LTS-4812CKR-PM LED 디스플레이 데이터시트 - 0.39인치 자릿수 높이 - 슈퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4812CKR-PM은 단일 자릿수 숫자 디스플레이로 설계된 표면 실장 장치(SMD)입니다. GaAs 기판 위에 성장된 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용하여 슈퍼 레드 색상 출력을 생성합니다. 이 디스플레이는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 하여 최적의 가독성을 위한 높은 대비를 제공합니다. 주로 소형, 신뢰성 높고 밝은 숫자 표시기가 필요한 소비자 가전, 산업 계측기 및 제어판에 적용됩니다.

1.1 주요 특징

• 자릿수 높이:0.39인치(10.0mm)로 선명하고 가시적인 문자 크기를 제공합니다.
• 세그먼트 균일성:모든 세그먼트에서 연속적이고 균일한 발광으로 일관된 외관을 보장합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항으로 배터리 구동 장치에 적합합니다.
• 광학 성능:높은 밝기와 높은 명암비로 다양한 조명 조건에서도 우수한 가시성을 보장합니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 다양한 각도에서 가독성을 제공합니다.
• 신뢰성:고체 구조로 긴 수명과 충격 및 진동에 대한 내성을 보장합니다.
• 빈닝:광도에 따라 분류되어 다중 자릿수 애플리케이션에서 일관된 밝기 매칭이 가능합니다.
• 환경 규정 준수:RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지입니다.

1.2 장치 구성

이 장치는 공통 애노드 디스플레이로 구성됩니다. 특정 부품 번호 LTS-4812CKR-PM은 오른쪽 소수점 구성을 나타냅니다. 공통 애노드 설계는 전류를 공급하는 마이크로컨트롤러 또는 드라이버 IC와 인터페이스할 때 회로 설계를 단순화합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 항상 이 한계 내에서 작동해야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상 증가함에 따라 0.28mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 솔더링 온도:착면 아래 1/16인치에서 측정 시, 260°C에서 3초간 인두 솔더링을 견딥니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

일반적인 성능은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정됩니다.

• 평균 광도(Iv):순방향 전류(IF) 1mA에서 최소 201µcd부터 일반적인 650µcd까지 범위입니다. 10mA에서는 일반적인 광도가 8250µcd입니다.
• 피크 발광 파장(λp):639nm으로, 슈퍼 레드 스펙트럼의 주요 색상점을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20nm으로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 주 파장(λd):631nm.
• 칩당 순방향 전압(VF):IF=20mA에서 일반적으로 2.6V, 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.0V입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(IR):역방향 전압(VR) 5V에서 최대 100µA. 참고: 이 조건은 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 연속 역방향 바이어스 작동을 위한 것이 아닙니다.
• 광도 매칭 비율:IF=1mA에서 유사한 발광 영역 내 세그먼트 간 최대 2:1로, 균일한 밝기를 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%로 지정되어 인접 세그먼트의 원치 않는 발광을 최소화합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTS-4812CKR-PM의 광도는 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈 코드(E, F, G, H, J)는 마이크로칸델라(µcd)로 측정된 특정 광도 범위에 해당합니다. 각 빈의 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 빈 E:201 - 320 µcd
• 빈 F:321 - 500 µcd
• 빈 G:501 - 800 µcd
• 빈 H:801 - 1300 µcd
• 빈 J:1301 - 2100 µcd

이 시스템을 통해 설계자는 다중 자릿수 디스플레이를 위해 밝기가 밀접하게 일치하는 부품을 선택하여 불균일한 조명을 방지할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선을 참조하지만, 기본 관계는 설계에 매우 중요합니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):AlInGaP 기술은 일반적으로 20mA에서 약 2.6V의 특징적인 순방향 전압을 나타냅니다. 설계자는 전압 강하를 고려하여 구동 회로가 충분한 전압을 제공할 수 있는지 확인해야 합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광도는 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 권장되는 10-20mA 범위에서 작동하면 최적의 밝기와 효율을 제공합니다.
• 온도 의존성:모든 LED와 마찬가지로, 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소합니다. 연속 전류의 감액(25°C 이상에서 0.28mA/°C)은 고온 환경에서의 열 관리에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:639nm 주변의 좁은 반폭(20nm)은 포화된 순수한 빨간색을 나타내며, 이는 일부 다른 LED 기술에 비해 전류나 온도 변화에 따른 색상 변화에 덜 민감합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 중요한 치수 정보에는 달리 명시되지 않는 한 ±0.25mm의 공차가 포함됩니다. 품질 관리 기준은 이물질, 잉크 오염, 세그먼트 내 기포, 반사판 굽힘 및 플라스틱 핀 버(최대 0.1mm)에 대해 정의됩니다.

5.2 핀 연결 및 회로도

디스플레이는 10핀 구성입니다. 내부 회로도는 모든 세그먼트에 대한 공통 애노드 연결을 보여줍니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 3과 핀 8은 공통 애노드입니다. 나머지 핀(1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10)은 각각 세그먼트 E, D, C, DP(소수점), B, A, F, G의 캐소드입니다. 핀 5는 특히 오른쪽 소수점(DP)을 위한 것입니다.

