Fiche technique de l'affichage LED LTS-2807CKD-P - Hauteur de chiffre 0,2 pouce - Rouge hyper - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-2807CKD-P est un composant monté en surface (CMS) conçu comme un afficheur numérique à un chiffre. Sa fonction principale est de fournir une indication numérique claire et fiable dans un boîtier compact et moderne adapté aux processus d'assemblage automatisés. Le dispositif utilise des couches épitaxiales avancées d'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) déposées sur un substrat d'AsGa pour produire son émission caractéristique rouge hyper. Cette technologie de matériau est choisie pour son efficacité et sa stabilité dans la production de lumière rouge de haute luminosité. La conception visuelle présente un cadran gris avec des marquages de segments blancs, une combinaison conçue pour maximiser le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage, le rendant adapté à l'électronique grand public, aux panneaux d'instrumentation et aux interfaces de contrôle industriel où l'espace est limité et la lisibilité est critique.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Le produit est défini par plusieurs caractéristiques clés de performance et de fiabilité qui le différencient sur le marché des afficheurs de petit format.

• Facteur de forme compact :Une hauteur de chiffre de 0,2 pouce (5,08 mm) permet une intégration dans des cartes PCB densément peuplées sans sacrifier la taille des chiffres.
• Performance optique :L'afficheur offre une luminosité élevée et un excellent contraste, facilités par les puces AlInGaP et la conception gris sur blanc. Un large angle de vision assure la visibilité depuis diverses positions.
• Uniformité des segments :Les segments sont conçus pour un éclairage continu et uniforme, évitant les points chauds ou les zones sombres qui pourraient altérer l'apparence des caractères.
• Efficacité énergétique :Il a une faible exigence en puissance, contribuant à une consommation électrique globale plus faible du système.
• Qualité et fiabilité :Le dispositif présente une fiabilité à l'état solide et est catégorisé pour l'intensité lumineuse, ce qui signifie que les unités sont triées pour une luminosité constante. Il est également construit comme un boîtier sans plomb conforme aux directives environnementales RoHS.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance du dispositif dans des conditions définies.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum. Le dépassement peut entraîner une surchauffe et une défaillance catastrophique.
• Courant direct de crête par segment :60 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Ceci est destiné à des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement de 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante (Ta) augmente au-dessus de 25°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximum serait d'environ 25 mA - (0,28 mA/°C * 60°C) = 8,2 mA.
• Plages de température :La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -35°C à +105°C.
• Tolérance au soudage :Le dispositif peut supporter un soudage à l'étain à 260°C pendant 3 secondes, avec la pointe du fer positionnée au moins 1/16 de pouce sous le plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C, représentant le comportement attendu dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (Iv) :La sortie lumineuse dépend du courant. À un courant direct (I_F) de 1 mA, l'intensité varie de 201 à 650 µcd (microcandelas). À 10 mA, la valeur typique monte à 8250 µcd. Une tolérance de ±15% s'applique à ces mesures.
• Caractéristiques de longueur d'onde :Le dispositif émet dans le spectre rouge hyper. La longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) est de 650 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d) est de 639 nm avec une tolérance de ±1 nm. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant l'étalement de la longueur d'onde de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 2,6V à I_F=20 mA, avec une tolérance de ±0,1V. Le minimum spécifié est de 2,05V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 100 µA à une tension inverse (V_R) de 5V. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en polarisation inverse continue.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :Un rapport maximum de 2:1 pour les segments dans une zone lumineuse similaire à I_F=1 mA. Ceci spécifie la variation de luminosité maximale admissible entre les segments.
• Diaphonie :Spécifiée comme ≤ 2,5%, se référant à l'illumination non désirée d'un segment non sélectionné lorsqu'un segment adjacent est piloté.

3. Système de tri et de classement

La fiche technique indique que le produit est "catégorisé pour l'intensité lumineuse", ce qui implique un processus de tri.

• Tri par intensité lumineuse :Les dispositifs sont testés et triés en lots en fonction de leur sortie lumineuse mesurée à un courant de test standard (par exemple, 1 mA ou 10 mA). Cela garantit que les concepteurs reçoivent des LED avec des niveaux de luminosité cohérents pour une apparence d'affichage uniforme.
• Tri par longueur d'onde :Bien que non explicitement indiqué comme trié, la tolérance serrée sur la longueur d'onde dominante (±1 nm) indique un contrôle de processus strict, résultant en une sortie de couleur très cohérente sur toutes les unités.
• Tri par tension directe :La tolérance V_Fspécifiée de ±0,1V suggère que les pièces sont probablement criblées pour répondre à ce paramètre électrique, contribuant à un comportement cohérent du circuit de pilotage.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait PDF fourni fasse référence à des courbes typiques mais ne les affiche pas, l'analyse standard pour un tel dispositif inclurait :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montrerait la relation exponentielle entre la tension directe et le courant, avec la tension de seuil autour de 2,0-2,2V pour les LED rouges AlInGaP.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (I_v-I_F) :Devrait être presque linéaire aux courants plus faibles, montrant potentiellement des effets de saturation aux courants plus élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Démontrerait la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un facteur critique pour la fiabilité de la conception.
• Distribution spectrale :Un tracé montrant l'intensité en fonction de la longueur d'onde, centré à 650 nm (crête) avec une demi-largeur de 20 nm, confirmant le point de couleur rouge hyper.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif a un empreinte CMS définie. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Des contrôles de qualité spécifiques sont notés, tels que des limites sur les corps étrangers, la contamination par l'encre, les bulles dans la zone des segments et les bavures sur les broches en plastique. En raison de la petite taille du boîtier, le marquage de la pièce est abrégé en "2807CKD-P" (le préfixe "LTS" est omis).

