LTS-2807SKG-P LED 디스플레이 데이터시트 - 0.2인치 자릿수 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.4V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-2807SKG-P는 현대적인 표면 실장 응용을 위해 설계된 소형 고성능 단일 자릿수 숫자 디스플레이입니다. 0.2인치(5.08 mm)의 자릿수 높이를 특징으로 하여 공간이 제한적이지만 가독성이 필수적인 장치에 적합합니다. 이 디스플레이는 밝은 녹색 빛을 생성하기 위해 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용합니다. 이 물질 시스템은 불투명한 GaAs 기판 위에서 성장되어 내부 광 산란 및 반사를 최소화함으로써 높은 대비를 제공합니다. 장치는 회색 전면과 흰색 세그먼트로 독특한 외관을 가지며 문자 정의를 향상시킵니다. 발광 강도에 따라 분류되며, 전자 부품에 대한 글로벌 환경 표준인 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 높은 가독성을 갖춘 소형 크기:0.2인치 자릿수 높이는 최소한의 공간에서 명확한 숫자 표시를 제공하여 소비자 가전, 계측기 및 제어판에 이상적입니다.
• 우수한 광학적 성능:AlInGaP 칩 기술은 높은 밝기와 탁월한 대비를 제공합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트는 간격이나 어두운 부분 없이 일관되고 만족스러운 문자 외관을 보장합니다.
• 에너지 효율성:낮은 전력 요구 사항으로 설계되어 배터리 구동 또는 에너지 절약형 응용에 적합합니다.
• 넓은 시야각:디스플레이는 넓은 시야각을 제공하여 다양한 각도에서 숫자 표시가 계속 보이도록 하며, 이는 사용자 인터페이스에 매우 중요합니다.
• 높은 신뢰성:고체 상태 장치로서 기계식 디스플레이에 비해 긴 작동 수명, 충격 및 진동 저항성, 시간이 지나도 일관된 성능을 제공합니다.
• 품질 보증:장치는 발광 강도를 기준으로 분류(빈닝)되어 설계자가 균일한 패널 외관을 위해 일관된 밝기 수준의 부품을 선택할 수 있습니다.

1.2 장치 구성

LTS-2807SKG-P는 커먼 애노드 디스플레이로 구성됩니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드가 내부적으로 커먼 핀(Pin 3 및 Pin 8)에 연결되어 있음을 의미합니다. 개별 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G 및 소수점 DP)는 각각의 캐소드 핀에 접지(낮음) 신호를 인가하여 제어됩니다. 특정 부품 번호는 오른쪽 소수점을 가진 AlInGaP 녹색 커먼 애노드 디스플레이를 나타냅니다. 이 구성은 일반적이며, 커먼 애노드에 일정한 전압을 인가하면서 캐소드 신호를 멀티플렉싱하여 다른 세그먼트를 점등함으로써 구동 회로를 단순화합니다.

2. 기술 파라미터 및 특성

이 섹션은 회로 설계 및 시스템 통합의 기초가 되는 장치의 전기적 및 광학적 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 사용 시에는 이 한계 또는 그 근처에서의 동작을 권장하지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이를 초과하면 과열 및 LED 칩의 가속화된 열화를 초래할 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이 정격은 짧은 고전류 펄스를 위한 것이며, 연속 동작을 위한 것이 아닙니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 전류는 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C의 비율로 선형적으로 감액됩니다. 예를 들어, 85°C에서는 허용 가능한 최대 연속 전류가 약 25 mA - (0.28 mA/°C * 60°C) = 8.2 mA가 됩니다.
• 동작 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 장치는 비동작 보관 중 및 지정된 동작 환경 내에서 이러한 극한 온도를 견딜 수 있습니다.
• 납땜 온도:리드는 패키지의 착좌 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 측정하여 최대 3초 동안 260°C에서 아이언 납땜을 받을 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정한 일반적인 동작 파라미터입니다. 설계자는 정상 동작 조건에 대한 가이드로 이 값을 사용해야 합니다.

