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Scheda tecnica del display a LED LTS-5325CTB-P - Altezza carattere 0.56 pollici - Blu - Tensione diretta 3.8V - Consumo 70mW - Documentazione tecnica in cinese semplificato

LTS-5325CTB-P Documento delle specifiche tecniche complete per display LED SMD a singolo digit da 0.56 pollici, include chip blu InGaN, parametri elettrici, caratteristiche ottiche, dimensioni del package e linee guida per la saldatura.
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1. Panoramica del prodotto

LTS-5325CTB-P è un dispositivo a montaggio superficiale (SMD) progettato come display a carattere numerico singolo. La sua funzione principale è fornire un'indicazione chiara e luminosa di numeri o caratteri limitati nei dispositivi elettronici. La sua tecnologia di base si fonda su un chip LED blu InGaN (nitruro di indio e gallio) cresciuto su un substrato di zaffiro, tecnologia nota per produrre luce blu efficiente e brillante. Il dispositivo utilizza un pannello grigio per ottenere un elevato contrasto e materiale bianco per i segmenti per la diffusione della luce, garantendo un aspetto eccellente dei caratteri.

1.1 Caratteristiche e vantaggi principali

1.2 Configurazione del dispositivo

Questo è un display a catodo comune. Il modello specifico LTS-5325CTB-P indica un display blu (B) con punto decimale (DP) sul lato destro. La configurazione a catodo comune semplifica la progettazione del circuito quando si utilizzano microcontrollori o IC driver che assorbono corrente.

2. Parametri tecnici: un'interpretazione approfondita e oggettiva

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo nelle condizioni specificate.

2.1 Valori massimi assoluti

Questi sono i limiti di stress che non devono mai essere superati in nessuna condizione, altrimenti potrebbero causare danni permanenti al dispositivo. L'operazione deve sempre rimanere entro i limiti delle condizioni operative raccomandate, dettagliate in seguito.

2.2 Caratteristiche elettriche e ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo quando opera nelle sue condizioni raccomandate (Ta=25°C).

2.3 Protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD)

I LED sono altamente sensibili alle scariche elettrostatiche. La scheda tecnica raccomanda vivamente di implementare misure di controllo ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio per prevenire danni potenziali o catastrofici:

3. Descrizione del sistema di binning

La scheda tecnica specifica chiaramente che il dispositivo "viene classificato in base all'intensità luminosa". Ciò implica l'esistenza di un sistema di binning, sebbene questo estratto non dettagli i codici specifici. Tipicamente, tali sistemi includono:

  • Binning dell'intensità luminosa:I LED all'interno di un lotto di produzione vengono testati e classificati in diversi gruppi (bin) in base alla loro emissione luminosa misurata a una corrente di prova standard (ad esempio, 10 mA). Ciò garantisce che i clienti ricevano LED con una luminosità coerente entro un intervallo predefinito (ad esempio, 8600-12000 µcd, 12000-18000 µcd, ecc.). Questa pratica è supportata dall'ampio intervallo, da minimo a tipico, riportato nella tabella delle caratteristiche (da 8600 a 28500 µcd).
  • Classificazione della tensione diretta:Sebbene non sia esplicitamente menzionato qui, di solito i LED vengono classificati anche in base alla tensione diretta (VF) per garantire una distribuzione uniforme della corrente quando più LED sono collegati in parallelo.
  • Classificazione della lunghezza d'onda:Per applicazioni con requisiti cromatici stringenti, i LED possono essere sottoposti a binning anche in base alla lunghezza d'onda dominante o di picco per garantire la coerenza del colore. Specifiche rigorose (λd= 470 nm) indicano un processo controllato, ma per i gradi di fascia alta può essere comunque effettuato il binning.

4. Analisi delle curve di prestazione

Il datasheet include una sezione "Curve caratteristiche elettriche/ottiche tipiche". Sebbene le curve specifiche non siano fornite nel testo, queste di solito includono le seguenti curve, cruciali per la progettazione:

  • Intensità luminosa relativa vs. Corrente diretta (Curva I-V):Mostra come l'output luminoso cambia con l'aumento della corrente di pilotaggio. Tipicamente non lineare, tende alla saturazione a correnti più elevate.
  • Tensione diretta vs. Corrente diretta:Descrive la relazione tra tensione e corrente, fondamentale per progettare circuiti limitatori di corrente o driver a corrente costante.
  • Intensità luminosa relativa vs. Temperatura ambiente:Mostra come l'output luminoso diminuisca con l'aumento della temperatura di giunzione del LED. Ciò è cruciale per la gestione termica nelle applicazioni.
  • Distribuzione spettrale di potenza:Grafico che mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda, confermando il blu e la larghezza spettrale.