5.2 Circuit interne et brochage

Le dispositif a une configuration àanode commune. Le schéma de circuit interne montre dix broches correspondant aux connexions suivantes : Deux broches sont dédiées comme anodes communes (broches 3 et 8). Les broches restantes sont des cathodes individuelles pour les segments A, B, C, D, E, F, G et le point décimal (DP). La broche 1 est listée comme "Pas de connexion." Cette configuration nécessite un pilote source de courant vers les broches d'anode commune et un puits de courant vers les broches de cathode individuelles pour illuminer les segments.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Instructions de soudage SMT

Le dispositif est conçu pour les processus de soudage par refusion. Une restriction critique est que le nombre de cycles de processus de refusion doit être inférieur à deux. Si une deuxième refusion est nécessaire (par exemple, pour un assemblage double face), la carte doit être refroidie à température normale entre le premier et le deuxième processus.

• Profil de refusion (Max 2 cycles) :Préchauffer à 120-150°C pendant un maximum de 120 secondes. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C.
• Soudage manuel (Max 1 cycle) :Si vous utilisez un fer à souder, la température de la pointe ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes maximum.

6.2 Modèle de soudure recommandé

Un modèle de pastille (empreinte) est fourni pour la conception PCB. Respecter ce modèle est essentiel pour la formation fiable des joints de soudure, un alignement correct et la gestion thermique pendant la refusion.

6.3 Sensibilité à l'humidité et stockage

Les composants sont expédiés dans un emballage étanche à l'humidité. Ils doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative (HR). Une fois le sac scellé ouvert, les composants commencent à absorber l'humidité de l'environnement. S'ils ne sont pas utilisés immédiatement et ne sont pas stockés dans une armoire sèche (<10% HR est typique), ils doivent être séchés avant le soudage par refusion pour éviter les dommages de "popcorning" ou de délaminage causés par l'expansion rapide de la vapeur.

• Conditions de séchage :Si les composants sont sur bande : 60°C pendant ≥48 heures. Si les composants sont en vrac : 100°C pendant ≥4 heures ou 125°C pendant ≥2 heures. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Le dispositif est fourni sur bande et bobine pour l'assemblage automatisé pick-and-place.

• Dimensions de la bobine :Fournies à la fois pour la bande porteuse de composants et la bobine globale (par exemple, des options de bobine de 13 pouces et 22 pouces sont indiquées).
• Bande porteuse :Fabriquée en alliage de polystyrène conducteur noir. Les dimensions sont conformes aux normes EIA-481-D. L'épaisseur de la bande est de 0,30 ±0,05 mm.
• Quantités d'emballage :Une bobine standard de 13" contient 1000 pièces. Une bobine de 22" contient une longueur de bande pour 56,5 mètres. La quantité de commande minimale pour les bobines restantes est de 250 pièces.
• Bande de tête et de queue :La bobine comprend une bande de tête (minimum 400mm) et une bande de queue (minimum 40mm) pour l'alimentation machine.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Utilisation prévue et limitations

L'afficheur est conçu pour les équipements électroniques ordinaires dans les applications de bureau, de communication et domestiques. Il n'est pas classé pour les applications critiques pour la sécurité ou à haute fiabilité où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, l'aviation, les systèmes médicaux) sans consultation préalable et qualification potentielle.

8.2 Règles de conception critiques

• Protection du circuit de pilotage :Le circuit de pilotagedoitinclure une protection contre les tensions inverses et les transitoires de tension, car ceux-ci peuvent endommager instantanément les jonctions LED.
• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Ne connectez jamais la LED directement à une source de tension. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (V_alim), de la tension directe de la LED (V_F~2,6V), et du courant direct souhaité (I_F). Formule : R = (V_alim- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Observez les règles de dissipation de puissance et de déclassement du courant. Fonctionner à des courants ou des températures ambiantes supérieures aux limites recommandées accélérera la dégradation de la sortie lumineuse (dépréciation des lumens) et peut provoquer une défaillance prématurée. Assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si vous fonctionnez près des valeurs maximales.
• Multiplexage :Pour les afficheurs multi-chiffres utilisant le multiplexage, assurez-vous que le courant de crête en mode pulsé ne dépasse pas la valeur maximale absolue de 60 mA, et calculez le courant moyen pour rester dans la valeur de courant continu.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), la technologie AlInGaP dans le LTS-2807CKD-P offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant d'entrée. Elle offre également généralement une meilleure stabilité de longueur d'onde en fonction de la température et de la durée de vie. Comparé à certains afficheurs à segments blancs qui utilisent un filtre de couleur sur une LED bleue/blanche, la puce monochromatique AlInGaP offre une saturation de couleur pure et une efficacité potentiellement plus élevée pour la couleur rouge cible. Son boîtier CMS offre une meilleure robustesse mécanique et une adéquation pour la fabrication automatisée à grand volume par rapport aux afficheurs LED traversants.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Basé sur les paramètres techniques

