Scheda Tecnica Display LED LTS-4817CTB-P - Altezza Cifra 0.39 Pollici - Blu InGaN - Tensione Diretta 3.8V - Potenza 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTS-4817CTB-P è un dispositivo a montaggio superficiale (SMD) progettato come display numerico a cifra singola. La sua funzione principale è fornire un'indicazione alfanumerica o numerica chiara e affidabile nelle apparecchiature elettroniche. Il componente principale è l'utilizzo del materiale semiconduttore Nitruro di Gallio e Indio (InGaN) cresciuto su un substrato di zaffiro per produrre l'emissione di luce blu. Questo dispositivo è classificato come tipo ad anodo comune, il che significa che gli anodi di tutti i segmenti LED sono collegati internamente, semplificando la progettazione del circuito per il multiplexing. È specificamente progettato per processi di assemblaggio a montaggio inverso.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Altezza della Cifra:Caratterizzata da un'altezza del carattere di 0.39 pollici (10.0 mm), offre una buona leggibilità nonostante le dimensioni compatte.
• Qualità Ottica:Fornisce un'illuminazione dei segmenti continua e uniforme, un aspetto eccellente dei caratteri, elevata luminosità, alto contrasto e un ampio angolo di visione.
• Efficienza e Affidabilità:Progettato per bassi requisiti di potenza e offre l'affidabilità intrinseca allo stato solido della tecnologia LED.
• Controllo Qualità:Le unità sono categorizzate (binning) per intensità luminosa, garantendo coerenza nella luminosità tra i lotti di produzione.
• Conformità Ambientale:Il package è privo di piombo e conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.2 Identificazione del Dispositivo

Il numero di parte LTS-4817CTB-P decodifica il tipo di dispositivo: un display a cifra singola con punto decimale a destra, che utilizza chip LED blu InGaN in configurazione ad anodo comune.

2. Informazioni Meccaniche e sul Package

2.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo si conforma a un'impronta SMD specifica. Le note dimensionali critiche includono: tutte le misure sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25 mm salvo diversa specifica. Il package include marcature per il numero di parte, il codice data e il lotto LED. Le specifiche di qualità limitano la presenza di materiale estraneo, contaminazione da inchiostro, bolle all'interno dell'area del segmento, piegatura del package e sbavature dei pin per garantire un corretto assemblaggio e prestazioni.

2.2 Configurazione dei Pin e Schema Circuitale

Il display ha una configurazione a 10 pin. Lo schema circuitale interno mostra un'architettura ad anodo comune. Il pinout è il seguente: Pin 1 (Catodo E), Pin 2 (Catodo D), Pin 3 (Anodo Comune), Pin 4 (Catodo C), Pin 5 (Catodo DP per il punto decimale), Pin 6 (Catodo B), Pin 7 (Catodo A), Pin 8 (Anodo Comune), Pin 9 (Catodo F), Pin 10 (Catodo G). Il Pin 8 è indicato come "Nessun Collegamento" nello schema fornito, che potrebbe essere riservato o un collegamento anodo duplicato a seconda del progetto interno.

3. Parametri e Caratteristiche Tecniche

3.1 Valori Massimi Assoluti

Questi sono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. I valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:Massimo 70 mW.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:50 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua per Segmento:20 mA a 25°C, con derating lineare di 0.21 mA/°C sopra i 25°C.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-35°C a +105°C.
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per 3 secondi a 1/16 di pollice (circa 1.6mm) sotto il piano di appoggio.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione tipici sono misurati a Ta=25°C.

• Intensità Luminosa (I_V):8.4 mcd (Min), 26.8 mcd (Tip) a una corrente diretta (I_F) di 10mA.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):468 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):25 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):470 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Tensione Diretta (V_F):3.3V (Min), 3.8V (Tip) per chip a I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Max) a una tensione inversa (V_R) di 5V. Questa è una condizione di test, non una modalità di funzionamento.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa:Massimo 2:1 tra i segmenti in condizioni simili (I_F=10mA), garantendo una luminosità uniforme.
• Cross-talk:Specificato come ≤ 2.5%, minimizzando l'illuminazione indesiderata dei segmenti adiacenti.