5.3 권장 솔더링 패턴

리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위한 랜드 패턴 설계가 제공되어 적절한 자체 정렬 및 열적, 전기적 연결을 촉진합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 SMT 솔더링 지침

이 장치는 최대 두 번의 리플로우 솔더링 사이클을 견딜 수 있도록 등급이 매겨져 있습니다. 첫 번째와 두 번째 사이클 사이에는 완전히 정상 온도로 냉각해야 합니다.

• 리플로우 솔더링 프로파일:
  • 예열: 120-150°C
  • 예열 시간: 최대 120초
  • 피크 온도: 최대 260°C
  • 액상선 이상 시간: 최대 5초
• 핸드 솔더링(인두):접합당 최대 3초 동안 최대 팁 온도 300°C.

6.2 습기 민감도 및 보관

SMD 패키지는 습기에 민감합니다. 장치는 건조제와 함께 방습 포장으로 배송됩니다. ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다. 밀봉된 백이 개봉되면 부품은 환경으로부터 습기를 흡수하기 시작합니다.

베이킹 요구 사항(노출된 경우):백 개봉 후 부품을 건조 캐비닛에 보관하지 않으면 솔더링 중 "팝콘 현상" 또는 내부 박리를 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹해야 합니다.

• 릴 상태: 60°C에서 ≥48시간.
• 벌크 상태: 100°C에서 ≥4시간 또는 125°C에서 ≥2시간.

중요:플라스틱 패키지의 열화를 피하기 위해 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

이 장치는 자동 픽 앤 플레이스 장비와 호환되는 릴에 감긴 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다.

• 릴 치수:부품 캐리어 및 전체 릴(예: 13인치 또는 22인치 릴) 모두에 대해 표준 릴 치수가 제공됩니다.
• 캐리어 테이프:블랙 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 주요 사양에는 캠버(250mm 이상 1mm 이내) 및 두께(0.40±0.05mm)가 포함됩니다.
• 포장 수량:
  • 13인치 릴당 부품: 800개.
  • 22인치 릴당 포장 길이: 44.5미터.
  • 잔여물 최소 주문 수량: 200개.
• 리더 및 트레일러 테이프:릴에는 기계 처리를 위한 리더(최소 400mm)와 트레일러(최소 40mm)가 포함됩니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 소비자 가전:디지털 시계, 전자레인지 디스플레이, 오디오 장치 판독값.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 지시기, 타이머 디스플레이.
• 자동차 애프터마켓:계기 및 보조 디스플레이(자동차 환경에 대한 추가 검증 필요).
• 의료 기기:비중요 모니터링 장비의 간단한 숫자 판독값.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:각 세그먼트에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 LED 드라이버 IC를 사용하십시오. 공급 전압(Vcc), LED 순방향 전압(Vf ~2.6V) 및 원하는 순방향 전류(예: 10-20mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 디스플레이의 경우 멀티플렉싱 구동 방식이 일반적입니다. 공통 애노드 설계는 이에 매우 적합합니다. 멀티플렉싱 작동 시 피크 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하고, 평균 전류가 연속 정격 내에 있도록 계산하십시오.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 특히 고주변 온도 애플리케이션 또는 더 높은 전류로 구동할 때 열을 방산하기에 충분한 PCB 레이아웃을 보장하십시오. 25°C 이상의 전류 감액 곡선을 따르십시오.
• ESD 보호:다른 모든 반도체 장치와 마찬가지로 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTS-4812CKR-PM은 슈퍼 레드 색상을 위해 AlInGaP 기술을 사용함으로써 차별화됩니다.

• 기존 GaAsP/GaP 레드 LED 대비:AlInGaP는 동일한 전류 수준에서 훨씬 더 높은 발광 효율과 밝기를 제공합니다. 또한 더 나은 온도 안정성과 더 긴 수명을 제공합니다.
• 고효율 레드 LED 대비:절대적으로 가장 높은 효율은 아니지만, 표준 숫자 디스플레이 애플리케이션에 대해 성능, 비용 및 신뢰성의 훌륭한 균형을 제공합니다.
• 주요 장점:0.39인치 자릿수 크기에서 높은 밝기, 우수한 대비(회색 전면/흰색 세그먼트), 넓은 시야각 및 신뢰할 수 있는 SMD 패키징의 조합은 많은 애플리케이션에 다용도 선택이 되게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 빈닝 시스템의 목적은 무엇입니까?

빈닝 시스템은 다른 생산 배치 간 및 다중 자릿수 디스플레이 내에서 밝기 균일성을 보장합니다. 빈 코드(예: 빈 G)를 지정함으로써, 1mA에서 모든 세그먼트의 광도가 501-800µcd 범위 내에 있음을 보장하여 한 자릿수가 다른 자릿수보다 더 밝거나 어둡게 보이는 것을 방지합니다.