• 평균 발광 강도(I_V):이는 밝기의 주요 측정 기준입니다.
  • 순방향 전류(I_F) 1 mA에서의 전형적인 값은 700 µcd(마이크로칸델라)입니다.
  • 10 mA에서는 전형적인 강도가 크게 증가하여 8400 µcd에 이릅니다. 전류와 광 출력 사이의 관계는 일반적으로 동작 범위 내에서 선형적입니다.
  • ±15%의 허용 오차가 적용되어 실제 강도는 부품 간에 변동될 수 있습니다.
• 파장 특성:
  • 피크 발광 파장(λ_p):574 nm(전형적). 이는 방출된 광 파워가 최대가 되는 파장입니다.
  • 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm(전형적). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 폭은 더 단색(순수)한 녹색을 의미합니다.
  • 주 파장(λ_d):571 nm(전형적, 허용 오차 ±1 nm). 이는 인간의 눈이 인지하는 파장이며 색상 사양에 매우 중요합니다.
• 칩당 순방향 전압(V_F):I_F=20 mA에서 전형적으로 2.4 V(최소 2.0 V, 허용 오차 ±0.1V). 이 파라미터는 적절한 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 선택에 매우 중요합니다. 동일한 LED 칩을 사용하기 때문에 전압 강하는 세그먼트 간에 상대적으로 일관됩니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA. 이 테스트는 특성화를 위한 것이며, 장치는 역방향 바이어스 하에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.
• 발광 강도 매칭 비율:1 mA로 구동 시 동일한 자릿수 내의 임의의 두 세그먼트 간 최대 2:1. 이는 시각적 균일성을 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%로 명시됩니다. 이는 인접 세그먼트가 구동될 때 내부 광학적 또는 전기적 누설로 인해 발생하는 원치 않는 세그먼트 발광을 의미합니다.

2.3 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 그래프는 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치의 전형적인 곡선은 다음과 같습니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 무릎 전압은 약 2.0-2.4V이며, 그 이후에는 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류(I_V vs. I_F):일반적으로 선형 관계로, 안전 동작 영역 내에서 광 출력이 구동 전류에 정비례함을 확인시켜 줍니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 다른 기술에 비해 우수한 고온 성능을 가지지만, 열에 따라 출력은 여전히 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:574 nm(피크)를 중심으로 15 nm 반폭으로 정의된 폭을 가진 종 모양의 곡선으로, 녹색 발광을 확인시켜 줍니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

장치는 표면 실장 패키지입니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 다르게 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 허용 오차는 ±0.25 mm입니다.
• 중요한 품질 검사 항목에는 세그먼트 내 이물질(≤10 mils), 표면 잉크 오염(≥20 mils 허용), 세그먼트 내 기포(≤10 mils), 패키지 휨(반사판 길이의 ≤1%)에 대한 제한이 포함됩니다.
• 패키지 크기가 작기 때문에 장치에 표시된 부품 번호는 "2807SKG-P"로 축약됩니다. "LTS" 접두사는 생략됩니다.

3.2 핀 구성 및 회로도

디스플레이는 10핀 구성입니다. 내부 회로도는 커먼 애노드 구조를 보여줍니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 1: 세그먼트 E 캐소드
• 핀 2: 세그먼트 D 캐소드
• 핀 3: 커먼 애노드 (CA)
• 핀 4: 세그먼트 C 캐소드
• 핀 5: 소수점 (DP) 캐소드
• 핀 6: 세그먼트 B 캐소드
• 핀 7: 세그먼트 A 캐소드
• 핀 8: 커먼 애노드 (CA)
• 핀 9: 세그먼트 F 캐소드
• 핀 10: 세그먼트 G 캐소드

핀 3과 핀 8은 내부적으로 연결되어 있습니다. 이 듀얼 애노드 설계는 전류 분배 및 열 관리에 도움이 됩니다. PCB 레이아웃 및 조립 중 손상을 방지하기 위해 올바른 극성 식별이 매우 중요합니다.

3.3 권장 납땜 패턴 (풋프린트)

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴을 준수하면 리플로우 납땜 공정 중 적절한 솔더 조인트 형성, 기계적 안정성 및 정렬이 보장됩니다. 패턴에는 일반적으로 솔더 페이스트 양 및 열 완화를 고려한 패드 크기와 간격이 포함됩니다.

4. 조립, 취급 및 신뢰성

4.1 SMT 납땜 지침

장치는 리플로우 납땜을 위해 설계되었습니다. 열 손상을 방지하기 위해 중요한 파라미터를 제어해야 합니다.

• 리플로우 프로파일:최대 두 번의 리플로우 사이클이 허용됩니다. 사이클 사이에는 정상 주변 온도로의 냉각 기간이 필요합니다.
  • 예열: 120–150°C, 최대 120초.
  • 피크 온도: 최대 260°C.
  • 액상선 이상 시간: 피크 온도에서 최대 5초.
• 핸드 납땜:필요한 경우, 납땜 인두를 한 번만 사용할 수 있으며, 팁 온도는 300°C를 초과하지 않고 접촉 시간은 최대 3초로 제한됩니다.

