LTS-5825CTB-PR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 디지트 높이 - InGaN 블루 - 3.8V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-5825CTB-PR은 단일 디지트 영숫자 디스플레이로 설계된 표면 실장 장치(SMD)입니다. 주요 기능은 전자 장비에서 선명하고 밝은 숫자 및 제한된 영숫자 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 사파이어 기판 위에 성장시킨 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 재료를 활용하며, 이는 효율적인 청색광 방출을 담당합니다. 이 장치는 회색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 대비와 가독성을 향상시킵니다. 공통 애노드 타입 디스플레이로 분류되며, 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드가 내부적으로 연결되어 멀티플렉싱을 위한 회로 설계를 단순화함을 의미합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 디지트 크기:0.56인치(14.22mm) 문자 높이는 중간 거리 시야에서 탁월한 가시성을 제공합니다.
• 광학 성능:문자 전체에 걸쳐 균일한 조명을 보장하는 연속 균일 세그먼트에 의해 촉진되는 높은 휘도와 높은 대비를 제공합니다.
• 시야각:광시야각을 제공하여 다양한 위치에서 디스플레이를 읽을 수 있게 합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항을 가져 에너지 효율적인 설계에 기여합니다.
• 신뢰성:움직이는 부품이 없는 고체 상태의 신뢰성으로 인해 긴 작동 수명을 가집니다.
• 품질 관리:장치는 발광 강도에 따라 분류(빈)되어 다중 디지트 응용 분야에서 일관된 밝기 매칭을 가능하게 합니다.
• 환경 규정 준수:패키지는 무연이며 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.

1.2 목표 응용 분야 및 시장

이 디스플레이는 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 응용 분야에는 사무 자동화 장치(복사기, 프린터 등), 통신 장비, 가전 제품, 계기판 및 선명한 숫자 표시가 필요한 소비자 가전이 포함됩니다. 신뢰성, 우수한 가시성 및 컴팩트한 폼 팩터를 요구하는 응용 분야에 적합합니다. 항공, 의료 또는 안전 관련 시스템과 같은 예외적인 신뢰성 요구 사항이 포함된 응용 분야의 경우 설계자는 상담해야 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 한계에서 또는 그 근처에서 장치를 지속적으로 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:30mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 납땜 온도:착면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 260°C를 3초 동안 견딥니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정한 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도(I_V):순방향 전류(I_F) 10mA에서 8600~28500 µcd(마이크로칸델라). 이 측정에는 15%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):468nm(나노미터), 청색 스펙트럼에서 가장 강한 빛 방출 지점을 나타냅니다.
• 주 파장(λ_d):470nm, 이는 인간의 눈이 인지하는 파장으로, 허용 오차는 ±1nm입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):25nm, 방출된 청색광의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 정의합니다.
• 칩당 순방향 전압(V_F):I_F=5mA에서 3.3V~3.8V, 허용 오차 ±0.1V. 이는 구동 회로 설계에 중요한 매개변수입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100µA. 이는 테스트 조건이며, 장치는 연속 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.
• 발광 강도 매칭 비율:유사한 광 영역 내 세그먼트에 대해 최대 2:1, 시각적 균일성을 보장합니다.
• 크로스토크:≤ 2.5%로 지정되어 인접한 꺼진 세그먼트의 원치 않는 조명을 최소화합니다.

2.3 정전기 방전(ESD) 민감도

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 데이터시트는 취급 및 조립 중 ESD 제어 조치를 구현할 것을 강력히 권장합니다:

• 접지된 손목 스트랩 또는 방전 장갑을 사용하십시오.
• 모든 작업대, 도구 및 저장 시설이 적절하게 접지되었는지 확인하십시오.
• 플라스틱 패키지에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.

3. 빈닝 및 분류 시스템

LTS-5825CTB-PR은 주로발광 강도에 대한 분류 시스템을 사용합니다. 장치는 표준 테스트 전류(10mA)에서 측정된 광 출력에 따라 테스트되고 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 일치하는 밝기 수준의 디스플레이를 선택할 수 있으며, 이는 다중 디지트 응용 분야에서 고르지 않은 외관을 피하는 데 중요합니다. 지정된 강도 범위는 8600-28500 µcd입니다. 이 문서에서 파장에 대해 명시적으로 자세히 설명하지는 않았지만, 주 파장에 대한 엄격한 허용 오차(±1nm)는 장치 간의 우수한 색상 일관성을 본질적으로 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 재현되지 않았지만 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):비선형 관계를 보여주며, 원하는 전류에 필요한 구동 전압을 결정하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 설명하여 밝기와 전력 소비/발열 사이의 균형을 최적화하는 데 도움을 줍니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:온도 상승에 따른 광 출력 감소를 보여주며, 응용 분야의 열 관리에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 피크 및 주 파장과 스펙트럼 폭을 확인합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

장치는 특정 SMD 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수 정보에는 모든 치수가 밀리미터 단위이며 일반 허용 오차는 ±0.25mm입니다. 디스플레이 전면에 대한 특정 품질 관리가 적용됩니다: 세그먼트의 이물질 ≤ 10밀, 잉크 오염 ≤ 20밀, 세그먼트 내 기포 ≤ 10밀, 반사판 굽힘 ≤ 길이의 1%. 플라스틱 핀 버는 최대 0.14mm로 제한됩니다.

