Fiche technique de l'afficheur LED LTS-4812CKS-PM - Hauteur de chiffre 0,39 pouce - Jaune - 2,05V Typ - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-4812CKS-PM est un composant monté en surface (CMS) conçu comme un afficheur numérique à un chiffre. Il utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) déposée sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs) pour produire une émission de lumière jaune. L'afficheur présente un fond gris avec des segments blancs, offrant un contraste élevé pour une visibilité claire des caractères. Son application principale concerne les dispositifs électroniques nécessitant des affichages numériques compacts, fiables et lumineux, tels que les panneaux d'instrumentation, l'électronique grand public et les commandes industrielles.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Taille compacte :Présente une hauteur de chiffre standard de 0,39 pouce (10,0 mm), le rendant adapté aux applications où l'espace est limité.
• Qualité optique :Offre des segments continus et uniformes, un excellent aspect des caractères, une luminosité élevée et un large angle de vision pour une lisibilité optimale depuis diverses positions.
• Efficacité énergétique :Conçu pour une faible consommation d'énergie, contribuant aux économies d'énergie globales du système.
• Haute fiabilité :Bénéficie d'une construction à l'état solide, garantissant une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations.
• Sortie standardisée :Les dispositifs sont catégorisés (binnés) selon l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante, permettant une performance cohérente en production de série.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb et conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites suivantes ne doivent en aucun cas être dépassées pour éviter un dommage permanent au composant. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum.
• Courant direct de crête par segment :90 mA (en conditions pulsées : cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu par segment :25 mA. Cette valeur se dégrade linéairement à raison de 0,28 mA/°C pour des températures supérieures à 25°C.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C.
• Température de soudure :Résiste à un soudage à l'étain à 260°C pendant 3 secondes, mesuré à 1/16 de pouce sous le plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à Ta=25°C. Ils définissent le comportement opérationnel standard de l'afficheur.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :S'étend de 1301 à 5400 µcd pour un courant direct (IF) de 1 mA. À IF=10 mA, une intensité typique de 30250 µcd est atteinte.
• Tension directe par puce (VF) :Typiquement 2,05V, avec une plage de 1,6V (MIN) à 2,6V (MAX) à IF=20 mA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :588 nm à IF=20 mA.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 582,1 nm à 590 nm à IF=20 mA.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm à IF=20 mA.
• Courant inverse par segment (IR) :Maximum de 100 µA pour une tension inverse (VR) de 5V. Note : Il s'agit d'une condition de test ; le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse continue.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :Le rapport entre les segments les plus brillants et les plus faibles dans une zone lumineuse similaire est de 2:1 maximum à IF=1 mA, assurant un aspect uniforme.
• Diaphonie :Spécifiée à ≤ 2,5%, minimisant l'illumination indésirable des segments adjacents.

3. Explication du système de binning

Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité en production, les dispositifs sont triés en bacs (bins) en fonction des paramètres mesurés.

3.1 Plage de bacs d'intensité lumineuse

Les dispositifs sont catégorisés en trois bacs (J, K, L) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 1 mA. La tolérance pour l'attribution du bac est de ±15%.

• Bac J :1301 – 2100 µcd
• Bac K :2101 – 3400 µcd
• Bac L :3401 – 5400 µcd

3.2 Plage de teinte (Longueur d'onde dominante)

Les dispositifs sont également triés en quatre groupes de teinte (0, 1, 2, 3) en fonction de leur longueur d'onde dominante, avec une tolérance de ±1 nm.

• Teinte 0 :582,1 – 584,0 nm
• Teinte 1 :584,1 – 586,0 nm
• Teinte 2 :586,1 – 588,0 nm
• Teinte 3 :588,1 – 590,0 nm

La spécification des bacs permet aux concepteurs de sélectionner des pièces aux propriétés optiques étroitement contrôlées pour des applications nécessitant une uniformité de couleur ou de luminosité sur plusieurs afficheurs.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, elles illustrent généralement les relations suivantes, critiques pour la conception :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire, essentielle pour calculer les valeurs des résistances de limitation de courant et la dissipation de puissance.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, aidant à l'optimisation de la luminosité et aux calculs d'efficacité.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Illustre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température augmente, ce qui est vital pour concevoir des systèmes fonctionnant dans des environnements à température élevée.
• Distribution spectrale :Représente la puissance relative émise à travers les longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête de 588 nm pour cette LED jaune.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à un profil CMS standard. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La tolérance standard est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• Des critères de qualité spécifiques sont définis pour les corps étrangers, la contamination par l'encre, les bulles dans les segments, la flexion du réflecteur et les bavures sur les broches en plastique afin d'assurer une fabricabilité et un aspect cohérents.

5.2 Configuration des broches et schéma de circuit

L'afficheur a une configuration à 10 broches et utilise une topologie de circuit à anode commune. Le schéma interne montre les connexions d'anode partagées pour les segments, tandis que chaque segment (A-G et DP) a sa propre broche de cathode. Cette configuration est courante pour le multiplexage de plusieurs chiffres. Le brochage est le suivant : les broches 3 et 8 sont les Anodes Communes. Les broches 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10 sont les cathodes pour les segments E, D, C, DP, B, A, F, G respectivement.