I progettisti dovrebbero fare riferimento a queste curve per ottimizzare la corrente di pilotaggio al fine di ottenere la luminosità desiderata, comprendere i requisiti di tensione e pianificare gli effetti termici.

5. Informazioni meccaniche e di package

5.1 Dimensioni del package

Il dispositivo è conforme a specifiche dimensioni di package SMD. Le specifiche delle dimensioni chiave includono:

L'ingegnere deve utilizzare il disegno dimensionale fornito (non completamente dettagliato nel testo) per creare la corretta geometria dei pad PCB.

5.2 Configurazione dei pin e polarità

Il dispositivo utilizza una configurazione a 10 pin. Il pin 1 è indicato nella figura. La disposizione dei pin è la seguente:

Lo schema circuitale interno mostra che tutti gli anodi dei segmenti sono indipendenti, mentre tutti i catodi dei segmenti sono collegati internamente a due pin (3 e 8), che devono essere collegati insieme sul PCB per formare un catodo comune.

5.3 Geometria Pad Consigliata

Viene fornito il pad pattern PCB consigliato per garantire la formazione di giunzioni saldate affidabili e un corretto allineamento durante il processo di rifusione. Questo pattern tiene conto delle dimensioni del package e dei requisiti di volume della pasta saldante.

6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio

6.1 Istruzioni per la saldatura SMT

Istruzioni chiave per l'assemblaggio a montaggio superficiale:

6.2 Sensibilità all'umidità e conservazione

I display SMD vengono spediti in confezioni a prova di umidità. Per prevenire l'effetto "popcorn" (rottura del package dovuta alla rapida espansione del vapore acqueo durante il reflow), è necessario rispettare le seguenti condizioni di stoccaggio:

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di imballaggio

Il dispositivo è fornito in bobine di nastro, adatte per il montaggio automatico SMT.

8. Suggerimenti applicativi e considerazioni di progettazione

8.1 Scenari applicativi tipici

8.2 Considerazioni di progettazione

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene il datasheet non effettui un confronto diretto con altri modelli, in base alle sue specifiche, i punti di differenziazione chiave dell'LTS-5325CTB-P risiedono in:

  • Rispetto a display di dimensioni inferiori (ad esempio, 0.3 pollici):Grazie alla sua maggiore altezza dei caratteri di 0.56 pollici, offre una visibilità superiore a lunga distanza.
  • Confronto con display LED a montaggio attraverso foro:Il package SMD supporta l'assemblaggio automatizzato, riduce lo spazio su PCB e consente ai prodotti finali di avere un profilo più basso.
  • Confronto con LED a luminosità standard:La sua elevata intensità luminosa tipica (fino a 28500 µcd a 10mA) la rende adatta per applicazioni che richiedono un'elevata luminosità.
  • Confronto con LED non classificati:La classificazione dell'intensità luminosa offre ai progettisti una luminosità più prevedibile e uniforme su tutti i segmenti e su più unità, fondamentale per dispositivi dall'aspetto professionale.

10. FAQ (basate sulle specifiche tecniche)
  1. Domanda: Qual è la differenza tra la lunghezza d'onda di picco (468 nm) e la lunghezza d'onda dominante (470 nm)?
    Risposta: La lunghezza d'onda di picco è la posizione in cui l'output luminoso fisico è più forte. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano come rappresentativa del colore della luce. Sono generalmente vicine, come mostrato qui, ma possono differire per alcuni colori. Entrambe confermano che si tratta di un LED a luce blu.
  2. Domanda: Posso alimentare questo display con un'alimentazione da 5V e una resistenza?
    R: Sì. Utilizzando un'alimentazione da 5V (Vcc) e un tipico valore VFdi 3.8V, è necessaria una resistenza di limitazione della corrente. Per IF=10 mA: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω. Utilizzare il valore standard successivo, ad esempio 120 Ω o 150 Ω. Verificare sempre la luminosità effettiva e il consumo di potenza.
  3. D: Perché ci sono due piedini di catodo comune (3 e 8)?
    Risposta: Questo è per flessibilità nella gestione della corrente e nel layout del PCB. La corrente totale del catodo è la somma delle correnti di tutti i segmenti accesi. Avere due piedini permette di suddividere questa corrente, riducendo la densità di corrente per ciascun piedino e migliorando l'affidabilità. Entrambi i piedini devono essere collegati a massa sul vostro PCB.
  4. Domanda: Il numero massimo di rifusioni è due. Cosa devo fare se ho bisogno di una terza riparazione sulla scheda?
    Risposta: È fortemente sconsigliato. Una terza rifusione sottoporrebbe l'involucro in plastica e le connessioni interne a uno stress termico eccessivo, aumentando significativamente il rischio di guasto. Per le riparazioni, utilizzare un saldatore (massimo 300°C, 3 secondi) con estrema cautela solo sui punti di saldatura specifici che necessitano di riparazione, evitando di riscaldare l'intero componente.
  5. Domanda: Come si interpreta il rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa 2:1?
    Risposta: Ciò significa che all'interno di una singola unità di visualizzazione, nelle stesse condizioni di pilotaggio, la luminosità del segmento più luminoso non deve superare il doppio della luminosità del segmento più scuro. Ciò garantisce l'uniformità visiva dei caratteri visualizzati.

