LTS-2806SKG-P LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 디지트 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-2806SKG-P는 컴팩트한 폼 팩터에서 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 디지트 표면 실장 장치(SMD) LED 디스플레이입니다. 0.28인치(7.0mm)의 디지트 높이를 특징으로 하여 공간이 제한된 다양한 전자 장치에 통합하기에 적합합니다. 이 디스플레이는 발광 세그먼트에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용하여 독특한 녹색 색상 출력을 제공합니다. 패키지는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트로 특징지어져 대비와 가독성을 향상시킵니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되며 무연 및 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 현대 전자 제조에 적합합니다.

1.1 주요 특징

• 디지트 크기:0.28인치(7.0mm) 문자 높이.
• 기술:녹색 발광을 위해 불투명 GaAs 기판 위에 AlInGaP LED 칩을 사용합니다.
• 균일성:연속적이고 균일한 세그먼트 조명.
• 전력 효율:에너지 민감 애플리케이션을 위한 낮은 전력 요구 사항.
• 광학 성능:우수한 문자 외관, 높은 밝기 및 높은 대비비.
• 시야각:다양한 위치에서 가시성을 위한 넓은 시야각.
• 신뢰성:고체 구조로 긴 작동 수명을 보장합니다.
• 품질 관리:장치는 광도에 따라 분류(빈닝)됩니다.
• 환경 규정 준수:RoHS 표준을 준수하는 무연 패키지.

1.2 장치 식별

부품 번호LTS-2806SKG-P는 이 특정 모델을 식별합니다. 이는 공통 애노드 구성의 AlInGaP 녹색 LED 디스플레이입니다.

2. 기술 매개변수: 심층 객관적 해석

이 섹션은 LTS-2806SKG-P 디스플레이의 성능 한계와 작동 조건을 정의하는 전기 및 광학 사양에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 등급

이 등급은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 작동은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 설계에서 피해야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 열 손상을 일으키지 않고 단일 LED 세그먼트가 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA. 이 전류는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 등급은 25°C 이상에서 0.28 mA/°C의 디레이팅 계수로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - (0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 25 mA - 16.8 mA = 8.2 mA.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 장치는 이 전체 범위 내에서 저장 및 작동될 수 있습니다.
• 솔더링 온도:패키지는 260°C에서 3초 동안 아이언 솔더링을 견딜 수 있으며, 시팅 평면 아래 1/16인치(≈1.6mm)에서 측정됩니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 지정된 테스트 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일반적인 성능 매개변수입니다. 회로 설계 및 성능 기대치에 사용됩니다.

• 평균 광도(I_V):이는 밝기의 주요 측정 기준입니다.
  • 최소: 201 µcd, 일반: I_F= 2 mA에서 501 µcd.
  • 일반: I_F= 20 mA에서 5210 µcd. 이는 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 보여줍니다; 이 범위에서 전류가 10배 증가하면 강도가 약 10배 증가합니다.
  • 정확성을 위해 CIE 눈 반응 곡선에 따라 측정됩니다.
• 파장 특성:
  • 피크 방출 파장(λ_p):574 nm(일반). 이는 방출된 광 전력이 가장 큰 파장입니다.
  • 주 파장(λ_d):571 nm(일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상(녹색)을 정의합니다.
  • 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm(일반). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다; 값이 작을수록 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 칩당 순방향 전압(V_F):2.6 V(일반), I_F= 20 mA에서 최대 2.6 V. 설계자는 구동 회로가 이 전압을 제공할 수 있도록 해야 합니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R= 5V에서 100 µA(최대). 이 매개변수는 테스트 목적으로만 사용됩니다; 연속 역방향 전압을 인가하는 것은 권장되지 않습니다.
• 광도 매칭 비율:2:1(최대). 이는 단일 장치 내 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변동을 지정하여 시각적 균일성을 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%. 이는 인접 세그먼트가 켜져 있을 때 비활성화된 세그먼트에서 의도하지 않게 방출되는 최대 광량을 정의합니다.

2.3 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류된다"고 명시합니다. 이는 제조된 유닛이 표준 테스트 전류(아마도 2 mA 또는 20 mA)에서 측정된 광 출력에 따라 정렬(빈닝)되는 과정을 의미합니다. 설계자는 제품의 여러 디스플레이에서 일관된 밝기를 보장하기 위해 빈을 선택할 수 있습니다. 특정 빈 코드 또는 강도 범위는 이 문서에 자세히 설명되어 있지 않지만 일반적으로 제조업체로부터 조달 시 이용 가능합니다.

3. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 여기서는 표준 LED 동작과 제공된 매개변수를 기반으로 그 일반적인 의미를 분석합니다.

3.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

20mA에서 V_F의 일반적인 값인 2.05V ~ 2.6V는 다이오드의 턴온 특성을 나타냅니다. 곡선은 턴온 전압(~1.8-2.0V for AlInGaP) 이후에 전류가 지수적으로 상승하다가 더 높은 전류에서 더 선형적으로 변하는 것을 보여줄 것입니다. 안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압 구동기보다 정전류 구동기를 권장합니다.

3.2 광도 대 순방향 전류(I-L 곡선)

데이터 포인트(2mA -> 501 µcd, 20mA -> 5210 µcd)는 이 작동 범위에서 전류와 광 출력 사이에 크게 선형적인 관계가 있음을 시사합니다. 그러나 효율(단위 전력당 광 출력)은 일반적으로 매우 높은 전류에서 열 증가로 인해 감소합니다. 온도에 따른 연속 전류의 디레이팅은 이 효율과 장치 수명을 보존하는 것과 직접적으로 관련이 있습니다.

3.3 스펙트럼 분포

주 파장 571 nm 및 반폭 15 nm를 가진 방출광은 상대적으로 순수한 녹색입니다. 574 nm의 피크는 약간 더 높으며, 이는 일반적입니다. 이 스펙트럼 정보는 색상 일관성이나 특정 파장 상호작용이 중요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수

장치는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수 사항은 다음과 같습니다:

• 다르게 지정되지 않는 한 모든 치수는 일반 공차 ±0.25 mm의 밀리미터 단위입니다.
• 디스플레이 얼굴에 대해 특정 품질 관리가 정의됩니다: 세그먼트의 이물질 ≤ 10 mils, 잉크 오염 ≤ 20 mils, 세그먼트 내 기포 ≤ 10 mils, 반사판 굽힘 ≤ 길이의 1%.
• 플라스틱 핀의 버는 0.1 mm를 초과해서는 안 됩니다.

PCB 랜드 패턴 설계를 위한 상세한 치수 도면이 원본 데이터시트에 제공됩니다.

4.2 내부 회로도 및 핀 연결

디스플레이는공통 애노드구성을 가지고 있습니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드(양극 단자)가 내부적으로 공통 핀(핀 4 및 핀 9)에 연결되어 있음을 의미합니다. 각 세그먼트 캐소드(음극 단자)는 자체 전용 핀을 가지고 있습니다. 세그먼트를 켜려면 해당 캐소드 핀을 로우(접지 또는 전류 싱크에 연결)로 구동해야 하며, 공통 애노드는 하이(전류 제한 저항을 통해 양극 공급에 연결)로 유지해야 합니다.

핀아웃 정의:

1: 연결 없음(N/C)

2: 캐소드 D

3: 캐소드 E

4: 공통 애노드

5: 캐소드 C

6: 캐소드 DP(소수점)

7: 캐소드 B

8: 캐소드 A

9: 공통 애노드

10: 캐소드 F

11: 연결 없음(N/C)

12: 캐소드 G

이중 공통 애노드 핀(4 & 9)은 내부적으로 연결되어 있을 가능성이 높으며 PCB 배선에 유연성을 제공하고 잠재적으로 더 나은 전류 분배를 제공합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 SMT 솔더링 지침

장치는 리플로우 솔더링 공정을 위해 설계되었습니다. 중요한 지침은 다음과 같습니다:

• 최대 리플로우 사이클:장치는 최대 두 번의 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있습니다. 첫 번째와 두 번째 사이클 사이에는 주변 온도로 완전히 냉각해야 합니다.
• 권장 리플로우 프로파일:
  • 예열: 120–150°C.
  • 예열 시간: 최대 120초.
  • 피크 온도: 최대 260°C.
  • 액상선 이상 시간: 최대 5초.
• 핸드 솔더링(아이언):필요한 경우, 아이언 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다.

이 프로파일을 준수하면 LED 칩, 플라스틱 하우징 및 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지할 수 있습니다.

5.2 권장 솔더링 패턴

신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성과 기계적 안정성을 보장하기 위해 랜드 패턴(풋프린트) 권장 사항이 제공됩니다. 이 패턴은 적절한 솔더 필렛을 달성하고 브리징을 피하기 위해 장치의 단자에 대한 패드 크기, 모양 및 간격을 고려합니다.

5.3 습기 민감도 및 저장

SMD 디스플레이는 방습 포장(습기 제거제 및 습도 표시 카드 포함 가능)으로 배송됩니다.

