Scheda Tecnica Display LED LTS-4817SKR-P - Altezza Cifra 0.39 Pollici - Super Rosso - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTS-4817SKR-P è un dispositivo a montaggio superficiale (SMD) progettato come display numerico a cifra singola. La sua funzione principale è fornire indicazioni numeriche chiare e luminose in varie applicazioni elettroniche. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio) su substrato di GaAs per produrre il suo caratteristico colore Super Rosso. Questa scelta del materiale è fondamentale per ottenere un'elevata luminosità ed efficienza nello spettro del rosso. Il display presenta una faccia grigia con segmenti bianchi, una combinazione progettata per massimizzare il contrasto e la leggibilità, specialmente in condizioni di luce ambientale. È specificamente progettato per essere adatto ai processi di assemblaggio a montaggio inverso (reverse mount), offrendo flessibilità nella progettazione del PCB e nell'estetica del prodotto finale.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Dimensione della Cifra:Presenta un'altezza della cifra di 0.39 pollici (10.0 mm), offrendo un buon equilibrio tra visibilità ed efficienza nello spazio occupato sulla scheda.
• Qualità dei Segmenti:Fornisce segmenti continui e uniformi per un aspetto del carattere coerente, senza interruzioni o irregolarità.
• Efficienza Energetica:Progettato per bassi requisiti di potenza, rendendolo adatto per applicazioni alimentate a batteria o attente al consumo energetico.
• Prestazioni Ottiche:Garantisce un'elevata luminosità e un alto contrasto, assicurando un'ottima leggibilità. L'ampio angolo di visione mantiene la visibilità da varie prospettive.
• Affidabilità:Beneficia dell'affidabilità dello stato solido, senza parti in movimento, che porta a una lunga vita operativa.
• Binning (Classificazione):I dispositivi sono categorizzati (binnati) per intensità luminosa, consentendo un abbinamento coerente della luminosità nei display a più cifre.
• Conformità:Il package è privo di piombo, fabbricato in conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.2 Identificazione del Dispositivo

Il numero di parte LTS-4817SKR-P decodifica gli attributi chiave del dispositivo: un display a cifra singola con emissione Super Rosso, configurazione ad anodo comune e punto decimale a destra. Questa configurazione specifica è fondamentale per un corretto design del circuito e mappatura dei pin.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile far funzionare il dispositivo in modo continuativo a o vicino a questi limiti.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:Massimo 70 mW.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:90 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua per Segmento:25 mA a 25°C. Questo valore si riduce linearmente di 0.28 mA/°C all'aumentare della temperatura ambiente sopra i 25°C.
• Intervallo di Temperatura:L'intervallo di temperatura di funzionamento e di conservazione è -35°C a +105°C.
• Tolleranza alla Saldatura:Può resistere alla saldatura a stagno a 260°C per 3 secondi, misurata 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da 500 µcd (min) a 1600 µcd (tip) a una corrente diretta (I_F) di 1 mA. A I_F=10 mA, l'intensità tipica è 20.800 µcd. L'intensità è misurata utilizzando un filtro corrispondente alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Lunghezza d'Onda:La lunghezza d'onda di emissione di picco (λ_p) è 639 nm (tip). La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è 631 nm (tip). La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è 20 nm (tip). Questi parametri definiscono l'output di colore rosso puro.
• Tensione Diretta (V_F):Per chip LED, tipicamente 2.6V con un massimo di 2.6V a I_F=20 mA. Il minimo è 2.05V.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V. Questo parametro è solo per scopi di test; il dispositivo non è destinato al funzionamento in polarizzazione inversa continua.
• Rapporto di Abbinamento dell'Intensità:Il rapporto dell'intensità luminosa tra segmenti in aree simili è al massimo 2:1 a I_F=1 mA, garantendo un aspetto uniforme.
• Diafonia (Crosstalk):Specificato ≤ 2.5%, minimizzando la fuoriuscita indesiderata di luce tra segmenti adiacenti.

2.3 Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che i dispositivi sono "categorizzati per intensità luminosa". Ciò significa che i LED sono testati e ordinati (binnati) in base alla loro emissione luminosa misurata a una corrente di test standard. Questo processo garantisce che quando più cifre sono utilizzate in un singolo display (come in un orologio o un contatore), tutte le cifre avranno un livello di luminosità coerente, evitando che una cifra appaia notevolmente più scura o più luminosa delle vicine. I progettisti possono specificare un codice di bin per garantire questa uniformità.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche che rappresentano graficamente la relazione tra parametri chiave. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve standard per un tale dispositivo includerebbero tipicamente:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale, cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino ai limiti massimi nominali.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, evidenziando l'importanza della gestione termica.
• Distribuzione Spettrale di Potenza:Un grafico che mostra l'intensità relativa della luce emessa attraverso diverse lunghezze d'onda, centrata attorno al picco di 639 nm.

