Scheda Tecnica Display a LED LTD-3812SW-P - Altezza Cifra 0.3 Pollici - Colore Bianco - Corrente Diretta 5mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTD-3812SW-P è un dispositivo a montaggio superficiale (SMD) progettato come display numerico a doppia cifra. La sua funzione principale è fornire indicazioni numeriche chiare e ad alta visibilità nelle apparecchiature elettroniche. La tecnologia di base si fonda su chip LED bianchi InGaN (Indio Gallio Nitruro) montati su substrato di zaffiro. Questa combinazione produce un display con facciata nera e segmenti bianchi, offrendo un eccellente contrasto per una facile leggibilità.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il display è progettato per prestazioni e affidabilità nell'elettronica moderna. Il suo insieme di caratteristiche risponde alle esigenze comuni delle applicazioni di indicatori e display.

• Dimensione della Cifra:Presenta un'altezza del carattere di 0.3 pollici (7.62 mm), rendendolo adatto per applicazioni dove lo spazio è limitato ma la leggibilità è cruciale.
• Qualità Ottica:Offre segmenti continui e uniformi per un aspetto visivo omogeneo, alta luminosità e un ampio angolo di visione.
• Richiede una bassa potenza per funzionare ed è costruito con l'affidabilità dello stato solido, garantendo una lunga durata di servizio.
• Standardizzazione:I dispositivi sono categorizzati (binning) per intensità luminosa e cromaticità, consentendo prestazioni uniformi nella produzione in serie.
• Conformità Ambientale:Il package è privo di piombo e conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

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

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è raccomandato operare a o vicino a questi limiti per prestazioni affidabili.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:Massimo 35 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:10 mA a 25°C. Questo valore si riduce linearmente di 0.11 mA/°C all'aumentare della temperatura ambiente (Ta) sopra i 25°C.
• Intervalli di Temperatura:L'intervallo di temperatura di funzionamento e conservazione è -35°C a +105°C.
• Tolleranza alla Saldatura:Il dispositivo può resistere alla saldatura a stagno a 260°C per 3 secondi, con la punta del saldatore posizionata almeno 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri prestazionali tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 5 mA, che è la condizione di test standard.

• Intensità Luminosa (IV):Varia da un minimo di 71 mcd a un massimo di 165 mcd per chip. L'intensità è misurata utilizzando una combinazione sensore-filtro che approssima la curva di risposta fotopica (CIE) dell'occhio.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):Definite sul diagramma di cromaticità CIE 1931. I valori tipici forniti sono x=0.294 e y=0.286, indicanti un punto bianco.
• Tensione Diretta (VF):Per chip, tipicamente tra 2.7V e 3.2V a 5mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 100 µA a una tensione inversa (VR) di 5V. Questo parametro è solo per scopi di test; il LED non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa continua.
• Accoppiamento dell'Intensità Luminosa:Il rapporto di intensità tra segmenti in un'area illuminata simile è 2:1 o migliore, garantendo un aspetto uniforme.
• Diafonia (Cross Talk):Specificato ≤ 2.5%, minimizzando l'illuminazione indesiderata dei segmenti adiacenti spenti.

2.3 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Come la maggior parte dei dispositivi a semiconduttore, questi LED sono suscettibili a danni da scariche elettrostatiche. La scheda tecnica raccomanda vivamente le pratiche standard di prevenzione ESD: utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra, assicurarsi che tutte le postazioni di lavoro e le attrezzature siano correttamente messe a terra e impiegare ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche che possono accumularsi sul package plastico durante la manipolazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire uniformità, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con caratteristiche strettamente raggruppate per la loro applicazione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (VF)

I LED sono categorizzati in bin (da 3 a 7) in base alla loro caduta di tensione diretta a 5mA. Ogni bin ha un intervallo di 0.1V (es., Bin 3: 2.70V-2.80V, Bin 4: 2.80V-2.90V), con una tolleranza di ±0.1V all'interno di ciascun bin. Questo aiuta nella progettazione di circuiti di pilotaggio a corrente stabile.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (IV)

L'emissione luminosa è classificata in bin utilizzando codici come Q11, Q12, R11, ecc. Ogni bin definisce un intervallo specifico di output in millicandela (mcd) a 5mA (es., Q11: 71.0-81.0 mcd, R21: 146.0-165.0 mcd). La tolleranza per l'intensità luminosa all'interno di un bin è ±15%.

3.3 Binning della Tonalità (Cromaticità)

Il colore della luce bianca è controllato con precisione attraverso bin di tonalità (S1-2, S2-2, S3-1, ecc.). Ogni bin è definito da un'area quadrilatera sul diagramma di cromaticità CIE 1931, specificando l'intervallo ammissibile delle coordinate x e y. La tolleranza per le coordinate di cromaticità (x, y) all'interno di un bin è ±0.01. Un diagramma nella scheda tecnica mappa visivamente questi bin.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo si conforma a un'impronta SMD specifica. Tutte le dimensioni critiche sono fornite in millimetri, con una tolleranza generale di ±0.25 mm salvo diversa specificazione. La scheda tecnica include anche note sui difetti estetici accettabili, come limiti su materiale estraneo, contaminazione da inchiostro, bolle all'interno dei segmenti, piegatura del riflettore e sbavature sui pin di plastica.