3.3 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. Le precauzioni obbligatorie di manipolazione includono: utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra; garantire che tutte le apparecchiature, postazioni di lavoro e aree di stoccaggio siano correttamente messe a terra; e impiegare ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche che possono accumularsi sul package plastico durante la manipolazione.

4. Curve di Prestazione e Dati Grafici

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche (sebbene non dettagliate nell'estratto di testo fornito). Questi grafici sono essenziali per la progettazione e tipicamente illustrano la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa (curva I-V), l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa e la distribuzione spettrale di potenza relativa che mostra il picco di emissione della luce blu intorno a 468-470 nm. L'analisi di queste curve consente ai progettisti di ottimizzare la corrente di pilotaggio per la luminosità desiderata e di comprendere i compromessi prestazionali in diverse condizioni termiche.

5. Linee Guida per l'Assemblaggio e il Processo

5.1 Istruzioni per la Saldatura SMT

Il dispositivo è adatto per la saldatura a rifusione. Limiti critici del processo:

• Saldatura a Rifusione (Max 2 cicli):Preriscaldamento: 120-150°C per un massimo di 120 secondi. Temperatura di picco: massimo 260°C. Il tempo totale di saldatura non deve superare i limiti del profilo.
• Saldatura Manuale (Saldatore, Max 1 ciclo):Temperatura punta saldatore: massimo 300°C. Tempo di contatto: massimo 3 secondi per giunto.
• È richiesto un periodo di raffreddamento obbligatorio a temperatura normale tra il primo e il secondo processo di rifusione se è necessario un doppio passaggio.

5.2 Pattern di Piazzola di Saldatura Consigliato

Viene fornito un progetto di land pattern per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura, un corretto auto-allineamento durante la rifusione e una sufficiente resistenza meccanica. L'aderenza a questo pattern è cruciale per la resa produttiva e l'affidabilità a lungo termine.

6. Imballaggio e Manipolazione

6.1 Specifiche di Imballaggio

I dispositivi sono forniti in imballaggio a nastro e bobina compatibile con le macchine pick-and-place automatizzate.

• Dimensioni Bobina:Vengono forniti i dettagli per la bobina di tipo PS6, inclusi diametro della bobina, larghezza del mozzo e dimensioni delle tasche del nastro.
• Nastro Portante:Le dimensioni e le specifiche soddisfano gli standard EIA-481-C. I parametri chiave includono passo delle tasche, spessore del nastro (0.40±0.05mm) e tolleranza di curvatura.
• Quantità di Imballaggio:La lunghezza standard del nastro è di 45.5 metri per una bobina da 22 pollici, contenente 800 pezzi. È specificata una quantità minima di imballaggio di 200 pezzi per lotti rimanenti.
• Nastro di Testa/Coda:Include un nastro di testa minimo di 400mm e un nastro di coda di 40mm per la manipolazione della macchina.

6.2 Sensibilità all'Umidità e Stoccaggio

Il package SMD è sensibile all'umidità. I dispositivi sono spediti in sacchetti barriera impermeabili all'umidità con essiccante.

• Condizioni di Stoccaggio:Dopo l'apertura del sacchetto sigillato, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di Umidità Relativa.
• Requisiti di Essiccazione:Se esposti a umidità ambientale oltre le specifiche, è richiesta l'essiccazione prima della rifusione per prevenire crepe "popcorn" o delaminazione. Condizioni di essiccazione approvate: 60°C per ≥48 ore (in bobina), o 100°C per ≥4 ore / 125°C per ≥2 ore (sfusi). L'essiccazione deve essere eseguita una sola volta.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

L'LTS-4817CTB-P è ideale per applicazioni che richiedono display numerici a cifra singola compatti e luminosi. Usi comuni includono: pannelli strumenti (multimetri, timer), elettrodomestici (microonde, macchine per caffè), interfacce di controllo industriale, display per dispositivi medici e display per accessori automobilistici dove l'indicazione blu è preferita per visibilità o ragioni estetiche.