10.2 전류 제한 저항 없이 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

No.LED는 전류 구동 장치입니다. 전압원에 직접 연결하면 전류가 통제 불가능하게 상승하여 최대 정격을 빠르게 초과하고 LED를 파괴할 수 있습니다. 직렬 저항 또는 정전류 드라이버는 필수입니다.

10.3 리플로우 사이클 수에 제한이 있는 이유는 무엇입니까?

플라스틱 패키지와 내부 재료는 습기를 흡수할 수 있습니다. 리플로우 중에 이 습기는 증기로 변하여 내부 균열 또는 박리("팝콘 현상")를 유발할 수 있습니다. 필요한 경우 적절한 베이킹과 함께 두 사이클 제한은 패키지 무결성이 안전 한계 내에 유지되도록 설정되었습니다.

10.4 "공통 애노드"가 내 회로 설계에 무엇을 의미합니까?

공통 애노드 디스플레이에서는 LED 세그먼트의 모든 애노드(양극 측)가 내부적으로 함께 연결됩니다. 세그먼트를 발광시키려면 공통 애노드 핀에 양의 전압을 인가하는 동안 해당 캐소드 핀을 낮은 전압(접지)에 연결합니다. 이는 전류를 싱크하는 드라이버 IC(많은 멀티플렉싱 드라이버와 같은)를 사용할 때 편리합니다.

11. 실용적인 설계 예시

시나리오:제한된 I/O 핀을 가진 5V 마이크로컨트롤러로 구동되는 LTS-4812CKR-PM을 사용하여 4자릿수 시계 디스플레이 설계.

해결책:전용 LED 드라이버 IC(예: MAX7219 또는 유사한 멀티플렉싱 시프트 레지스터)를 사용한 멀티플렉싱 방식을 사용합니다.

1. 연결:네 개의 공통 애노드 핀(각 자릿수의 핀 3 & 8을 함께 묶음)을 전류 소스로 구성된 네 개의 별도 드라이버 출력에 연결합니다.
2. 세그먼트 라인:네 자릿수에 걸쳐 모든 해당 세그먼트 캐소드(A, B, C, D, E, F, G, DP)를 병렬로 드라이버의 세그먼트 싱크 출력에 연결합니다.
3. 전류 설정:드라이버의 정전류를 세그먼트당 15mA와 같은 값으로 설정합니다. 이는 연속 정격 내에 있으며 좋은 밝기를 제공합니다.
4. 멀티플렉싱:드라이버는 각 자릿수를 하나씩 빠르게 순환하며 점등합니다. 시각 잔상으로 인해 네 자릿수가 모두 동시에 켜져 있는 것처럼 보입니다. 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 리프레시 레이트가 충분히 높은지(일반적으로 >100Hz) 확인하십시오.
5. 저항:정전류 드라이버는 각 세그먼트에 개별 직렬 저항이 필요 없게 합니다.

이 접근 방식은 마이크로컨트롤러 I/O 사용을 최소화하면서 안정적이고 균일한 조명을 제공합니다.

12. 작동 원리

LTS-4812CKR-PM은 발광 다이오드(LED) 디스플레이입니다. 각 세그먼트는 하나 이상의 AlInGaP 반도체 칩으로 구성됩니다. 순방향 바이어스 전압(칩의 순방향 전압 ~2.6V 초과)이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 층의 특정 구성은 방출되는 빛의 파장을 결정하며, 이 경우 슈퍼 레드 스펙트럼(~639nm 피크)입니다. 회색 전면과 흰색 세그먼트는 각각 확산기와 반사판 역할을 하여 빛 출력을 인식 가능한 숫자 문자로 형성합니다.

13. 기술 동향

빨간색/주황색/노란색 LED에 AlInGaP 사용은 높은 효율과 신뢰성을 제공하는 성숙하고 안정적인 기술을 나타냅니다. 디스플레이 기술의 현재 동향은 다음과 같은 데 초점을 맞추고 있습니다:

• 소형화:더 높은 해상도 디스플레이를 위한 더 작은 자릿수 높이와 픽셀 피치.
• 효율 증가:와트당 더 높은 루멘(lm/W)을 달성하여 전력 소비를 줄이기 위한 지속적인 재료 과학 개선.
• 통합:LED 어레이, 드라이버 회로 및 때로는 마이크로컨트롤러를 단일 스마트 디스플레이 모듈로 결합.
• 유연한 기판:새로운 폼 팩터를 위한 유연 회로 기판의 LED 연구, 이는 기존 세그먼트 디스플레이보다는 새로운 OLED 및 마이크로 LED 기술과 더 관련이 있습니다.

표준적이고 비용 효율적인 단일 자릿수 숫자 디스플레이의 경우, LTS-4812CKR-PM과 같은 AlInGaP 기반 SMD 구성 요소는 여전히 주류이자 신뢰할 수 있는 솔루션입니다.