4.2 습기 민감도 및 보관

플라스틱 패키지를 가진 대부분의 SMD 구성 요소와 마찬가지로, 이 디스플레이는 습기 흡수에 민감하며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다.

• 보관:개봉되지 않은 방습 백은 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 베이킹:백이 개봉되거나 부품이 지정된 한도를 초과하는 습한 환경에 노출된 경우, 리플로우 전에 습기를 제거하기 위해 베이킹해야 합니다.
  • 릴에 있는 부품: 60°C에서 ≥48시간 베이킹.
  • 벌크 부품: 100°C에서 ≥4시간 또는 125°C에서 ≥2시간 베이킹.
• 중요:패키지에 추가적인 열 응력을 피하기 위해 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

4.3 포장 사양

장치는 자동화 조립을 위해 테이프 앤 릴로 공급됩니다.

• 릴 치수:표준 피크 앤 플레이스 장비(예: 13인치 또는 22인치 릴)와의 호환성을 위해 제공됩니다.
• 캐리어 테이프:블랙 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 주요 사양에는 10개의 스프로킷 홀 피치 누적 허용 오차 ±0.20 mm 및 250 mm 이상에서 1 mm 이내의 캠버가 포함됩니다.
• 포장 수량:표준 13인치 릴에는 1000개가 들어 있습니다. 22인치 릴은 56.5미터의 테이프를 보관합니다. 나머지 릴의 최소 주문 수량은 250개입니다.
• 리더/트레일러 테이프:기계 적재를 용이하게 하기 위해 최소 400mm 리더 및 40mm 트레일러 섹션을 포함합니다.

5. 응용 가이드라인 및 설계 고려사항

5.1 적용 범위 및 주의사항

이 디스플레이는 사무실, 통신 및 가정용 일반 전자 장비를 위한 것입니다. 이는 고장 시 생명이나 건강을 위협할 수 있는 안전-중요 시스템(예: 항공, 의료 생명 유지, 운송 제어)을 위해 설계되거나 적격화되지 않았습니다. 이러한 응용의 경우 제조업체와의 상담이 필수적입니다.

5.2 구동 회로 설계

적절한 설계는 신뢰성과 성능에 필수적입니다.

• 전류 제한:항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하여 순방향 전류를 권장 연속 값(예: 일반적인 밝기를 위한 10-20 mA)으로 제한하십시오. 최대 정격을 초과하면 심각한 광 출력 열화 및 조기 고장을 초래합니다.
• 열 관리:절대 최대 정격에 명시된 대로 주변 온도가 증가함에 따라 순방향 전류를 감액해야 합니다. 고온 환경에서 동작하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 기타 방열 장치를 확보하십시오.
• 역방향 전압 보호:구동 회로는 LED 세그먼트에 역방향 전압이 인가되는 것을 방지하기 위한 보호 장치(예: 직렬 또는 병렬 다이오드)를 포함해야 하며, 이는 LED를 손상시킬 수 있습니다.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 응용의 경우, 이 커먼 애노드 디스플레이는 멀티플렉싱 구동에 매우 적합합니다. 리프레시 레이트는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).

5.3 대표적인 응용 시나리오

• 소비자 가전:디지털 시계, 전자레인지 디스플레이, 오디오 장치 표시.
• 계측기:패널 미터, 테스트 장비, 휴대용 측정 장치.
• 산업 제어:공정 제어 표시기, 타이머 디스플레이, 카운터 표시.
• 자동차 애프터마켓:비중요 내부 디스플레이(예: 오디오 시스템용).

6. 기술 비교 및 차별화

다른 단일 자릿수 디스플레이와 비교하여 LTS-2807SKG-P는 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• 구형 Red GaAsP/GaP 디스플레이 대비:AlInGaP 기술은 상당히 높은 발광 효율(mA당 더 많은 광 출력), 더 나은 고온 성능 및 더 포화된 녹색을 제공합니다.
• Blue/White InGaN 디스플레이 대비:녹색 AlInGaP LED는 일반적으로 더 낮은 순방향 전압(~2.4V 대 InGaN의 ~3.2V+)을 가지므로 저전압 시스템에서 전원 공급 설계를 단순화할 수 있습니다.
• 더 큰 자릿수 디스플레이 대비:0.2인치 크기는 가독성과 보드 공간 절약 사이의 균형을 제공하며, 더 작은 0.15인치와 더 큰 0.3인치 또는 0.5인치 자릿수 사이에 적합합니다.
• 비분류 디스플레이 대비:발광 강도에 대한 분류는 균일한 패널 밝기가 필요한 응용 분야에서 핵심 차별화 요소이며, 자릿수당 수동 보정 또는 전류 조정 필요성을 줄입니다.

7. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 두 개의 커먼 애노드 핀(3과 8)의 목적은 무엇입니까?

A1: 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 가지면 총 애노드 전류를 분배하고 단일 핀/PCB 트레이스의 전류 밀도를 줄이며 패키지의 열 방산을 개선할 수 있습니다.

Q2: 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 아닙니다. 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 5V 공급 및 전형적인 V_F 2.4V의 경우, 세그먼트를 통해 10 mA를 원한다면 저항 값은 R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260 옴이 됩니다. 270 옴 저항은 이 계산에 가까운 표준 값입니다.

Q3: 리플로우 사이클 수에 제한이 있는 이유는 무엇입니까?

A3: 여러 번의 리플로우 사이클은 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본딩에 반복적인 열 응력을 가하여 박리, 균열 또는 본딩 실패를 초래하여 신뢰성을 저하시킬 수 있습니다.

Q4: "발광 강도 분류"는 실제로 무엇을 의미합니까?

A4: 제조업체는 디스플레이를 테스트하고 다른 밝기 빈(예: 고밝기 빈 및 표준 빈)으로 분류합니다. 주문 시 빈 코드를 지정하여 배치의 모든 디스플레이가 매우 유사한 밝기를 가지도록 하여 제품 디스플레이의 눈에 띄는 변동을 피할 수 있습니다.

8. 설계 적용 사례 연구

시나리오:주방 가전용 소형 디지털 타이머 설계.

요구사항:명확한 1자릿수 표시(0-9), 낮은 전력 소비, 최대 60°C 주변 온도에서의 신뢰성 있는 동작, 자동화 조립 호환성.

솔루션:LTS-2807SKG-P가 이상적으로 적합합니다.

1. 회로 설계:충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러가 단순성을 위해 정적(비멀티플렉싱) 구성으로 디스플레이를 구동합니다. 전류 제한 저항은 커먼 애노드 라인에 배치됩니다. 순방향 전류는 8 mA로 설정됩니다(60°C 주변 온도를 고려하여 25 mA에서 0.28 mA/°C 감액 계수를 사용하여 감액). 이는 적절한 밝기를 제공하면서 장기적인 신뢰성을 보장합니다.
2. PCB 레이아웃:권장 납땜 패턴이 사용됩니다. 열 완화 연결이 애노드 패드에 추가되어 납땜을 용이하게 하면서 방열을 위한 접지 평면으로의 좋은 열 경로를 유지합니다.
3. 조립:구성 요소는 제공된 테이프 앤 릴에서 피크 앤 플레이스 기계를 사용하여 배치됩니다. 피크 온도 245°C의 표준 무연 리플로우 프로파일이 사용되며, 지정된 260°C 한계 내에 잘 들어갑니다.
4. 결과:최종 제품은 모든 크기, 성능 및 제조 가능성 요구 사항을 충족하는 밝고 균일하며 신뢰할 수 있는 숫자 디스플레이를 특징으로 합니다.

9. 기술 및 시장 동향

AlInGaP 기술:1990년대에 도입된 이 물질 시스템은 고휘도 적색, 주황색 및 황색 LED와 이후 효율적인 녹색 LED에 혁명을 일으켰습니다. 이는 구형 기술에 비해 우수한 효율성과 열 안정성으로 인해 560-590 nm 범위의 고성능 녹색 LED를 위한 지배적인 기술로 남아 있습니다.

시장 방향:SMD 표시기 및 디스플레이 구성 요소의 트렌드는 계속해서 다음을 향해 나아가고 있습니다:

• 소형화:밝기를 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지.
• 더 높은 효율성:와트당 더 많은 루멘, 전력 소비 및 열 부하 감소.
• 향상된 신뢰성:까다로운 환경에서 더 긴 수명을 위한 개선된 패키지 재료 및 제조 공정.
• 통합:LED 디스플레이를 드라이버 IC 또는 마이크로컨트롤러와 멀티칩 모듈(MCM) 또는 시스템 인 패키지(SiP) 솔루션으로 결합하여 최종 제품 설계를 단순화.

LTS-2807SKG-P는 이러한 진화하는 환경 내에서 성숙하고 잘 최적화된 제품을 대표하며, 광범위한 응용 분야에 대해 크기, 성능 및 비용의 검증된 균형을 제공합니다.