• 저장 조건:개봉되지 않은 백은 ≤ 30°C 및 ≤ 60% 상대 습도(RH)에서 저장해야 합니다.
• 노출:밀봉된 백이 개봉되면 장치는 환경으로부터 습기를 흡수하기 시작합니다.
• 베이킹 요구 사항:지정된 플로어 라이프(명시되지 않았지만 일반적으로 레벨 3 장치의 경우 168시간)를 초과하여 주변 조건에 노출된 경우, 부품은 리플로우 전에 흡수된 습기를 제거하기 위해 반드시 베이킹해야 합니다. 이를 수행하지 않으면 고온 리플로우 공정 중에 "팝콘 현상" 또는 내부 박리가 발생할 수 있습니다.
• 베이킹 매개변수(한 번만):
  • 릴에 있는 부품의 경우: 60°C에서 ≥ 48시간.
  • 벌크 상태의 부품의 경우: 100°C에서 ≥ 4시간 또는 125°C에서 ≥ 2시간.

6. 포장 및 주문 정보

6.1 포장 사양

장치는 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 테이프 앤 릴로 공급됩니다.

• 릴 유형:표준 13인치(330 mm) 직경 릴.
• 릴당 수량:1000개.
• 포장 길이:22인치 릴당 38.5미터의 캐리어 테이프(테이프 길이를 참조하는 것으로 보이며, 더 큰 마스터 릴용일 수 있음).
• 최소 주문 수량(MOQ):잔여 수량의 경우 최소 포장은 250개입니다.
• 캐리어 테이프:블랙 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481 표준을 준수합니다. 테이프는 250mm에 걸쳐 캠버 한계 1 mm 및 두께 0.40 ± 0.05 mm를 가집니다.
• 리더 및 트레일러:테이프에는 기계 공급을 위한 리더(≥ 400 mm) 및 트레일러(≥ 40 mm)가 포함되어 있으며, 부품 끝과 트레일러 시작 사이에 최소 40 mm 간격이 있습니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 소비자 가전:가전제품, 오디오 장비, 멀티탭 또는 충전기의 디지털 판독값.
• 계측기:패널 미터, 테스트 장비 디스플레이 또는 제어 시스템 인터페이스.
• 산업 제어:상태 표시기, 카운터 디스플레이 또는 기계의 매개변수 판독값.
• 자동차 애프터마켓:보조 게이지 또는 맞춤형 전자 모듈용 디스플레이(확장된 온도 요구 사항 고려).

7.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:각 공통 애노드 연결에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산됩니다. 5V 공급 및 V_F~2.4V에서 목표 I_F10 mA의 경우: R = (5 - 2.4) / 0.01 = 260 Ω. 다음 표준 값(270 Ω)을 사용하십시오.
• 멀티플렉싱:다중 디지트 디스플레이의 경우, 다른 디지트의 공통 애노드를 고주파로 순차적으로 구동하는 동안 캐소드(세그먼트)는 활성 디지트에 대한 패턴으로 구동되는 멀티플렉싱 방식을 사용할 수 있습니다. 이는 필요한 I/O 핀 수를 크게 줄입니다.
• 열 관리:상승된 주변 온도에 대한 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오. 최대 온도 또는 전류 한계 근처에서 작동하는 경우 충분한 PCB 구리 또는 환기를 보장하십시오.
• ESD 보호:명시적으로 언급되지는 않았지만, 조립 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 처리 주의 사항을 준수해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 단일 디지트 SMD 디스플레이와 비교하여 LTS-2806SKG-P의 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:

• 재료 기술:AlInGaP 칩의 사용은 GaP와 같은 오래된 기술에 비해 녹색 발광에 대해 더 높은 효율과 잠재적으로 더 나은 온도 안정성을 제공합니다.
• 밝기:20 mA에서 일반적인 강도 5000 µcd 이상은 0.28인치 디스플레이에 대해 상당히 밝으며, 조명이 밝은 환경에 적합합니다.
• 대비:회색 얼굴/흰색 세그먼트 디자인은 높은 대비를 위해 최적화되어 가독성을 향상시킵니다.
• 패키지:무연, RoHS 준수 SMD 패키지는 현대 환경 규정 및 자동화 조립 라인과 일치합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

9.1 피크 파장과 주 파장의 차이점은 무엇입니까?