7.2 Linee Guida per la Progettazione del Circuito

Essendo un display ad anodo comune, ogni catodo di segmento è pilotato indipendentemente, tipicamente da una resistenza limitatrice di corrente collegata a un driver in grado di sink (ad es., un pin GPIO di un microcontrollore o un IC driver LED dedicato). La tensione diretta (V_F) di ~3.8V deve essere considerata nella progettazione dell'alimentazione. La corrente continua non deve superare i 20mA per segmento, con un appropriato derating sopra i 25°C ambiente. Per il multiplexing di più cifre, assicurarsi che la capacità di sink corrente e la velocità di commutazione del driver siano adeguate.

7.3 Gestione Termica

Sebbene i LED siano efficienti, la dissipazione di potenza (fino a 70mW per segmento) genera calore. Un corretto layout del PCB con un'adeguata area di rame per i collegamenti dell'anodo comune può fungere da dissipatore di calore. Assicurarsi che la temperatura ambiente di funzionamento non superi i 105°C e considerare la curva di derating della corrente per ambienti ad alta temperatura.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi GaAsP, questo LED blu InGaN offre una luminosità più elevata e un colore blu distinto. All'interno del segmento dei display SMD blu, i suoi differenziatori chiave sono l'altezza della cifra di 0.39 pollici, l'intensità luminosa categorizzata per uniformità e le specifiche per basso cross-talk e corrispondenza dei segmenti. Il package robusto e le specifiche dettagliate di saldatura/imballaggio lo rendono adatto per l'assemblaggio automatizzato ad alto volume.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo del pin "Nessun Collegamento" (Pin 8)?

R: Questo pin non è collegato internamente. Potrebbe esistere per simmetria meccanica, standardizzazione del package o come segnaposto. Non deve essere utilizzato come collegamento elettrico.

D: Posso pilotare questo display con un'alimentazione a 5V?

R: Sì, ma è obbligatoria una resistenza limitatrice di corrente in serie per ogni catodo di segmento. Il valore della resistenza è calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un'alimentazione a 5V, V_Fdi 3.8V e I_Fdi 10mA, R ≈ (5 - 3.8) / 0.01 = 120 Ω.

D: Perché l'essiccazione è necessaria e posso essiccare i componenti più di una volta?

R: Il package plastico assorbe umidità. Durante la rifusione, il riscaldamento rapido trasforma questa umidità in vapore, potenzialmente causando danni interni. L'essiccazione rimuove questa umidità. La scheda tecnica specifica esplicitamente che l'essiccazione deve essere eseguita una sola volta per evitare l'invecchiamento termico dei materiali.

D: Cosa significa "assemblaggio a montaggio inverso"?

R: Indica che il dispositivo è destinato a essere montato sul lato opposto del PCB rispetto al tipico lato dei componenti, spesso per ragioni estetiche (visione attraverso la scheda). Il pattern di saldatura consigliato è progettato per questo.

10. Principi Operativi e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio Operativo di Base

Un LED è un diodo a semiconduttore. Quando una tensione diretta che supera il suo bandgap viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il materiale specifico, InGaN, ha un bandgap che corrisponde all'emissione di luce blu. Il substrato di zaffiro fornisce una base cristallina per la crescita degli strati epitassiali di InGaN.

10.2 Tendenze del Settore

L'uso della tecnologia InGaN per LED blu (e per estensione, bianchi tramite conversione di fosfori) rappresenta un progresso significativo nell'illuminazione a stato solido. Le tendenze nei componenti per display includono continui aumenti dell'efficienza luminosa (luminosità per watt), ulteriore miniaturizzazione, migliorata coerenza del colore attraverso un binning più stretto e affidabilità migliorata per ambienti ostili. Il passaggio a imballaggi privi di piombo e conformi RoHS, come si vede in questo dispositivo, è un requisito standard del settore.