumineuse moyenne par segment (I_V) :14 000 µcd (Min), 26 000 µcd (Typ) à I_F= 10 mA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :571 nm (Typ) à I_F= 20 mA.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (Typ) à I_F= 20 mA.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :568 nm à 572 nm à I_F= 20 mA.
• Tension directe par segment (V_F) :2,0 V (Min), 2,6 V (Typ) à I_F= 20 mA.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 µA (Max) à V_R= 5V.Note : Il s'agit d'une condition de test ; le fonctionnement en polarisation inverse continue n'est pas pris en charge.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse (I_V-m) :2:1 (Max) à I_F= 10 mA, assurant l'uniformité de la luminosité des segments.
• Diaphonie :≤ 2,5 %, minimisant l'illumination indésirable des segments adjacents.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les afficheurs sont catégorisés en classes.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les dispositifs sont triés en fonction de leur intensité lumineuse moyenne par segment à 10 mA.

• Classe P :13 701 µcd à 21 820 µcd
• Classe Q :21 821 µcd à 34 700 µcd
• Classe R :34 701 µcd à 55 170 µcd
• La tolérance globale d'intensité lumineuse est de ±15 %.

3.2 Classement par teinte (longueur d'onde dominante)

Les dispositifs sont également classés par leur longueur d'onde dominante à 20 mA pour contrôler la nuance de vert.

• Classe 5 :568,1 nm à 570,0 nm
• Classe 6 :570,1 nm à 572,0 nm
• La tolérance pour chaque classe de longueur d'onde dominante est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques (non reproduites ici en texte mais décrites). Ces courbes représentent graphiquement la relation entre les paramètres clés, aidant à la conception du circuit et à la prédiction des performances.

• Courant direct vs Tension directe (I_F-V_F) :Montre la relation non linéaire, cruciale pour sélectionner les résistances de limitation de courant ou concevoir des pilotes à courant constant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct (I_V-I_F) :Illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante (I_V-T_a) :Démontre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, ce qui est crucial pour la gestion thermique dans l'application.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic d'émission étroit caractéristique des LED AlInGaP, centré autour de 571 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif a une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm). Des dessins dimensionnels détaillés spécifient la taille globale du boîtier, le placement des segments et la position des broches. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire.

5.2 Diagramme pastille de soudure vs masque de soudure

Ce diagramme est crucial pour la conception du PCB. Il définit la zone de la pastille de soudure par rapport à la zone peinte (masque de soudure) pour assurer une formation correcte du joint de soudure et éviter les courts-circuits. Les notes clés incluent :

• Bavure maximale des broches plastiques : 0,14 mm.
• Gauchissement maximal du PCB : 0,06 mm.
• Spécification du placage des pastilles de soudure : Cuivre (Cu) min. 1200 µin, Nickel (Ni) min. 150 µin, Or (Au) min. 4 µin.
• Épaisseur du masque de soudure : 400 µin.

5.3 Connexion des broches et circuit interne

L'afficheur a une configuration à anodes communes multiplexées. Le schéma de circuit interne montre deux anodes communes (une pour chaque chiffre) et des cathodes individuelles pour chaque segment (A-G) et pour les deux-points/décimales (L1, L2). Le brochage est le suivant :

• Broche 1 : Non connectée (NC)
• Broche 2 : Cathode E
• Broche 3 : Anode commune Chiffre 1
• Broche 4 : Cathode D
• Broche 5 : Cathode C
• Broche 6 : Cathode L1, L2 (Deux-points)
• Broche 7 : Anode commune Chiffre 2
• Broche 8 : Cathode B
• Broche 9 : Cathode A
• Broche 10 : NC
• Broche 11 : Cathode F
• Broche 12 : Cathode G

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Instructions de soudure SMT

Une soudure correcte est essentielle pour la fiabilité.