11. Progettazione Pratica e Casi d'Uso

Caso: Progettare una semplice lettura di voltmetro digitale

Un progettista sta creando un voltmetro DC 0-30V utilizzando un microcontrollore con ADC. LTS-5325CTB-P è stato scelto per la sua buona leggibilità.

  1. Progettazione del circuito:I pin I/O del microcontrollore sono collegati agli anodi dei segmenti (A-G, DP) attraverso resistenze di limitazione della corrente da 150 Ω (calcolate per un sistema a 5V). I due pin del catodo comune sono collegati insieme e connessi a un singolo transistor NPN (ad esempio 2N3904) utilizzato come interruttore lato basso, controllato da un pin del microcontrollore. Ciò consente la multiplexazione quando necessario, ma per una singola cifra può essere mantenuto acceso costantemente.
  2. Software:Il microcontrollore legge il valore ADC, lo converte in tensione, quindi mappa tale valore al corretto pattern per il display a 7 segmenti (0-9). I dati del segmento vengono inviati ai corrispondenti pin I/O.
  3. Layout PCB:Utilizzare il footprint raccomandato nel datasheet. Aggiungere thermal relief pad nei punti di connessione per facilitare la saldatura. Assicurare una connessione di massa robusta per il catodo comune.
  4. Assemblaggio:Il circuito stampato viene assemblato utilizzando una curva di rifusione standard senza piombo, garantendo che la temperatura di picco non superi i 260°C. I componenti subiscono un solo ciclo di rifusione.
  5. Risultati:Il prodotto finale mostra una lettura della tensione di colore blu chiara, luminosa e uniforme.

12. Introduzione al principio di funzionamento

LTS-5325CTB-P funziona in base al principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Il suo materiale attivo è InGaN (nitruro di indio gallio). Quando viene applicata una tensione diretta superiore alla tensione di soglia del diodo (circa 3.3-3.8V), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso blu (~470 nm). Il substrato di zaffiro fornisce un modello cristallino per la crescita di strati InGaN di alta qualità. Il pannello grigio e il materiale dei segmenti bianchi fungono da diffusori e miglioratori del contrasto, modellando la luce in segmenti numerici riconoscibili.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Questo dispositivo rappresenta una tecnologia matura e ampiamente adottata. La produzione di LED blu in InGaN su zaffiro è un processo industriale standard. Le tendenze tecnologiche di visualizzazione che forniscono il contesto per questo componente includono:

  • Miniaturizzazione:Sebbene 0,56 pollici sia una dimensione comune, esiste una tendenza verso display digitali SMD ad alta luminosità di dimensioni ancora più ridotte, destinati a dispositivi ultra-compatti.
  • Miglioramento dell'efficienza:I progressi continui nella scienza dei materiali hanno migliorato l'efficienza luminosa (lumen/watt) dei LED InGaN, consentendo una maggiore luminosità a correnti più basse o una riduzione del carico termico.
  • Integrazione:Esiste una tendenza a integrare i display LED con i loro circuiti integrati di pilotaggio e microcontrollori in moduli di "display intelligente" più completi, semplificando così la progettazione del prodotto finale.
  • Opzioni di colore e RGB:Sebbene questo sia un display monocromatico a luce blu, la tecnologia InGaN sottostante è anche la base per la produzione di LED verdi e, combinata con fosfori, per LED bianchi. I display RGB a colori completi che utilizzano minuscoli LED SMD stanno diventando più comuni per visualizzazioni grafiche più complesse.
  • Tecnologie alternative:Per alcune applicazioni, i display OLED (diodi organici a emissione di luce) offrono vantaggi in termini di spessore e angolo di visione, ma possono presentare caratteristiche di durata e luminosità diverse rispetto a questi LED inorganici.