5.2 핀 구성 및 회로도

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

5.3 권장 납땜 랜드 패턴

리플로우 공정 중 안정적인 솔더 조인트 형성과 적절한 기계적 정렬을 보장하기 위해 PCB 설계를 위한 권장 풋프린트(랜드 패턴)가 제공됩니다. 이 패턴을 준수하는 것은 제조 수율에 중요합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 매개변수

이 장치는 리플로우 납땜에 적합합니다. 중요한 매개변수는 다음과 같습니다:

• 예열:120–150°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:최대 5초.
• 리플로우 사이클 수:최대 2회. 조립체는 첫 번째와 두 번째 납땜 공정 사이에 정상 온도로 냉각되어야 합니다.

6.2 핸드 납땜(인두)

핸드 납땜이 필요한 경우, 인두 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 조인트당 납땜 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다.

6.3 습기 민감도 및 저장

SMD 패키지는 습기에 민감합니다. 장치는 건조제와 함께 방습 포장으로 배송됩니다. ≤ 30°C 및 ≤ 60% 상대 습도에서 보관해야 합니다. 밀봉된 백이 열리면 장치는 환경으로부터 습기를 흡수하기 시작합니다. 노출 시간이 지정된 한계(이 발췌문에 자세히 설명되지 않음)를 초과하거나 부품이 건조 캐비닛에 보관되지 않은 경우, 납땜 중 팝콘 크랙 또는 박리 현상을 방지하기 위해 리플로우 전에베이킹해야 합니다. 베이킹 조건은 다음과 같습니다: 60°C에서 ≥48시간(릴), 또는 100°C에서 ≥4시간 / 125°C에서 ≥2시간(벌크). 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

장치는 자동 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 캐리어 테이프는 검은색 전도성 폴리스티렌 합금으로 만들어집니다. 포장은 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 주요 릴 사양에는 22인치 릴당 포장 길이 44.5미터, 13인치 릴당 700개가 포함됩니다. 나머지 주문에 대한 최소 포장 수량은 200개입니다. 테이프에는 기계 급지를 용이하게 하기 위해 리더 및 트레일러 섹션(각각 최소 400mm 및 40mm)이 포함됩니다.

7.2 부품 번호 해석

부품 번호 LTS-5825CTB-PR은 다음과 같이 해독할 수 있습니다: LTS(제품군), 5825(시리즈/모델 식별자), C(청색에 대한 색상 코드), T(패키지 유형), B(휘도 빈 또는 변형), PR(오른쪽 소수점을 나타낼 수 있음).

8. 응용 노트 및 설계 고려 사항

8.1 구동 회로 설계

공통 애노드 디스플레이로서, 애노드(핀 3 및 8)는 양극 공급 전압(V_CC)에 연결되어야 합니다. 개별 세그먼트는 각각의 캐소드 핀을 통해 접지로 전류를 싱킹하여 켜집니다. 공급 전압을 선택할 때 3.3-3.8V의 순방향 전압(V_F)을 고려해야 합니다. 각 캐소드와 직렬로 전류 제한 저항이 필요하거나(또는 정전류 드라이버를 사용할 수 있음) 순방향 전류(I_F)를 원하는 수준(일반적으로 5-20mA 사이)으로 설정하여 밝기와 수명을 균형 있게 조절합니다. 여러 디지트를 멀티플렉싱하기 위해 공통 애노드는 높은 주파수로 순차적으로 스위칭됩니다.

8.2 열 관리

연속 순방향 전류의 선형 감소(25°C 이상 0.28mA/°C)는 열 관리의 중요성을 강조합니다. 높은 주변 온도 또는 높은 듀티 사이클 응용 분야에서는 유효 최대 전류를 그에 따라 감소시켜야 합니다. 적절한 PCB 구리 푸어 및 환기는 열을 발산하는 데 도움이 됩니다.

8.3 광학 통합

회색 전면과 흰색 세그먼트는 고유한 대비를 제공합니다. 더욱 향상시키기 위해 중성 밀도 필터 또는 컬러 확산판을 추가하는 것을 고려하십시오. 광시야각은 사용자가 디스플레이 정면에 있지 않을 수 있는 응용 분야에 적합하게 합니다.