• Soudage par refusion (Maximum 2 cycles) :
  • Préchauffage : 120–150°C
  • Temps de préchauffage : 120 secondes maximum
  • Température de pic : 260°C maximum
  • Temps au-dessus du liquidus : 5 secondes maximum
• Soudure manuelle (Fer, Maximum 1 cycle) :
  • Température : 300°C maximum
  • Temps : 3 secondes maximum
• Une période de refroidissement à température ambiante est requise entre le premier et le deuxième cycle de refusion si un deuxième passage est nécessaire.

6.2 Modèle de soudure recommandé

Un diagramme de motif de pastille est fourni pour la conception du PCB, spécifiant les dimensions optimales des pastilles de cuivre (en mm) pour assurer un cordon de soudure fiable et une résistance mécanique.

7. Emballage et manutention

7.1 Formats d'emballage

• Dimensions de la bobine :Spécifications pour l'emballage en bande et bobine utilisé pour l'assemblage automatisé.
• Dimensions du support :Détails de la bande porteuse emboutie qui contient les composants.
• Sens de tirage :Clairement indiqué pour éviter les dommages lors de la configuration du chargeur.

7.2 Sensibilité à l'humidité et séchage

L'afficheur SMD est sensible à l'humidité (MSL). Il est expédié dans un sac étanche à l'humidité scellé avec un dessiccant.

• Stockage :Les sacs non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR.
• Durée de vie hors sac :Une fois le sac ouvert, les composants doivent être utilisés dans un délai spécifié (sous-entendu 1 semaine dans des conditions contrôlées <30°C, <60% HR) ou séchés avant refusion.
• Conditions de séchage :
  • Sur bobine : 60°C pendant ≥48 heures.
  • En vrac : 100°C pendant ≥4 heures ou 125°C pendant ≥2 heures.
  • Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter la dégradation par contrainte thermique.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Multimètres numériques et équipements de test :Pour des affichages numériques clairs et lumineux.
• Panneaux de contrôle industriel :Affichage de variables de processus comme la température, la pression ou le comptage.
• Appareils grand public :Fours à micro-ondes, machines à laver ou affichages d'équipements audio.
• Afficheurs pour l'automobile (après-vente) :Là où une haute luminosité et un large angle de vision sont bénéfiques.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de commande :Utiliser des pilotes à courant constant ou des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque combinaison segment/anode, en tenant compte de la conception à anodes communes multiplexées. Les valeurs nominales de tension directe et de courant doivent être respectées.
• Gestion thermique :S'assurer que la conception du PCB permet une dissipation thermique adéquate, surtout en fonctionnement proche du courant maximum ou à des températures ambiantes élevées, car l'intensité lumineuse diminue avec la température.
• Angle de vision :Le large angle de vision est un avantage, mais la hauteur de montage et la conception du cadre doivent être prises en compte pour maximiser la lisibilité pour l'utilisateur final.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Mettre en œuvre des pratiques standard de manipulation et de protection ESD pendant l'assemblage, car les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé à d'autres technologies comme les LED vertes traditionnelles au GaP ou les plus récentes à base d'InGaN, la technologie AlInGaP du LTD-5435CKG-P offre des avantages spécifiques :

• vs. Anciennes LED vertes GaP :L'AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité nettement supérieures, une meilleure pureté de couleur (spectre plus étroit) et une fiabilité améliorée.
• vs. LED vertes InGaN (phosphore bleu/jaune) :Les LED vertes AlInGaP ont généralement une efficacité plus élevée dans le spectre vert pur (autour de 570 nm) et ne souffrent pas de la dégradation du phosphore ou du changement de couleur dans le temps. Elles offrent une couleur verte distincte et saturée.
• Différenciateur clé :La combinaison d'une haute luminosité (jusqu'à la classe R), d'un excellent contraste (fond gris/segments blancs) et de la fiabilité éprouvée de la technologie AlInGaP rend cet afficheur adapté aux applications exigeant une longue durée de vie et des performances constantes.

