Fiche technique de l'affichage LED LTS-5325CKR-P - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Super Rouge - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-5325CKR-P est un composant monté en surface (CMS) conçu comme un afficheur numérique à un chiffre. Sa fonction principale est de fournir des lectures numériques claires et très visibles dans diverses applications électroniques. La technologie de base utilise des couches épitaxiales d'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) déposées sur un substrat d'AsGa pour produire une émission Super Rouge. Ce système de matériaux est reconnu pour son haut rendement et son excellente luminosité à des courants d'attaque relativement faibles. Le dispositif présente un fond gris avec des segments blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité sous différentes conditions d'éclairage. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse, garantissant une uniformité de brillance entre les lots de production, et est fabriqué avec des matériaux sans plomb conformément aux directives RoHS.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

L'afficheur offre plusieurs avantages distincts pour son intégration dans les conceptions électroniques modernes :

• Hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm) :Fournit une taille de caractère adaptée aux applications nécessitant une visibilité claire à une distance modérée.
• Segments continus et uniformes :Assure un aspect cohérent et ininterrompu des caractères allumés, contribuant à un aspect professionnel.
• Faible consommation d'énergie :La technologie AlInGaP permet un rendement lumineux élevé, offrant une sortie lumineuse tout en minimisant la consommation électrique.
• Haute luminosité et contraste élevé :La combinaison de l'émission Super Rouge brillante sur un fond gris offre des rapports de contraste supérieurs, améliorant la lisibilité.
• Angle de vision large :Le boîtier CMS et la conception optique offrent un large angle de vision, rendant l'afficheur efficace sous divers angles.
• Fiabilité de l'état solide :En tant que dispositif à base de LED, il offre une longue durée de vie opérationnelle, une résistance aux chocs et une tolérance aux vibrations par rapport aux afficheurs mécaniques.
• Intensité lumineuse catégorisée :Les composants sont triés selon leur intensité, permettant aux concepteurs de sélectionner des éléments pour une brillance uniforme dans leurs applications.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective détaillée des paramètres électriques et optiques du dispositif tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement en dehors de ces limites n'est pas conseillé.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW. C'est la puissance maximale qui peut être dissipée en toute sécurité par un seul segment LED.
• Courant direct de crête par segment :90 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant diminue linéairement à un taux de 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante (Ta) dépasse 25°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal serait d'environ : 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0,28 mA/°C) = 8,2 mA.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C. Cette large plage rend le dispositif adapté aux environnements industriels et automobiles.
• Température de soudage :Résiste à 260°C pendant 3 secondes à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :Varie de 501 µcd (min) à 18000 µcd (typ) selon le courant d'attaque. À un courant de test standard de 1 mA, l'intensité typique est de 1700 µcd. À 10 mA, elle atteint 18000 µcd, démontrant un haut rendement.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :639 nm (typique). Ceci définit la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte, la plaçant dans la région rouge-orange du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :631 nm (typique). C'est la perception monocromatique de la couleur par l'œil humain, légèrement plus courte que la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique). Ceci indique la pureté spectrale ; une largeur plus étroite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe par puce (V_F) :2,0 V (min), 2,6 V (typ) à I_F=20 mA. Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit d'attaque et calculer la dissipation de puissance.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (max) à V_R=5 V. La fiche technique note explicitement que la tension inverse est uniquement à des fins de test et que le dispositif ne doit pas fonctionner sous polarisation inverse continue.
• Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse :2:1 (max). Ceci spécifie le rapport maximal admissible entre le segment le plus lumineux et le plus faible au sein d'un même dispositif, assurant un aspect uniforme.
• Diaphonie :≤ 2,5 %. Ceci fait référence à l'illumination non désirée d'un segment non sélectionné due à une fuite électrique ou à un couplage optique.

2.3 Explication du système de tri

La fiche technique indique que le dispositif est \"catégorisé pour l'intensité lumineuse\". Cela implique un processus de tri où les unités fabriquées sont classées en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard (probablement 1 mA ou 10 mA). Les concepteurs peuvent spécifier un code de tri pour s'assurer que tous les afficheurs d'un assemblage ont une brillance correspondante, évitant une illumination inégale. Les plages et étiquettes de codes de tri spécifiques ne sont pas détaillées dans cet extrait mais font généralement partie des informations de commande.

3. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, la fiche technique inclut des courbes typiques. Basées sur le comportement standard des LED et les paramètres fournis, ces courbes illustreraient typiquement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montrerait la relation exponentielle, avec la tension de seuil autour de 2,0-2,6 V. La courbe aide à sélectionner les valeurs des résistances de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontrerait que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais peut commencer à saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Montrerait la sortie diminuant avec l'augmentation de la température, une considération clé pour les applications à haute température.
• Distribution spectrale :Tracerait l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic autour de 639 nm avec une demi-largeur d'environ 20 nm.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est logé dans un boîtier CMS. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm. Des contrôles qualité spécifiques sont notés, tels que les limites sur les corps étrangers (≤10 mil), la contamination par l'encre (≤20 mils), les bulles dans les segments (≤10 mil), la flexion (≤1 % de la longueur du réflecteur) et les bavures sur les broches plastiques (max 0,14 mm).