피크 파장(λ_p=574 nm)은 방출된 광 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장(λ_d=571 nm)은 인간의 눈이 동일한 색상으로 인지할 단일 파장입니다. 이들은 종종 약간 다릅니다. 색상 매칭에 관심이 있는 설계자는 주 파장을 참조해야 합니다.

9.2 3.3V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

아니요. 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 2.05-2.6V입니다. 3.3V가 이보다 높지만 전류 제한 저항을 포함해야 합니다. 또한 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀은 일반적으로 직접 구동에 충분한 전류(세그먼트당 최대 25 mA 연속)를 공급하거나 싱크할 수 없습니다. 트랜지스터 또는 전용 LED 드라이버 IC를 사용하십시오.

9.3 왜 두 개의 공통 애노드 핀이 있습니까?

내부적으로 공통 애노드에 연결된 두 개의 핀(4 및 9)을 가지면 더 유연한 PCB 레이아웃이 가능하고 디스플레이 전체에 전류를 더 균등하게 분배하는 데 도움이 되며 한 솔더 조인트에 결함이 있는 경우 중복성을 제공합니다.

9.4 "2:1" 광도 매칭 비율을 어떻게 해석합니까?

이는 동일한 조건(I_F=2mA)에서 구동될 때 단일 장치 내에서 가장 밝은 세그먼트가 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 표시된 숫자의 시각적 균일성을 보장합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례 연구

시나리오:프로토타입 장치를 위한 간단한 디지털 온도 판독값 설계. 마이크로컨트롤러는 제한된 I/O 핀을 가지고 있습니다.

구현:유사한 디스플레이의 3디지트 버전(또는 세 개의 LTS-2806SKG-P 유닛)을 사용합니다. 세 디지트에 걸쳐 모든 해당 세그먼트 캐소드(A, B, C, D, E, F, G, DP)를 함께 연결하고 8개의 마이크로컨트롤러 핀을 사용합니다. 각 디지트의 공통 애노드를 작은 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)를 통해 별도의 마이크로컨트롤러 핀에 연결하여 더 높은 누적 세그먼트 전류를 처리합니다. 마이크로컨트롤러 펌웨어는 각 디지트의 애노드 트랜지스터를 한 번에 하나씩 활성화하면서 해당 디지트에 대한 세그먼트 패턴을 출력하는 것을 빠르게 순환(멀티플렉싱)합니다. 100 Hz 이상의 새로 고침 빈도는 가시적인 깜박임을 방지합니다. 전류 제한 저항은 공통 애노드 라인(트랜지스터 전)에 배치됩니다. 이 접근 방식은 직접 구동에 필요한 8*3=24핀 대신 8+3=11개의 I/O 핀만으로 3디지트를 제어합니다.

11. 원리 소개

LTS-2806SKG-P는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. 다이오드의 턴온 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 n형 AlInGaP 층의 전자가 p형 층의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 사건은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우 녹색(~571 nm). 불투명한 GaAs 기판은 빛을 외부로 반사하는 데 도움이 되어 효율성을 향상시킵니다. 디지트의 각 세그먼트는 패키지 내에서 병렬 또는 직렬로 연결된 하나 이상의 이러한 작은 LED 칩으로 형성됩니다.

12. 개발 동향

LTS-2806SKG-P와 같은 SMD LED 디스플레이의 진화는 광전자의 광범위한 동향을 따릅니다:

• 효율성 증가:지속적인 재료 과학 연구는 와트당 루멘(효율)을 개선하여 동일한 밝기에 대한 전력 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 소형화:0.28인치는 표준이지만, 초소형 장치에서 더 작은 디지트 높이에 대한 수요가 있어 패키징 및 칩 기술 한계를 밀어붙이고 있습니다.
• 향상된 색 영역 및 옵션:인광체 및 직접 반도체 재료(예: 청록색용 InGaN)의 발전은 유사한 폼 팩터에서 더 밝고 더 포화된 색상 또는 새로운 색상 옵션을 제공할 수 있습니다.
• 통합:미래 장치는 LED 드라이버 IC 또는 논리(예: BCD-to-7-segment 디코더)를 직접 디스플레이 패키지에 통합하여 시스템 설계를 단순화할 수 있습니다.
• 향상된 열 성능:열을 더 잘 소산하기 위한 새로운 패키지 재료 및 설계로 더 높은 구동 전류와 밝기 또는 높은 주변 온도에서 개선된 수명을 허용합니다.

이러한 동향은 점점 더 까다로운 애플리케이션에서 더 높은 성능, 더 큰 설계 유연성 및 증가된 신뢰성을 제공하는 데 초점을 맞추고 있습니다.