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

R : Pour une tension directe typique de 2,6V et un courant souhaité de 10 mA, le calcul est : R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Utilisez la valeur standard la plus proche (par exemple, 240Ω ou 220Ω). Vérifiez toujours le courant réel dans le circuit.

Q : Puis-je le piloter avec 20 mA en continu ?

R : Oui, 20 mA est inférieur au maximum de 25 mA à 25°C. Cependant, vous devez vérifier la température ambiante. Si l'environnement de fonctionnement est supérieur à 25°C, vous devez déclasser le courant. À 70°C, le courant maximum serait de 25 mA - (0,28 mA/°C * 45°C) ≈ 12,4 mA.

Q : Pourquoi la valeur du courant inverse est-elle importante si je ne dois pas l'utiliser en inverse ?

R : C'est un indicateur de qualité et de fuite. Un courant inverse élevé peut signaler une jonction défectueuse. La valeur informe également du niveau de protection nécessaire ; tout événement de polarisation inverse dépassant 5V ou provoquant un courant supérieur à 100 µA est dommageable.

Q : Que signifie "rapport d'appariement d'intensité lumineuse 2:1" pour ma conception ?

R : Cela signifie que le segment le plus faible d'un chiffre peut être au moins deux fois moins lumineux que le segment le plus lumineux dans les mêmes conditions de test. Cela assure l'uniformité visuelle. Pour les applications critiques, vous pouvez sélectionner dans un lot plus serré.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'une lecture de température à un chiffre pour un appareil grand public.

Le LTS-2807CKD-P est un choix idéal. Les broches de port du microcontrôleur (MCU) peuvent puiser le courant (connectées aux cathodes des segments). Un seul transistor PNP ou un circuit intégré de pilotage dédié peut fournir du courant à la broche d'anode commune. Le firmware du MCU implémente un décodeur 7 segments et un timer de multiplexage si plusieurs chiffres sont utilisés. Le cadran gris/segments blancs fournit un excellent contraste avec le cadre de l'appareil. La faible consommation d'énergie correspond aux objectifs d'efficacité énergétique. Le concepteur doit s'assurer que la conception PCB inclut le modèle de pastille de soudure recommandé, place une résistance de limitation de courant en série avec chaque cathode (ou utilise un circuit intégré de pilotage à courant constant), et suit les directives du profil de refusion pendant la fabrication. Les composants doivent être stockés dans un environnement sec après l'ouverture de la bobine jusqu'à la date d'assemblage.

12. Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction P-N semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel intégré de la jonction (environ 2,0-2,2V pour AlInGaP) est appliquée, les électrons du matériau de type N et les trous du matériau de type P sont injectés à travers la jonction. Ils se recombinent dans la région active (les couches de puits quantique AlInGaP). Une partie de cette énergie de recombinaison est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'Aluminium, de l'Indium, du Gallium et du Phosphure dans les couches épitaxiales détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge hyper à ~650 nm. La configuration à anode commune connecte en interne les anodes de tous les segments LED, simplifiant le circuit de pilotage en ne nécessitant qu'un seul nœud source de courant par chiffre.

13. Tendances technologiques

L'utilisation d'AlInGaP pour les LED rouges et ambrées représente une technologie mature et hautement optimisée. Les tendances actuelles dans les LED d'affichage se concentrent sur plusieurs domaines : 1)Efficacité accrue :La recherche en cours vise à réduire l'affaiblissement d'efficacité aux courants élevés et à améliorer l'extraction de lumière du boîtier de la puce. 2)Miniaturisation :Bien que 0,2 pouce soit standard, il existe une demande pour des hauteurs de chiffre plus petites dans les dispositifs ultra-compacts. 3)Intégration :Les tendances incluent la combinaison de l'afficheur LED avec des circuits intégrés de pilotage et des contrôleurs dans des modules multi-puces ou des solutions système en boîtier (SiP) pour simplifier la conception du produit final. 4)Fiabilité améliorée :Les améliorations dans les matériaux de boîtier et les techniques de fixation de la puce continuent de repousser la durée de vie opérationnelle et la tolérance aux profils de refusion à plus haute température requis pour le soudage sans plomb.