4.2 Connexion des broches et schéma de circuit

L'afficheur a une configuration à cathode commune avec deux broches de cathode commune (Broche 3 et Broche 8). Cette configuration est souvent préférée dans les schémas d'attaque multiplexés. Le brochage est le suivant : Broche 1 (Anode E), Broche 2 (Anode D), Broche 3 (Cathode Commune), Broche 4 (Anode C), Broche 5 (Anode DP - Point Décimal), Broche 6 (Anode B), Broche 7 (Anode A), Broche 8 (Cathode Commune), Broche 9 (Anode F), Broche 10 (Anode G). Le schéma de circuit interne montre les dix segments LED individuels (a, b, c, d, e, f, g, et le point décimal droit DP) avec leurs anodes connectées aux broches respectives et leurs cathodes reliées ensemble aux broches de cathode commune.

4.3 Patron de soudure recommandé

Un patron de pastilles (empreinte) est fourni pour la conception du PCB. Respecter ce patron est essentiel pour la formation fiable des joints de soudure, un bon alignement et la gestion thermique pendant le refusion.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Instructions de soudage SMT

Des instructions critiques sont fournies pour éviter les dommages pendant l'assemblage :

• Soudage par refusion (Maximum 2 fois) :Un préchauffage de 120-150°C pendant un maximum de 120 secondes est recommandé. La température de pointe pendant la refusion ne doit pas dépasser 260°C. Un processus de refroidissement à température normale est obligatoire entre la première et la deuxième opération de soudage si une seconde refusion est nécessaire.
• Soudage manuel (Fer à souder) :Si nécessaire, la température de la panne du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes maximum.
• Importance des limites :Dépasser la température, le temps ou le nombre de cycles de refusion peut endommager le boîtier plastique, dégrader la résine époxy de la LED ou provoquer une défaillance des fils de connexion internes.

5.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

Le dispositif est expédié dans un emballage étanche à l'humidité. Il doit être stocké à ≤30°C et ≤60 % d'Humidité Relative (HR). Une fois le sachet scellé ouvert, les composants commencent à absorber l'humidité de l'atmosphère. S'ils ne sont pas utilisés immédiatement et sont exposés à des conditions ambiantes dépassant les limites spécifiées, ils doivent être séchés avant la refusion pour éviter l'effet \"pop-corn\" ou la délaminage causé par l'expansion rapide de la vapeur pendant le soudage. Les conditions de séchage sont spécifiées : 60°C pendant ≥48 heures lorsqu'ils sont sur bande, ou 100°C pendant ≥4 heures / 125°C pendant ≥2 heures en vrac. Le séchage ne doit être effectué qu'une seule fois.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécifications d'emballage

Le dispositif est fourni sur bande porteuse embossée et en bobines, compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement. Les détails clés de l'emballage incluent :

• Bande porteuse :Fabriquée en alliage de polystyrène conducteur noir. Les dimensions sont conformes aux normes EIA-481-D. La cambrure est inférieure à 1 mm sur 250 mm. L'épaisseur est de 0,30±0,05 mm.
• Informations sur la bobine :Une bobine de 22 pouces contient 44,5 mètres de bande. Une bobine de 13 pouces contient 700 pièces du composant.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :La quantité d'emballage minimale pour les restes/fins de bobine est de 200 pièces.
• Bande d'amorçage/de fin :La bobine inclut une bande d'amorçage (minimum 400 mm) et une bande de fin (minimum 40 mm) pour l'alimentation des machines.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Le LTS-5325CKR-P est bien adapté aux applications nécessitant un affichage numérique compact, fiable et lumineux. Exemples :

• Panneaux de contrôle et instrumentation industriels (ex. : minuteries, compteurs, affichages de température).
• Appareils électroménagers (ex. : fours à micro-ondes, machines à laver, commandes de climatiseurs).
• Accessoires automobiles du marché secondaire (ex. : moniteurs de tension, jauges de régime).
• Lectures d'appareils médicaux.
• Équipements de test et de mesure.

7.2 Considérations de conception

• Circuit d'attaque :Utilisez des pilotes à courant constant ou des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque anode de segment. La configuration à cathode commune simplifie le multiplexage. Calculez les valeurs des résistances en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe typique (V_F~2,6 V) et du courant de segment souhaité (I_F). Par exemple, avec une alimentation de 5 V : R = (V_CC- V_F) / I_F= (5 V - 2,6 V) / 0,01 A = 240 Ω pour une attaque de 10 mA.
• Gestion thermique :Observez la courbe de déclassement du courant. Dans les environnements à température ambiante élevée, réduisez le courant d'attaque en conséquence pour rester dans les limites de dissipation de puissance et assurer une fiabilité à long terme.
• Conception du PCB :Suivez le patron de soudure recommandé. Assurez une largeur de piste adéquate pour le courant du segment. Considérez le placement par rapport aux autres composants générateurs de chaleur.
• Intégration optique :La conception fond gris/segment blanc offre un bon contraste. Pour une diffusion ou une filtration de couleur supplémentaire, assurez-vous que tout matériau de recouvrement a une transmission élevée à la longueur d'onde dominante (~631 nm).