Per le applicazioni di visualizzazione digitale che richiedono semplicità, luminosità, durata e preferibilmente assemblaggio SMD, l'LTS-5325CTB-P rimane una soluzione robusta, affidabile ed economicamente vantaggiosa.

Spiegazione dettagliata della terminologia delle specifiche LED.

Spiegazione completa della terminologia tecnica LED.

I. Indicatori chiave delle prestazioni fotoelettriche

Terminologia Unità/Rappresentazione Spiegazione in termini semplici Perché è importante
Efficienza luminosa (Luminous Efficacy) lm/W (lumen/watt) Il flusso luminoso emesso per watt di energia elettrica, più è alto, maggiore è il risparmio energetico. Determina direttamente la classe di efficienza energetica dell'apparecchio di illuminazione e i costi dell'elettricità.
Flusso Luminoso (Luminous Flux) lm (lumen) La quantità totale di luce emessa da una sorgente, comunemente chiamata "luminosità". Determinare se l'illuminazione è sufficientemente luminosa.
Angolo di emissione (Viewing Angle) ° (gradi), ad esempio 120° Angolo in cui l'intensità luminosa si riduce alla metà, determina l'ampiezza del fascio. Influenza l'area di illuminazione e l'uniformità.
Temperatura di colore (CCT) K (Kelvin), ad esempio 2700K/6500K La tonalità calda o fredda della luce: valori bassi tendono al giallo/caldo, valori alti tendono al bianco/freddo. Determina l'atmosfera dell'illuminazione e gli scenari applicativi.
Indice di resa cromatica (CRI / Ra) Senza unità, 0–100 La capacità della sorgente luminosa di riprodurre fedelmente i colori reali degli oggetti, Ra≥80 è consigliato. Influenza la fedeltà cromatica, utilizzato in ambienti ad alta esigenza come centri commerciali, gallerie d'arte.
Tolleranza cromatica (SDCM) Passi dell'ellisse di MacAdam, ad esempio "5-step" Indicatore quantitativo della coerenza cromatica: minore è il numero di passi, maggiore è la coerenza del colore. Garantire l'assenza di differenze cromatiche tra le lampade dello stesso lotto.
Dominant Wavelength nm (nanometri), ad esempio 620nm (rosso) Valori di lunghezza d'onda corrispondenti ai colori dei LED colorati. Determinare la tonalità dei LED monocromatici come rosso, giallo, verde.
Distribuzione Spettrale (Spectral Distribution) Curva Lunghezza d'onda vs. Intensità Mostra la distribuzione dell'intensità della luce emessa dal LED alle diverse lunghezze d'onda. Influenza la resa cromatica e la qualità del colore.

Parametri elettrici

Terminologia Simboli Spiegazione in termini semplici Considerazioni di progettazione
Tensione diretta (Forward Voltage) Vf La tensione minima richiesta per l'accensione di un LED, simile a una "soglia di avviamento". La tensione dell'alimentatore deve essere ≥ Vf; in caso di LED collegati in serie, le tensioni si sommano.
Forward Current If Il valore di corrente che consente al LED di emettere luce normalmente. Viene comunemente utilizzata un'alimentazione a corrente costante, dove la corrente determina la luminosità e la durata.
Corrente di impulso massima (Pulse Current) Ifp Corrente di picco sopportabile per brevi periodi, utilizzata per la regolazione dell'intensità luminosa o per il flash. La larghezza dell'impulso e il duty cycle devono essere rigorosamente controllati, altrimenti si verifica un danneggiamento da surriscaldamento.
Tensione inversa (Reverse Voltage) Vr La massima tensione inversa che un LED può sopportare; se superata, potrebbe verificarsi una rottura per perforazione. Nel circuito è necessario prevenire l'inversione di polarità o gli sbalzi di tensione.
Thermal Resistance (Thermal Resistance) Rth (°C/W) La resistenza termica dal chip al punto di saldatura, un valore più basso indica una migliore dissipazione del calore. Un'elevata resistenza termica richiede un design di dissipazione più robusto, altrimenti la temperatura di giunzione aumenta.
Immunità alle scariche elettrostatiche (ESD Immunity) V (HBM), ad esempio 1000V Capacità di resistenza alle scariche elettrostatiche, un valore più alto indica una minore probabilità di danneggiamento da elettricità statica. Durante la produzione è necessario adottare misure antistatiche, specialmente per i LED ad alta sensibilità.