10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

10.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_p) :La longueur d'onde unique où la distribution de puissance spectrale est maximale (571 nm Typ).Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. C'est le paramètre utilisé pour le classement par teinte (568-572 nm).

10.2 Puis-je alimenter cet afficheur avec une alimentation 5V ?

Oui, mais pas directement. La tension directe typique est de 2,6V à 20 mA. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série avec chaque chemin segment/anode. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation 5V et un courant cible de 20 mA : R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ω. Vérifiez toujours la dissipation de puissance dans la résistance.

10.3 Pourquoi y a-t-il une limite sur le nombre de cycles de refusion ?

De multiples cycles de refusion soumettent le composant à des contraintes thermiques répétées, ce qui peut potentiellement endommager les fils de liaison internes, dégrader la puce LED ou délaminer les matériaux du boîtier. La limite de deux cycles est une précaution de fiabilité.

10.4 Que signifie "catégorisé pour l'intensité lumineuse" pour ma conception ?

Cela signifie que vous pouvez sélectionner une classe spécifique (P, Q, R) lors de la commande. Pour un produit où l'uniformité de la luminosité sur toutes les unités est critique, vous spécifieriez une classe plus étroite (par exemple, uniquement la classe Q). Cela peut affecter le coût et la disponibilité mais assure une performance visuelle cohérente.

11. Étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'une nouvelle alimentation de laboratoire nécessitant un affichage de tension/courant lumineux et fiable.

Raison du choix :Le LTD-5435CKG-P a été choisi pour sa hauteur de chiffre de 0,56\" (facilement lisible à distance), sa haute luminosité (classe R spécifiée pour la lisibilité en plein soleil) et la fiabilité AlInGaP pour un fonctionnement continu. La configuration à anodes communes a simplifié la conception du circuit pilote multiplexé utilisant un seul microcontrôleur.

Mise en œuvre :Un circuit intégré pilote à courant constant a été utilisé pour fournir 15 mA par segment (déclassé par rapport au maximum de 25 mA pour la longévité et la gestion thermique). La conception du PCB a suivi précisément le motif de pastille recommandé. Les composants ont été stockés dans un armoire sèche après ouverture du sac étanche et utilisés dans les 3 jours pour éviter le besoin de séchage.

12. Introduction au principe technologique

Les puces LED de cet afficheur sont basées sur le matériau semi-conducteurPhosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). En variant les rapports d'Al, In, Ga et P, la largeur de bande interdite du semi-conducteur peut être ajustée pour émettre de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques dans la région du spectre allant du rouge au vert. Dans ce cas, la composition est réglée pour une émission verte autour de 571 nm. Les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le substrat GaAs non transparent absorbe une partie de la lumière, mais la conception de la puce et le réflecteur du boîtier sont optimisés pour diriger la lumière vers le haut du segment, atteignant ainsi un haut rendement et une grande luminosité.

13. Tendances technologiques

Bien que l'AlInGaP reste la technologie à haut rendement dominante pour les LED rouges, oranges, ambrées et vert pur, l'industrie LED au sens large connaît des tendances continues :

• Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers pour des affichages à plus haute densité.
• Efficacité accrue :Les améliorations continues des matériaux et de la croissance épitaxiale produisent plus de lumens par watt.
• Vert InGaN direct :La recherche sur l'émission verte directe efficace à partir des matériaux Nitrure d'Indium et de Gallium (InGaN) se poursuit, ce qui pourrait éventuellement offrir une alternative pour certaines applications.
• Intégration :Tendance vers des afficheurs avec circuit de commande intégré ("afficheurs intelligents") pour simplifier la conception du système, bien que le LTD-5435CKG-P reste un composant standard sans pilote intégré.

Le LTD-5435CKG-P représente une solution mature, fiable et performante dans son créneau spécifique des afficheurs numériques de taille moyenne et haute luminosité.