9. 비교 및 차별화

적색 GaAsP LED 또는 더 큰 스루홀 LED 디스플레이와 같은 오래된 기술과 비교하여 LTS-5825CTB-PR은 몇 가지 장점을 제공합니다:더 작은 폼 팩터:SMD 패키지는 상당한 보드 공간을 절약하고 낮은 프로파일 설계를 가능하게 합니다.더 높은 효율:InGaN 기술은 더 낮은 전류에서 더 높은 밝기를 제공합니다.더 나은 신뢰성:고체 상태 구조와 견고한 SMD 패키지는 충격 및 진동 저항성을 향상시킵니다.조립 용이성:고속 자동 피크 앤 플레이스 및 리플로우 납땜 공정과 호환되어 제조 비용을 절감합니다. 이 범주 내 주요 차별화 요소는 0.56인치 디지트 높이, 청색, 공통 애노드 구성 및 문서화된 상세한 성능 사양과 품질 관리의 특정 조합입니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 피크 파장과 주 파장의 차이점은 무엇입니까?

A1: 피크 파장(λ_p=468nm)은 최대 스펙트럼 전력 출력 지점입니다. 주 파장(λ_d=470nm)은 LED의 인지된 색상과 일치하는 단일 파장의 단색광입니다. 이들은 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q2: 5V 공급 전압으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 하지만 각 세그먼트에 대해 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산됩니다. 5V 공급 전압, V_F3.5V, I_F10mA의 경우, R = (5 - 3.5) / 0.01 = 150Ω입니다.

Q3: 리플로우 사이클 수가 2회로 제한되는 이유는 무엇입니까?

A3: 높은 납땜 온도에 반복적으로 노출되면 내부 다이 어태치, 와이어 본드 및 플라스틱 패키지에 열 응력이 발생하여 신뢰성 저하 또는 고장으로 이어질 수 있습니다. 이 제한은 장기적인 장치 무결성을 보장합니다.

Q4: 리플로우 전에 습기에 노출된 릴을 베이킹하지 않으면 어떻게 됩니까?

A4: 갇힌 습기는 고온 리플로우 프로파일 동안 빠르게 증발하여 높은 내부 압력을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 패키지 균열(\"팝콘 현상\"), 내부 박리 또는 본드 와이어 손상이 발생하여 즉시 또는 잠재적 고장으로 이어질 수 있습니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 디지털 멀티미터 디스플레이 설계.설계자는 컴팩트한 멀티미터를 위해 밝고 신뢰할 수 있는 단일 디지트 디스플레이가 필요합니다. LTS-5825CTB-PR이 선택됩니다. 최대 1999 카운트를 표시하기 위해 4개의 디스플레이가 사용됩니다. 마이크로컨트롤러는 멀티플렉싱 기술을 사용합니다: 디지트 1에 대한 패턴을 캐소드 라인에 설정하고, 디지트 1의 공통 애노드를 활성화하고, 짧은 시간 동안 대기한 다음, 디지트 1을 비활성화하고, 디지트 2에 대한 패턴을 설정하고, 그 애노드를 활성화하는 등의 과정을 빠르게 순환합니다. 각 세그먼트의 전류는 저항을 통해 8mA로 설정되어 낮은 전력 소비로 충분한 밝기를 제공합니다. 회색 전면은 멀티미터의 보호 유리 아래에서 우수한 대비를 보장합니다. 모든 네 디지트에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 발광 강도 빈에서 장치를 조달합니다.

12. 기술 원리 소개

빛 방출은 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 활성 물질은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)입니다. 다이오드의 턴온 전압(약 3.3V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(양자 우물)으로 주입됩니다. 전자가 정공과 재결합할 때, 에너지는 광자의 형태로 방출됩니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우 청색(~470nm). 사파이어 기판은 고품질 InGaN 층을 성장시키기 위한 결정 템플릿을 제공합니다.

13. 기술 동향 및 맥락

이 장치는 InGaN 청색 LED 기술의 성숙한 응용을 나타냅니다. 영숫자 SMD 디스플레이의 동향은 더 높은 픽셀 밀도(단일 패키지 내 다중 디지트 및 도트 매트릭스), 풀 컬러 기능(적색, 녹색, 청색 칩 통합) 및 더 낮은 전력 소비를 향해 있습니다. 또한 외부 부품 수를 줄이는 칩 온 보드(COB) 및 통합 드라이버 솔루션으로의 이동도 있습니다. 더 나아가, 형광체 변환 기술의 발전으로 단일 청색 또는 UV 칩이 백색 또는 다른 색상을 생성할 수 있어 응용 가능성을 확장하고 있습니다. 이 구성 요소에서 볼 수 있는 효율성, 신뢰성 및 소형화 원리는 LED 산업 전반에 걸쳐 혁신을 계속해서 주도하고 있습니다.