III. Gestione termica e affidabilità

Terminologia Indicatori chiave Spiegazione in termini semplici Impatto
Temperatura di giunzione (Junction Temperature) Tj (°C) La temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. Per ogni riduzione di 10°C, la durata può raddoppiare; temperature eccessive causano decadimento del flusso luminoso e deriva cromatica.
Lumen Depreciation L70 / L80 (ore) Tempo necessario affinché la luminosità si riduca al 70% o all'80% del valore iniziale. Definisce direttamente la "vita utile" di un LED.
Mantenimento del flusso luminoso (Lumen Maintenance) % (ad esempio 70%) Percentuale della luminosità residua dopo un periodo di utilizzo. Caratterizza la capacità di mantenimento della luminosità dopo un uso prolungato.
Color Shift Δu′v′ o ellisse di MacAdam Il grado di variazione del colore durante l'utilizzo. Influisce sulla coerenza cromatica della scena di illuminazione.
Thermal Aging Degradazione delle prestazioni del materiale Degradazione del materiale di incapsulamento dovuta a prolungate alte temperature. Può portare a una riduzione della luminosità, a variazioni cromatiche o a guasti di circuito aperto.

IV. Incapsulamento e Materiali

Terminologia Tipi Comuni Spiegazione in termini semplici Caratteristiche e Applicazioni
Tipo di Incapsulamento EMC, PPA, Ceramica Materiale dell'involucro che protegge il chip e fornisce interfacce ottiche e termiche. EMC offre buona resistenza al calore e basso costo; la ceramica garantisce un'ottima dissipazione del calore e una lunga durata.
Struttura del chip Montaggio convenzionale, montaggio a faccia in giù (Flip Chip) Configurazione degli elettrodi del chip. Il flip chip offre una migliore dissipazione del calore e un'efficienza luminosa superiore, adatto per alte potenze.
Rivestimento di fosforo YAG, silicati, nitruri Ricopre il chip a luce blu, convertendo parzialmente la luce in giallo/rosso e miscelandola per ottenere luce bianca. Diversi fosfori influenzano l'efficienza luminosa, la temperatura di colore e la resa cromatica.
Progettazione di lenti/ottica Piano, microlenti, riflessione totale Struttura ottica della superficie di incapsulamento, per il controllo della distribuzione della luce. Determina l'angolo di emissione e la curva fotometrica.

V. Controllo Qualità e Classificazione

Terminologia Contenuto della classificazione Spiegazione in termini semplici Scopo
Classificazione del flusso luminoso Codici come 2G, 2H Raggruppamento in base al livello di luminosità, ogni gruppo ha un valore minimo/massimo di lumen. Garantire la consistenza della luminosità per i prodotti dello stesso lotto.
Classificazione della tensione Codici come 6W, 6X Raggruppati in base all'intervallo di tensione diretta. Facilita l'adattamento dell'alimentazione di pilotaggio, migliorando l'efficienza del sistema.
Classificazione per colore Ellisse MacAdam a 5 step Raggruppamento in base alle coordinate del colore, per garantire che i colori rientrino in un intervallo estremamente ristretto. Garantire la coerenza cromatica, evitando variazioni di colore all'interno dello stesso apparecchio.
Classificazione della temperatura di colore 2700K, 3000K, ecc. Raggruppati per temperatura di colore, ogni gruppo ha un corrispondente intervallo di coordinate. Soddisfare le esigenze di temperatura di colore per diversi scenari.

VI. Test e Certificazione

Terminologia Standard/Test Spiegazione in termini semplici Significato
LM-80 Test di mantenimento del flusso luminoso Accensione prolungata in condizioni di temperatura costante, registrazione dei dati di attenuazione della luminosità. Utilizzato per stimare la durata di vita del LED (in combinazione con TM-21).
TM-21 Standard di proiezione della durata Stima della durata in condizioni d'uso reali basata sui dati LM-80. Fornire previsioni scientifiche sulla durata.
Standard IESNA Standard dell'Illuminating Engineering Society Copre i metodi di test ottici, elettrici e termici. Base di test riconosciuta dal settore.
RoHS / REACH Certificazione ambientale Assicurarsi che il prodotto non contenga sostanze nocive (ad esempio piombo, mercurio). Requisiti di accesso per l'ingresso nel mercato internazionale.
ENERGY STAR / DLC Certificazione di efficienza energetica Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per prodotti di illuminazione. Utilizzato frequentemente negli appalti pubblici e nei progetti di sovvenzione per migliorare la competitività sul mercato.