Queste curve consentono agli ingegneri di prevedere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (correnti diverse, temperature) e ottimizzare il loro design per prestazioni e affidabilità.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo ha dimensioni fisiche specifiche con una tolleranza di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Le note dimensionali chiave includono limiti su materiale estraneo all'interno dei segmenti (≤10 mil), contaminazione da inchiostro superficiale (≥20 mils), bolle nei segmenti (≤10 mil), piegatura del riflettore (≤1% della sua lunghezza) e bava massima del pin in plastica (0.14 mm). Un disegno dimensionale dettagliato è essenziale per creare l'impronta sul PCB.

4.2 Circuito Interno e Pinout

Il display ha una configurazione ad anodo comune. Lo schema del circuito interno mostra dieci pin collegati agli anodi e ai catodi dei sette segmenti (A-G) e del punto decimale (DP).

Tabella di Connessione dei Pin:

• Pin 1: Catodo E
• Pin 2: Catodo D
• Pin 3: Anodo Comune
• Pin 4: Catodo C
• Pin 5: Catodo DP (Punto Decimale)
• Pin 6: Catodo B
• Pin 7: Catodo A
• Pin 8: Anodo Comune
• Pin 9: Catodo F
• Pin 10: Catodo G

Il Pin 3 e il Pin 8 sono entrambi collegati internamente all'anodo comune. Questo design a doppio pin anodo aiuta nella distribuzione della corrente e nella gestione termica.

4.3 Schema di Saldatura Consigliato

La scheda tecnica fornisce due distinti design di land pattern (impronta) PCB: uno per il montaggio normale e uno per il montaggio inverso. Il pattern per il montaggio inverso include un ritaglio nel PCB. Utilizzare il pattern corretto è fondamentale per una corretta formazione del giunto di saldatura, stabilità meccanica e per ottenere l'effetto visivo desiderato (montaggio a filo per il reverse mount).

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Istruzioni per Saldatura SMT

Il dispositivo è destinato all'assemblaggio con tecnologia a montaggio superficiale (SMT). Le istruzioni critiche includono:

• Saldatura a Rifusione (Metodo Principale):Massimo due cicli di rifusione. È richiesto un periodo di raffreddamento a temperatura normale tra i cicli.
  • Preriscaldamento: 120–150°C
  • Tempo di Preriscaldamento: massimo 120 secondi
  • Temperatura di Picco: massimo 260°C
  • Tempo Sopra Liquido: massimo 5 secondi
• Saldatura Manuale (Saldatore):Dovrebbe essere limitata a riparazioni una tantum. La temperatura massima del saldatore è 300°C con un tempo massimo di saldatura di 3 secondi per giunto.

Superare questi profili termici o il numero di cicli può danneggiare il package in plastica o il die LED interno.

5.2 Sensibilità all'Umidità e Conservazione

I display SMD sono spediti in imballaggio a tenuta di umidità. Devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di Umidità Relativa (UR). Una volta aperta la busta sigillata, i componenti iniziano ad assorbire umidità dall'aria. Se i componenti non vengono utilizzati immediatamente e non sono conservati in un ambiente secco controllato (es. un armadio essiccatore), devono essere sottoposti a baking prima del processo di saldatura a rifusione per prevenire il "popcorning" o la rottura del package causata dalla rapida espansione del vapore durante il riscaldamento.

Condizioni di Baking (una sola volta):

• Componenti su Nastro: 60°C per ≥48 ore.
• Componenti alla Rinfusa: 100°C per ≥4 ore o 125°C per ≥2 ore.

6. Informazioni su Imballaggio e Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

Il dispositivo è fornito su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. La scheda tecnica dettaglia le dimensioni sia per la bobina di imballaggio che per il nastro portacomponenti.

• Dimensioni della Bobina:Fornite per le dimensioni standard delle bobine.
• Dimensioni del Nastro Portacomponenti:Vengono fornite specifiche separate per i dispositivi a montaggio normale e inverso, riflettendo il loro diverso orientamento nel nastro. Le specifiche chiave del nastro includono la tolleranza cumulativa del passo, i limiti di curvatura e la conformità agli standard EIA-481-C.
• Quantità:Una bobina standard da 13 pollici contiene 800 pezzi. La quantità minima d'ordine per i residui è di 200 pezzi.
• Nastro di Testa/Coda:La bobina include un nastro di testa (minimo 400 mm) e di coda (minimo 40 mm) per la gestione della macchina.

