LTD-4830CKR-P LEDディスプレイ データシート - 0.39インチ桁高 - スーパーレッド - 順電圧2.6V - 技術文書

1. 製品概要

本製品は、2桁7セグメントLEDディスプレイを搭載した表面実装デバイス（SMD）です。主な用途は、明確な視認性と信頼性が求められる電子機器における数値表示です。

1.1 主要特長とターゲット市場

このディスプレイは、0.39インチ（10.0 mm）の桁高を特徴とし、良好な視認性を提供します。GaAs基板上のAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術を採用し、スーパーレッド発光を実現しています。パッケージはグレーの面に白いセグメントを配し、コントラストを高めています。主な利点は、低消費電力、高輝度、広視野角、およびソリッドステートの信頼性です。光度で分類され、鉛フリー（RoHS）要件に準拠しています。典型的な用途は、省スペースのSMD部品が好まれる、民生電子機器、計器パネル、産業用制御インターフェースなどです。

1.2 デバイス識別

具体的な型番はLTD-4830CKR-Pです。この識別子は、コモンアノード構成で右側に小数点を持つことを示しています。スーパーレッドは、使用されているLEDチップの特定の色と材料技術を指します。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

これらのパラメータは、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界を定義します。セグメントあたりの最大許容損失は70 mWです。セグメントあたりのピーク順電流は90 mAですが、これはパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。セグメントあたりの連続順電流定格は25°Cで25 mAであり、デレーティング係数は0.28 mA/°Cです。これは、周囲温度が上昇するにつれて許容連続電流が減少することを意味します。デバイスの動作および保管温度範囲は-35°Cから+105°Cです。はんだごてによるはんだ付け条件は、300°Cで3秒間の1回限りのプロセスとして規定されています。

2.2 電気的・光学的特性

これらは25°Cで測定された代表的な動作パラメータです。光度（Iv）は電流に強く依存します：セグメントあたり、1 mAで典型的に501-1700 µcd、10 mAで22100 µcdです。ピーク発光波長（λp）は639 nm、主波長（λd）は631 nmであり、出力はスペクトルの赤色領域に位置します。スペクトル線半値幅（Δλ）は20 nmです。チップあたりの順方向電圧（Vf）は、テスト電流20 mAで典型的に2.6Vです。逆電流（Ir）は、逆電圧（Vr）5Vで最大100 µAですが、これはテスト条件であることに注意することが重要です。デバイスは連続的な逆バイアス動作用に設計されていません。セグメント間の光度マッチングは、均一な外観を確保するために、同様の駆動条件下で最大比率2:1で規定されています。セグメント間のクロストークは≤ 2.5%に制限されています。

2.3 ビニングシステムの説明

LEDの発光出力は製造上自然にばらつきます。エンドユーザーに一貫性を確保するため、デバイスは標準駆動電流1 mAで測定された光度に基づいてビンに分類されます。提供されるビンテーブルは、マイクロカンデラ（µcd）で定義された最小および最大強度範囲を持つ5つのカテゴリ（G, H, J, K, L）をリストしており、それぞれに+/-15%の許容差があります。例えば、ビンGは501-800 µcdをカバーし、ビンLは3401-5400 µcdをカバーします。これにより、設計者はアプリケーションの要件に適した輝度グレードを選択できます。

3. 性能曲線分析

データシートは代表的な特性曲線を参照しており、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。具体的なグラフは提供されたテキストでは詳細に説明されていませんが、そのような曲線には通常以下が含まれます：

• IV曲線（電流対電圧）：順電流と順電圧の関係を示します。これは非線形であり、電流制限回路を設計する上で重要です。
• 光度対順電流：光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示し、輝度と効率の最適化に役立ちます。
• 温度特性：順電圧と光度が周囲温度または接合温度とともにどのように変化するかを示し、熱管理の決定に情報を提供します。
• スペクトル分布：相対強度対波長のグラフで、ピーク波長と主波長、およびスペクトル幅を確認します。

設計者は、特定の動作環境における性能を正確に予測するために、完全なデータシートのグラフを参照する必要があります。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

デバイスは標準的なSMDパッケージで提供されます。すべての重要な寸法は、特に指定がない限り一般的な公差±0.25 mmでミリメートル単位で提供されます。図面には全長、全幅、全高、リード間隔、および小数点の位置が含まれます。追加の品質ノートは、セグメント上の異物（≤10 mil）、表面インキ汚染（≥20 mils）、セグメント内の気泡（≤10 mil）、反射板の曲がり（長さの≤1%）、プラスチックピンのバリ（最大0.1 mm）の制限を規定しています。

4.2 内部回路図とピン接続

内部回路図は、2桁のコモンアノード構成を示しています。各桁のアノードは共通であり、各セグメント（A-GおよびDP）は独自のカソードピンを持ちます。ピン接続テーブルは20ピンパッケージのマッピングを明確に示しています。例えば、ピン3と18は桁1のコモンアノードであり、ピン8と13は桁2用です。特定のセグメント（例：A1, B1, DP1）のカソードは他のピンに割り当てられています。この情報は、正しいPCBフットプリントを作成し、駆動回路を設計する上で極めて重要です。