5.3 Modèle de pastille de soudure recommandé

Un modèle de pastille (land pattern) est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure pendant les processus de refusion. Respecter ce modèle aide à prévenir le soulèvement (tombstoning), le mauvais alignement et les joints de soudure insuffisants.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Instructions de soudure par refusion

Le dispositif est adapté à la soudure par refusion avec les contraintes critiques suivantes :

• Nombre maximum de cycles de refusion :Le composant ne doit subir la soudure par refusion pas plus de deux fois.
• Exigence de refroidissement :Le dispositif doit être laissé refroidir à la température ambiante normale entre le premier et le deuxième processus de soudure.
• Profil :Un profil thermique recommandé inclut une étape de préchauffage à 120–150°C pendant un maximum de 120 secondes, avec une température de pic ne dépassant pas 260°C.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, elle doit être limitée à une seule fois avec une température du fer ne dépassant pas 300°C et un temps de soudure de 3 secondes maximum par joint.

7. Emballage et manutention

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse embossée sur des bobines pour l'assemblage automatisé. Les spécifications clés incluent :

• Le matériau de la bande porteuse est un alliage de polystyrène conducteur noir.
• Les dimensions sont conformes aux normes EIA-481-D.
• La longueur d'emballage est de 44,5 mètres par bobine de 22 pouces.
• La quantité de composants est de 800 pièces par bobine de 13 pouces.
• Une quantité d'emballage minimale de 200 pièces est définie pour les lots restants.
• La bobine comprend des parties d'entraînement et de fin pour l'alimentation des machines.

7.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

En tant que composant monté en surface, il est sensible à l'absorption d'humidité.

• Expédition :Les dispositifs sont expédiés dans un emballage étanche à l'humidité.
• Stockage :Les sachets non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative.
• Séchage (Baking) :Si le sachet est ouvert ou si les pièces sont exposées à des environnements humides (>60% HR) pendant une période prolongée, un séchage est requis avant la refusion pour éviter l'effet "popcorn" ou la délamination. Les conditions de séchage recommandées sont : 60°C pendant ≥48 heures pour les pièces en bobine, ou 100°C pendant ≥4 heures / 125°C pendant ≥2 heures pour les pièces en vrac.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Lors de la conception d'un circuit de pilotage pour cet afficheur à anode commune, une résistance de limitation de courant doit être connectée en série avec chaque broche de cathode (segment). La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la formule R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (typiquement 2,05V) et IF est le courant direct souhaité. Pour les applications multiplexées pilotant plusieurs chiffres, des transistors de commutation ou des circuits intégrés de pilotage appropriés sont nécessaires du côté de l'anode.

8.2 Sélection de la luminosité et du courant

L'intensité lumineuse dépend fortement du courant direct. Les concepteurs peuvent se référer à la courbe caractéristique de Iv vs. IF pour sélectionner un courant de fonctionnement qui répond à la luminosité requise tout en restant dans les valeurs maximales absolues pour le courant continu et la dissipation de puissance. La dégradation du courant à haute température ambiante est cruciale pour la fiabilité.

8.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance par segment soit faible, la puissance totale pour le chiffre et la densité sur le PCB doivent être prises en compte. Assurer une surface de cuivre PCB adéquate pour les pastilles de la LED peut aider à dissiper la chaleur, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés ou dans des environnements à haute température.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale (588 nm pour ce dispositif). La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la lumière de la LED, et c'est le paramètre utilisé pour le binning de teinte (582,1-590 nm).

9.2 Puis-je piloter cet afficheur sans résistances de limitation de courant ?

Non. Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Les faire fonctionner directement à partir d'une source de tension sans limitation de courant provoquera un courant excessif, risquant de dépasser la valeur maximale absolue et de détruire les segments de la LED. Utilisez toujours des résistances en série ou un pilote à courant constant.

9.3 Pourquoi le nombre de cycles de refusion est-il limité à deux ?

La limitation est due à la contrainte thermique sur les matériaux du boîtier, les fils de liaison internes et la puce LED elle-même. Plusieurs cycles à haute température peuvent dégrader les matériaux, augmenter le risque de délamination ou affaiblir les joints de soudure, affectant la fiabilité à long terme.

9.4 Comment interpréter les codes de bac (ex. J, K, L) lors de la commande ?

Le code de bac spécifie la plage garantie d'intensité lumineuse. Pour une luminosité cohérente sur tous les chiffres de votre produit, vous devez spécifier le bac requis (ex. Bac L pour la luminosité la plus élevée) dans votre bon de commande. Le fabricant fournira des pièces provenant de ce bac spécifique.

10. Introduction à la technologie et au principe

Le LTS-4812CKS-PM est basé sur le matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) déposé sur un substrat de GaAs (Arséniure de Gallium). Ce système de matériau est très efficace pour produire de la lumière dans les régions jaune, orange et rouge du spectre. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier CMS abrite la puce LED, les fils de liaison et une lentille en époxy moulée qui façonne la sortie lumineuse et assure la protection environnementale.