6.2 Etichettatura e Rintracciabilità

Il nastro portacomponenti include marcature per Numero di Parte, Codice Data e Codice Bin, fornendo piena rintracciabilità per scopi di produzione e controllo qualità.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

L'LTS-4817SKR-P è ideale per applicazioni che richiedono un display numerico a cifra singola luminoso e affidabile in formato SMD compatto. Usi comuni includono:

• Elettronica di consumo: bilance digitali, timer da cucina, display per apparecchi audio.
• Apparecchiature industriali: strumenti a pannello, indicatori di lettura, indicatori di stato dei sistemi di controllo.
• Aftermarket automobilistico: gruppi strumenti, computer di bordo.
• Dispositivi medici: monitor portatili dove basso consumo e alto contrasto sono fondamentali.
• Elettrodomestici: forni a microonde, lavatrici, termostati (specialmente con montaggio inverso per un aspetto elegante e integrato).

7.2 Considerazioni Critiche di Progettazione

• Limitazione della Corrente:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Una resistenza di limitazione in serie o un circuito driver a corrente costante è obbligatorio per ogni segmento o anodo comune per prevenire il superamento della corrente diretta continua massima, specialmente considerando la derating con la temperatura.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza per segmento sia bassa, il calore combinato di più segmenti in un design a più cifre o il funzionamento ad alte temperature ambiente deve essere considerato. Un'adeguata area di rame sul PCB e una ventilazione aiutano a mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri.
• Estetica del Montaggio Inverso:Quando si utilizza l'opzione di montaggio inverso, assicurarsi che il ritaglio nel PCB sia lavorato con precisione e che venga seguito il land pattern consigliato per ottenere un aspetto pulito e a filo con il pannello frontale.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato in questa scheda tecnica, i LED AlInGaP possono essere sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Dovrebbero essere osservate le normali precauzioni di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

L'LTS-4817SKR-P si differenzia attraverso diversi attributi chiave:

• Tecnologia del Materiale (AlInGaP):Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta e una migliore stabilità termica per i colori rosso e ambra, risultando in display più luminosi con un colore più consistente in funzione della temperatura e della durata.
• Capacità di Montaggio Inverso:Non tutti i display LED SMD sono progettati o caratterizzati per il montaggio inverso. Le tolleranze meccaniche specificate e l'impronta fornita per questo dispositivo lo rendono una scelta affidabile per questo approccio progettuale.
• Binning dell'Intensità:L'abbinamento garantito dell'intensità (rapporto 2:1) è una caratteristica critica per i display a più cifre, eliminando lo squilibrio di luminosità che può verificarsi con parti non binnate.
• Ampio Angolo di Visione & Alto Contrasto:La combinazione della tecnologia del chip, della faccia grigia e dei segmenti bianchi è progettata per fornire una leggibilità superiore da ampi angoli rispetto a display con diverse combinazioni di colori.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra "lunghezza d'onda di picco" e "lunghezza d'onda dominante"?
R1: La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la sua massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Per un LED rosso a spettro stretto come questo, sono vicine (639 nm vs. 631 nm), ma λ_dè più rilevante per la percezione del colore umana.

D2: Perché ci sono due pin anodo comune (3 e 8)?
R2: Avere due pin anodo aiuta a distribuire la corrente diretta totale (che è la somma di tutti i segmenti illuminati) su due tracce PCB e due giunti di saldatura. Ciò migliora la capacità di gestione della corrente, riduce il riscaldamento delle tracce e migliora l'affidabilità della connessione meccanica.

D3: Posso pilotare questo display direttamente con un pin di un microcontrollore?
R3: No. Un tipico pin GPIO di un microcontrollore non può erogare o assorbire corrente sufficiente (25 mA per segmento, potenzialmente oltre 175 mA per tutti i segmenti se viene visualizzata la cifra '8') e verrebbe danneggiato. È necessario utilizzare driver esterni (come array di transistor o IC driver LED dedicati) controllati dal microcontrollore.

D4: Cosa significa "derating lineare da 25°C" per la corrente diretta continua?
R4: Significa che la massima corrente continua sicura diminuisce all'aumentare della temperatura sopra i 25°C. Il fattore di derating è 0.28 mA/°C. Ad esempio, a 50°C ambiente, la corrente massima sarebbe: 25 mA - [0.28 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 25 mA - 7 mA = 18 mA per segmento.

D5: Il baking è sempre richiesto dopo l'apertura della busta?
R5: Il baking è richiestosolo sei componenti sono stati esposti all'umidità ambientale al di fuori delle condizioni di conservazione specificate (≤30°C/60% UR) per un periodo che consente l'assorbimento di umidità, e prima che vengano sottoposti a saldatura a rifusione. Se utilizzati immediatamente o conservati in un ambiente secco, il baking potrebbe non essere necessario. Consultare l'etichetta MSL (Livello di Sensibilità all'Umidità) sulla busta per i limiti di tempo di esposizione specifici.