4.3 推奨はんだパッドパターン

リフローはんだ付け時に信頼性の高いはんだ接合を確保するために、ランドパターン設計が提供されています。この推奨パターンに従うことは、トゥームストーニング、はんだ不足、またはブリッジを防ぐのに役立ちます。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 SMTはんだ付け指示

デバイスはリフローはんだ付け用に設計されています。推奨プロファイルは、最大120秒間の120-150°Cの予熱段階を含み、その後ピーク温度は260°Cを超えないようにします。リフロープロセスサイクルの総数は2回未満でなければなりません。2回目の工程が必要な場合、サイクル間でアセンブリを常温まで冷却する必要があります。手動修理の場合、はんだごてによるはんだ付けは1回のみに限定され、最高温度300°Cで3秒以内です。これらの制限は、プラスチックパッケージと内部ワイヤーボンドへの熱損傷を防ぐために設けられています。

5.2 湿気感受性と保管

SMDパッケージは湿気に敏感です。湿気バリアバッグに入れられ、湿気感受性レベル（MSL）3で出荷されます。これは、工場条件（≤30°C/60% RH）で保管された場合、バッグを開封してから168時間（1週間）以内に使用しなければならないことを意味します。この時間を超えて暴露された場合、または乾燥状態で保管されなかった場合、部品はリフロー前にベーキングして吸収した湿気を除去し、はんだ付け中のポップコーン現象による損傷を防ぐ必要があります。ベーキング条件は規定されています：リール上の場合は60°Cで≥48時間、バルクの場合は100°Cで≥4時間または125°Cで≥2時間です。

6. 包装および発注情報

6.1 包装仕様

デバイスは、13インチのエンボス加工キャリアテープに巻かれたリールで供給されます。各リールには550個が含まれます。残数ロットの最小包装数量は200個と規定されています。自動ピックアンドプレース装置との互換性を確保するために、包装リール、デバイスを保持するキャリアテープポケット、およびリーダー/トレーラーテープの詳細な寸法が提供されています。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 アプリケーション提案

このディスプレイは、オフィス機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器を対象としています。故障が安全性を危険にさらす可能性のある、例外的な信頼性が求められる用途（例：航空、医療システム）では、相談が必要です。駆動回路は、絶対最大定格に準拠するように設計されなければなりません。主な設計上の考慮事項は以下の通りです：

• 電流制御：LEDは電流駆動デバイスです。最大連続電流を超えないようにするため、定電流ドライバまたは適切な電流制限抵抗が必須です。これを超えると、光の著しい劣化や故障を引き起こします。
• 熱管理：推奨範囲を超える温度で動作すると、劣化が加速します。特に高電流で駆動する場合は、適切なPCBレイアウトと通気を確保してください。
• 電気的保護：LEDは逆方向降伏電圧が低いため、電源投入/遮断時の逆電圧および過渡電圧スパイクに対する保護を回路に組み込むべきです。
• ビン選択：最終アプリケーションで必要な輝度と視認条件に基づいて、適切な光度ビン（GからL）を選択してください。

7.2 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: どの駆動電流を使用すべきですか？

A: 電流は必要な輝度に依存します。Iv対If曲線を参照してください。代表的な動作点はセグメントあたり5-20 mAの間です。常に定電流源または（電源電圧 - 直列LEDの総Vf）/ 希望電流で計算された直列抵抗を使用してください。

Q: これらの桁をマルチプレックス（時分割駆動）できますか？

A: はい、コモンアノード構成はマルチプレックスに理想的です。各桁のコモンアノードを順次有効にし、その桁のカソードデータを提示することで、より少ないI/Oピンで複数の桁を制御できます。マルチプレックス動作時のピーク電流が絶対最大定格を超えないようにしてください。

Q: 2:1の光度マッチング比はどのように解釈すればよいですか？

A: これは、同一条件下で駆動された場合、単一デバイス内で最も暗いセグメントの輝度が最も明るいセグメントの半分以上になることを意味します。これにより視覚的な均一性が確保されます。

8. 動作原理と技術動向

8.1 動作原理

本デバイスは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいて動作します。ダイオードのしきい値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（AlInGaPエピタキシャル層）で再結合します。この再結合によりエネルギーが光子の形で放出され、光が生成されます。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギー、したがって発光の波長（色）を決定します。この場合は赤色です。桁の各セグメントは、パターンで接続されたこれらのLEDチップの別々のセットです。

8.2 技術的背景と動向

AlInGaP技術は、高効率の赤色、橙色、黄色LEDを製造するための成熟した技術です。従来の技術と比較して、より高い輝度と優れた温度安定性を提供します。このような表示部品のトレンドは、より高い画素密度（より小さなセグメントまたはドットマトリックス）、より低い消費電力、改善されたコントラスト比、および駆動電子回路の統合に向かっています。表面実装技術（SMT）は自動組立において依然として主流です。環境規制に準拠した鉛フリーおよびハロゲンフリー材料への移行も、標準的な業界慣行です。