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaP standard, le LTS-5325CKR-P à base d'AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé, résultant en une sortie plus lumineuse au même courant ou une brillance équivalente à une puissance inférieure. Comparé à certains écrans LCD rétroéclairés par LED blanche, cet afficheur à segments LED direct offre des angles de vision plus larges, un contraste plus élevé et de meilleures performances en lumière ambiante vive. Son boîtier CMS offre une plus grande robustesse mécanique et un assemblage automatisé plus facile que les afficheurs LED traversants.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête (639 nm) et la longueur d'onde dominante (631 nm) ?

R1 : La longueur d'onde de crête est le point physique d'émission spectrale maximale. La longueur d'onde dominante est la perception de la \"couleur\" par l'œil humain, calculée à partir du spectre complet. Elles diffèrent souvent légèrement.

Q2 : Puis-je attaquer cet afficheur directement avec une broche GPIO d'un microcontrôleur 3,3 V ?

R2 : Pas directement. La broche GPIO doit fournir le courant à travers une résistance de limitation de courant. Avec une alimentation de 3,3 V et une V_Fde 2,6 V, la chute de tension aux bornes de la résistance n'est que de 0,7 V. Pour obtenir un courant de 10 mA, vous auriez besoin d'une résistance de 70 Ω (R = 0,7 V / 0,01 A). Cependant, assurez-vous que la broche du microcontrôleur peut fournir 10 mA en continu en toute sécurité.

Q3 : Pourquoi la spécification du courant inverse est-elle importante si je ne dois pas appliquer de tension inverse ?

R3 : C'est un paramètre de test de qualité et de fuite. Un courant inverse élevé peut indiquer un défaut dans la jonction de la puce LED. La spécification assure l'intégrité du dispositif.

Q4 : Comment interpréter le rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse \"2:1\" ?

R4 : Cela signifie qu'au sein d'un même dispositif, l'intensité mesurée du segment le plus lumineux ne doit pas être plus du double de l'intensité du segment le plus faible lorsqu'ils sont testés dans des conditions identiques (I_F=1 mA). Ceci assure une uniformité visuelle.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un affichage de minuterie numérique simple.

La minuterie doit afficher les minutes et les secondes (quatre chiffres). Quatre afficheurs LTS-5325CKR-P seraient utilisés. Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S serait utilisé dans un schéma d'attaque multiplexé. Toutes les anodes de segment pour la même lettre de segment (ex. : tous les segments \"A\") sur les quatre chiffres seraient connectées ensemble et pilotées par une seule broche de microcontrôleur via une résistance de limitation de courant. La cathode commune de chaque chiffre serait connectée à une broche de microcontrôleur distincte agissant comme un interrupteur de sélection de chiffre. Le microcontrôleur ferait rapidement défiler l'illumination d'un chiffre à la fois (ex. : pendant 2,5 ms chacun dans un cycle total de 10 ms), en s'appuyant sur la persistance rétinienne pour que tous les chiffres semblent allumés simultanément. Cette méthode réduit considérablement le nombre de broches de pilote nécessaires de 40 (4 chiffres * 10 broches) à 14 (7 anodes de segment + 1 DP + 4 cathodes communes + 2 inutilisées). La conception doit garantir que le courant de crête par segment pendant son bref temps d'allumage ne dépasse pas la valeur maximale absolue, tandis que le courant moyen fournit la brillance souhaitée.

11. 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 interne de la jonction est appliquée, les électrons de la couche n-type d'AlInGaP se recombinent avec les trous de la couche p-type. Cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le Super Rouge. La lumière est émise depuis la région active, façonnée par la coupelle réfléchissante du boîtier et la lentille en résine époxy pour former les segments visibles.

12. Tendances technologiques

La technologie AlInGaP représente une solution mature et très efficace pour les LED rouges, oranges et jaunes. Les tendances actuelles dans la technologie des affichages incluent le développement de matériaux encore plus efficaces, comme ceux à base de nitrure de gallium (GaN) pour une couverture spectrale plus large, et l'intégration de micro-LED pour des affichages directs à ultra-haute résolution. Pour les afficheurs à un chiffre et les petits afficheurs alphanumériques, la tendance continue vers la miniaturisation, une luminosité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une meilleure compatibilité avec les processus de refusion sans plomb et à haute température requis pour la conformité RoHS et les lignes d'assemblage SMT modernes. L'utilisation de plastiques et de matériaux d'encapsulation avancés améliore également la fiabilité à long terme et la résistance aux facteurs environnementaux comme l'humidité et l'exposition aux UV.