4.2 Configurazione dei Pin e Schema Circuitale

Il LTD-3812SW-P è un display ad anodo comune. Lo schema circuitale interno mostra l'interconnessione dei segmenti LED per tre cifre (sebbene il dispositivo sia un display a doppia cifra, il pinout suggerisce un progetto compatibile con un'impronta a tripla cifra). La tabella di connessione dei pin elenca chiaramente la funzione di ciascuno dei 10 pin: ad esempio, il Pin 1 è l'anodo comune per la Cifra 1, il Pin 2 è il catodo per i segmenti D2 & D3, e così via. Il Pin 10 è indicato come "Nessuna Connessione".

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Istruzioni per Saldatura SMT

Il dispositivo è destinato a processi di saldatura a rifusione. I parametri critici sono specificati per prevenire danni termici.

• Limite del Processo di Rifusione:Il dispositivo può resistere a un massimo di due cicli di saldatura a rifusione. L'assemblaggio deve essere lasciato raffreddare a temperatura normale tra il primo e il secondo ciclo.
• Profilo di Rifusione:La temperatura di pre-riscaldamento raccomandata è 120-150°C per un massimo di 120 secondi. La temperatura di picco durante la rifusione non deve superare i 260°C.
• Saldatura Manuale:Se si utilizza un saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi.

5.2 Schema di Saldatura Raccomandato

Viene fornito un disegno dell'impronta (land pattern) per guidare il layout del PCB. Questo include la geometria consigliata dei pad e un'area di taglio, cruciale per la corretta formazione del giunto di saldatura e per prevenire ponticelli di stagno.

6. Specifiche di Imballaggio

I componenti sono forniti in confezione nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato. Sono fornite le dimensioni dettagliate per la bobina e il nastro portante, inclusi diametro della bobina, larghezza del nastro, spaziatura delle tasche e lunghezze del leader/trailer. Un diagramma indica la direzione per tirare il nastro durante la configurazione dell'alimentatore.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Il LTD-3812SW-P è ideale per applicazioni che richiedono display numerici compatti e affidabili. Ciò include elettronica di consumo (es., forni a microonde, condizionatori d'aria, apparecchi audio), strumentazione industriale (quadri di misura, indicatori di controllo), display interni automobilistici (dove vengono mostrate temperatura e altri stati) e interfacce di dispositivi medici.

7.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre un driver a corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun anodo comune o catodo di segmento. Il progetto deve rispettare il valore massimo assoluto di corrente continua e implementare una corretta derating con la temperatura.
• Multiplexing:Essendo un display ad anodo comune con catodi di segmento separati, è ben adatto per circuiti di pilotaggio multiplexati, che riducono il numero di pin I/O del microcontrollore richiesti.
• Protezione ESD:Incorpora diodi di protezione ESD sulle linee PCB collegate ai pin del display, specialmente se il display è accessibile all'utente.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un adeguato rilievo termico, specialmente se si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambientali.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi GaAsP o i display fluorescenti a vuoto (VFD), il LED bianco basato su InGaN offre luminosità superiore, angoli di visione più ampi, consumo energetico inferiore e durata di vita più lunga. All'interno della sua categoria, i principali fattori di differenziazione del LTD-3812SW-P sono la specifica altezza della cifra di 0.3 pollici, il preciso binning per intensità e colore, la sua costruzione conforme RoHS e le specifiche dettagliate per la compatibilità con l'assemblaggio SMT.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della curva di derating per la corrente diretta?

R: La curva di derating (0.11 mA/°C sopra i 25°C) è fondamentale per l'affidabilità. All'aumentare della temperatura di giunzione del LED, la sua capacità di dissipare calore diminuisce. Ridurre la corrente (derating) previene la fuga termica e assicura che la temperatura di giunzione rimanga entro limiti sicuri, preservando l'output luminoso e la durata.

D: Perché esistono bin per la cromaticità?

R: Il processo di produzione per i LED bianchi coinvolge la conversione del fosforo, che può portare a lievi variazioni nella tonalità esatta del bianco. Il binning raggruppa LED con coordinate di colore quasi identiche. Ciò è essenziale nelle applicazioni multi-cifra o multi-dispositivo per evitare fastidiose discordanze di colore visive tra display o segmenti adiacenti.

D: Posso pilotare questo display direttamente con un pin di un microcontrollore a 3.3V?

R: No. La tensione diretta (VF) dei chip LED è tipicamente 2.7-3.2V. Collegare un'alimentazione a 3.3V direttamente a un anodo (attraverso una resistenza) potrebbe accendere il LED in modo inefficiente o per niente, a seconda della VF effettiva. È necessario un circuito di pilotaggio adeguato per fornire tensione sufficiente e regolare la corrente.

10. Principi Operativi

Il dispositivo opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo (anodo positivo rispetto al catodo), elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva (pozzi quantici InGaN), rilasciando energia sotto forma di fotoni. La luce primaria dal chip InGaN è nello spettro blu. Un rivestimento di fosforo sul chip assorbe una porzione di questa luce blu e la riemette come luce gialla. La miscela della luce blu residua e della luce gialla convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca.