LTS-2807CKD-P LED 디스플레이 데이터시트 - 0.2인치 디지트 높이 - 하이퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-2807CKD-P는 단일 디지트 숫자 표시용으로 설계된 표면 실장 장치(SMD)입니다. 이 장치의 핵심 기능은 자동화 조립 공정에 적합한 컴팩트하고 현대적인 패키지로 명확하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 이 장치는 특징적인 하이퍼 레드 발광을 생성하기 위해 GaAs 기판 위에 성장된 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 에피택셜 레이어를 활용합니다. 이 소재 기술은 고휘도 적색광 생산에서의 효율성과 안정성 때문에 선택되었습니다. 시각적 디자인은 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 극대화하도록 설계된 회색 전면 패널과 흰색 세그먼트 마킹의 조합을 특징으로 하며, 공간이 제한되고 가독성이 중요한 소비자 가전, 계기판, 산업 제어 인터페이스에 적합합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 제품은 소형 디스플레이 시장에서 차별화되는 몇 가지 핵심 성능 및 신뢰성 특징으로 정의됩니다.

• 컴팩트 폼 팩터:0.2인치(5.08mm)의 디지트 높이는 숫자 크기를 희생하지 않고도 고밀도 PCB에 통합할 수 있게 합니다.
• 광학 성능:AlInGaP 칩과 흰색 배경의 회색 디자인 덕분에 디스플레이는 높은 휘도와 우수한 대비를 제공합니다. 넓은 시야각은 다양한 위치에서의 가시성을 보장합니다.
• 세그먼트 균일성:세그먼트는 연속적이고 균일한 조명을 위해 설계되어 문자 모양을 손상시킬 수 있는 핫스팟이나 어두운 영역을 방지합니다.
• 에너지 효율성:낮은 전력 요구 사항을 가지고 있어 전체 시스템 전력 소비를 낮추는 데 기여합니다.
• 품질 및 신뢰성:이 장치는 솔리드 스테이트 신뢰성을 특징으로 하며, 광도에 따라 분류되어 일관된 밝기를 위해 유닛이 빈닝됩니다. 또한 RoHS 환경 지침을 준수하는 무연 패키지로 제작되었습니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 정의된 조건에서 장치의 작동 한계와 성능 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 작동은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 소비 전력:최대 70mW. 이를 초과하면 과열과 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 짧고 고강도의 섬광을 위한 것입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서는 최대 연속 전류가 약 25mA - (0.28mA/°C * 60°C) = 8.2mA가 됩니다.
• 온도 범위:작동 및 저장 온도 범위는 -35°C ~ +105°C입니다.
• 납땅 내구성:이 장치는 260°C에서 3초 동안 아이언 납땅을 견딜 수 있으며, 납땅 인두 팁은 장착 평면에서 최소 1/16인치 아래에 위치해야 합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 성능 매개변수로, 정상 작동 조건에서 예상되는 동작을 나타냅니다.

• 광도(Iv):광 출력은 전류에 의존합니다. 순방향 전류(I_F)가 1mA일 때, 광도 범위는 201~650µcd(마이크로칸델라)입니다. 10mA에서는 일반적인 값이 8250µcd로 상승합니다. 이러한 측정에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 파장 특성:이 장치는 하이퍼 레드 스펙트럼에서 발광합니다. 피크 발광 파장(λ_p)은 650nm입니다. 주 파장(λ_d)은 639nm이며 허용 오차는 ±1nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20nm로, 방출되는 빛의 파장 분포를 나타냅니다.
• 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 일반적으로 2.6V이며, 허용 오차는 ±0.1V입니다. 지정된 최소값은 2.05V입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100µA입니다. 이 매개변수는 테스트 목적으로만 사용되며, 이 장치는 연속 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.
• 광도 매칭 비율:I_F=1mA에서 유사한 광 영역 내 세그먼트 간 최대 2:1 비율입니다. 이는 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변동을 지정합니다.
• 크로스 토크:인접 세그먼트가 구동될 때 선택되지 않은 세그먼트의 원치 않는 발광을 의미하며, ≤2.5%로 지정됩니다.

3. 빈닝 및 등급 시스템

데이터시트는 제품이 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시하며, 이는 빈닝 프로세스를 의미합니다.

• 광도 빈닝:장치는 표준 테스트 전류(예: 1mA 또는 10mA)에서 측정된 광 출력을 기준으로 테스트되고 빈으로 분류됩니다. 이는 설계자가 균일한 디스플레이 외관을 위해 일관된 밝기 수준의 LED를 받도록 보장합니다.
• 파장 빈닝:명시적으로 빈닝되었다고 명시되지는 않았지만, 주 파장에 대한 엄격한 허용 오차(±1nm)는 엄격한 공정 제어를 나타내며, 모든 유닛에서 매우 일관된 색상 출력을 초래합니다.
• 순방향 전압 분류:지정된 V_F허용 오차 ±0.1V는 부품이 이 전기적 매개변수를 충족하도록 선별될 가능성이 높으며, 일관된 구동 회로 동작에 기여함을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 PDF 발췌문은 일반적인 곡선을 참조하지만 표시하지는 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 분석에는 다음이 포함됩니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 간의 지수 관계를 보여주며, AlInGaP 적색 LED의 경우 무릎 전압은 약 2.0-2.2V입니다.
• 광도 대 순방향 전류(I_v-I_F):낮은 전류에서는 거의 선형일 것으로 예상되며, 열 및 효율 저하로 인해 높은 전류에서 포화 효과를 나타낼 수 있습니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 설계 신뢰성에 중요한 요소입니다.
• 스펙트럼 분포:650nm(피크)를 중심으로 20nm 반폭을 가진 강도 대 파장 플롯으로, 하이퍼 레드 색상 포인트를 확인합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 정의된 SMD 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수 정보에는 다음이 포함됩니다: 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 허용 오차는 ±0.25mm입니다. 이물질, 잉크 오염, 세그먼트 영역 내 기포, 플라스틱 핀 버에 대한 제한과 같은 특정 품질 관리가 명시되어 있습니다. 패키지의 작은 크기로 인해 부품 마킹은 "2807CKD-P"로 축약됩니다("LTS" 접두사는 생략됨).

5.2 내부 회로 및 핀아웃

이 장치는공통 애노드구성을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 다음 연결에 해당하는 10개의 핀을 보여줍니다: 두 개의 핀은 공통 애노드(핀 3 및 8)로 지정됩니다. 나머지 핀은 세그먼트 A, B, C, D, E, F, G 및 소수점(DP)에 대한 개별 캐소드입니다. 핀 1은 "연결 없음"으로 나열됩니다. 이 구성은 세그먼트를 점등하기 위해 공통 애노드 핀에 전류 공급 구동기와 개별 캐소드 핀에 전류 싱크 구동기가 필요합니다.

6. 납땅 및 조립 지침

6.1 SMT 납땅 지침

이 장치는 리플로우 납땅 공정을 위해 설계되었습니다. 중요한 제한 사항은 리플로우 공정 사이클 수가 2회 미만이어야 한다는 것입니다. 두 번째 리플로우가 필요한 경우(예: 양면 조립), 첫 번째와 두 번째 공정 사이에 보드를 정상 온도로 냉각해야 합니다.

• 리플로우 프로파일(최대 2사이클):120-150°C로 최대 120초 동안 예열합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 됩니다.
• 핸드 납땅(최대 1사이클):납땅 인두를 사용하는 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다.

6.2 권장 납땅 패턴

PCB 설계를 위한 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴을 준수하는 것은 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성, 적절한 정렬 및 열 관리에 필수적입니다.

6.3 습기 민감도 및 저장

부품은 방습 포장으로 배송됩니다. ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도(RH)에서 보관해야 합니다. 밀봉된 백이 개봉되면 부품은 환경으로부터 습기를 흡수하기 시작합니다. 즉시 사용되지 않고 건조 캐비닛(<10% RH가 일반적)에 보관되지 않으면 리플로우 납땅 전에 구워야 빠른 증기 팽창으로 인한 "팝콘" 현상 또는 박리 손상을 방지할 수 있습니다.

• 베이킹 조건:부품이 릴에 있는 경우: 60°C에서 ≥48시간. 부품이 벌크 상태인 경우: 100°C에서 ≥4시간 또는 125°C에서 ≥2시간. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

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

• 릴 치수:부품 캐리어 테이프와 전체 릴(예: 13인치 및 22인치 릴 옵션 표시) 모두에 대해 제공됩니다.
• 캐리어 테이프:검은색 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 테이프 두께는 0.30 ±0.05mm입니다.
• 포장 수량:표준 13인치 릴에는 1000개가 들어 있습니다. 22인치 릴에는 56.5미터 길이의 테이프가 들어 있습니다. 나머지 릴의 최소 주문 수량은 250개입니다.
• 리더 및 트레일러 테이프:릴에는 기계 급지를 위한 리더(최소 400mm)와 트레일러(최소 40mm)가 포함됩니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려 사항

8.1 의도된 용도 및 제한 사항

이 디스플레이는 사무실, 통신 및 가정용 일반 전자 장비를 위해 설계되었습니다. 사전 협의 및 잠재적 자격 없이는 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 안전-중요 또는 고신뢰성 응용 분야(예: 항공, 의료 시스템)에 대해 등급이 매겨지지 않았습니다.

8.2 중요한 설계 규칙

• 구동 회로 보호:구동 회로는역방향 전압 및 전압 서지에 대한 보호를 포함해야 합니다. 이러한 현상은 LED 접합을 즉시 손상시킬 수 있기 때문입니다.
• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기를 사용하십시오. LED를 전압원에 직접 연결하지 마십시오. 공급 전압(V_공급), LED 순방향 전압(V_F~2.6V), 원하는 순방향 전류(I_F)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오. 공식: R = (V_공급- V_F) / I_F.
• 열 관리:소비 전력 및 전류 감액 규칙을 준수하십시오. 권장 한계 이상의 전류 또는 주변 온도에서 작동하면 광 출력 저하(루멘 감가)를 가속화하고 조기 고장을 일으킬 수 있습니다. 최대 정격 근처에서 작동하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• 멀티플렉싱:멀티플렉싱을 사용하는 다중 디지트 디스플레이의 경우, 펄스 모드의 피크 전류가 60mA 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하고, 평균 전류가 연속 전류 정격 내에 머물도록 계산하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, LTS-2807CKD-P의 AlInGaP 기술은 상당히 높은 광 효율을 제공하여 동일한 입력 전류에서 더 큰 밝기를 제공합니다. 또한 일반적으로 온도와 수명에 걸쳐 더 나은 파장 안정성을 제공합니다. 청색/백색 LED 위에 컬러 필터를 사용하는 일부 흰색 세그먼트 디스플레이와 비교할 때, 단색 AlInGaP 칩은 순수한 색 채도와 목표 적색에 대한 잠재적으로 더 높은 효율을 제공합니다. SMD 패키지는 스루홀 LED 디스플레이에 비해 더 나은 기계적 견고성과 대량 자동화 제조에 대한 적합성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 기술 매개변수 기반

Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 일반적인 순방향 전압 2.6V와 원하는 전류 10mA의 경우 계산은 다음과 같습니다: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240옴. 가장 가까운 표준 값(예: 240Ω 또는 220Ω)을 사용하십시오. 회로에서 실제 전류를 항상 확인하십시오.

Q: 20mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 예, 20mA는 25°C에서 최대 25mA 미만입니다. 그러나 주변 온도를 확인해야 합니다. 작동 환경이 25°C 이상인 경우 전류를 감액해야 합니다. 70°C에서는 최대 전류가 25mA - (0.28mA/°C * 45°C) ≈ 12.4mA가 됩니다.

Q: 역방향으로 작동하지 말아야 한다면 역방향 전류 정격이 왜 중요합니까?

A: 이는 품질 및 누설 지표입니다. 높은 역방향 전류는 결함이 있는 접합을 나타낼 수 있습니다. 이 정격은 또한 필요한 보호 수준을 알려줍니다. 5V를 초과하거나 100µA 이상의 전류를 유발하는 역방향 바이어스 사건은 손상을 초래합니다.

Q: "2:1 광도 매칭 비율"이 내 설계에 무엇을 의미합니까?

A: 이는 동일한 테스트 조건에서 한 디지트 내 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝아야 함을 의미합니다. 이는 시각적 균일성을 보장합니다. 중요한 응용 분야의 경우 더 엄격한 빈에서 선택할 수 있습니다.

11. 실제 응용 예시

시나리오: 소비자 가전용 단일 디지트 온도 표시 장치 설계.

LTS-2807CKD-P는 이상적인 선택입니다. 마이크로컨트롤러(MCU) 포트 핀은 전류를 싱크할 수 있습니다(세그먼트 캐소드에 연결). 단일 PNP 트랜지스터 또는 전용 구동기 IC가 공통 애노드 핀에 전류를 공급할 수 있습니다. MCU 펌웨어는 7세그먼트 디코더와 다중 디지트 사용 시 멀티플렉싱 타이머를 구현합니다. 회색 전면/흰색 세그먼트는 가전 제품 베젤에 대해 우수한 대비를 제공합니다. 낮은 전력 소비는 에너지 효율성 목표와 일치합니다. 설계자는 PCB 레이아웃에 권장 솔더 패드 패턴을 포함하고, 각 캐소드와 직렬로 전류 제한 저항을 배치하거나(또는 정전류 구동기 IC 사용), 제조 중 리플로우 프로파일 지침을 따라야 합니다. 릴이 개봉된 후 조립 날짜까지 부품을 건조한 환경에 보관해야 합니다.

12. 작동 원리

이 장치는 반도체 P-N 접합에서 전계 발광 원리로 작동합니다. 접합의 내재 전위(AlInGaP의 경우 약 2.0-2.2V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, N형 물질의 전자와 P형 물질의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이들은 활성 영역(AlInGaP 양자 우물 레이어)에서 재결합합니다. 이 재결합 에너지의 일부는 광자(빛)로 방출됩니다. 에피택셜 레이어의 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 650nm의 하이퍼 레드입니다. 공통 애노드 구성은 내부적으로 모든 LED 세그먼트의 애노드를 연결하여 디지트당 하나의 전류 소스 노드만 필요로 하여 구동 회로를 단순화합니다.

13. 기술 동향

적색 및 호박색 LED에 AlInGaP 사용은 성숙하고 매우 최적화된 기술을 나타냅니다. 디스플레이 LED의 현재 동향은 여러 영역에 초점을 맞추고 있습니다: 1)효율성 증가:지속적인 연구는 높은 전류에서의 효율 저하를 줄이고 칩 패키지에서의 광 추출을 개선하는 것을 목표로 합니다. 2)소형화:0.2인치는 표준이지만, 초소형 장치에서 더 작은 디지트 높이에 대한 수요가 있습니다. 3)통합:동향에는 다중 칩 모듈 또는 시스템 인 패키지(SiP) 솔루션에서 LED 디스플레이를 구동기 IC 및 컨트롤러와 결합하여 최종 제품 설계를 단순화하는 것이 포함됩니다. 4)향상된 신뢰성:패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선은 무연 납땅에 필요한 더 높은 온도 리플로우 프로파일에 대한 작동 수명과 내성을 계속해서 높이고 있습니다.