LTS-4812SKR-P LED 디스플레이 데이터시트 - 0.39인치 디지트 높이 - 슈퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4812SKR-P는 숫자 표시 응용을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD)입니다. 이는 문자 높이가 0.39인치(10.0mm)인 단일 디지트 디스플레이입니다. 핵심 기술은 GaAs 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 에피택셜 층을 사용하여 슈퍼 레드 발광을 생성합니다. 이 장치는 대비와 가독성을 향상시키는 회색 면과 흰색 세그먼트를 특징으로 합니다. 이는 다중 세그먼트 디스플레이에서 구동 회로를 단순화하기 위한 표준 설계인 공통 애노드 구성으로 제작되었습니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 소형 크기 및 높은 가독성:0.39인치 디지트 높이는 부품 점유 면적과 문자 가시성 사이의 좋은 균형을 제공하여 소비자 가전, 계측기 및 제어판에 적합합니다.
• 우수한 광학적 성능:AlInGaP 재료 시스템은 적색 스펙트럼에서 높은 광도와 우수한 색 순도를 제공합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트와 넓은 시야각은 다양한 각도에서 일관된 외관을 보장합니다.
• 에너지 효율성:낮은 전력 요구 사항이 특징이며, 배터리 구동 또는 에너지 절약형 응용에 적합합니다.
• 향상된 신뢰성:고체 상태 장치로서, VFD 또는 백열등과 같은 다른 디스플레이 기술에 비해 높은 신뢰성과 긴 작동 수명을 제공합니다.
• 품질 보증:장치는 광도에 따라 분류(빈닝)되어 다중 디지트 디스플레이에서 일관된 밝기 매칭을 가능하게 합니다. 패키지는 무연이며 RoHS 지침을 준수합니다.

2. 기술 파라미터 및 특성

이 섹션은 설계에 중요한 전기적 및 광학적 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이는 영구적인 손상을 방지하기 위해 어떤 조건에서도 초과해서는 안 되는 스트레스 한계입니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 각 LED 세그먼트가 처리할 수 있는 최대 연속 전력을 제한합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭). 펄스 동작 전용입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 증가함에 따라 0.28 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 솔더링 온도:3초 동안 260°C (착면 아래 1/16인치 납땝 인두 팁).

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 작동 파라미터입니다.

• 평균 광도 (I_V):I_F=2mA에서 3000 µcd (일반). 최소는 1301 µcd, 최대는 8600 µcd로, 빈닝 범위를 반영합니다.
• 칩당 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.6V (일반), 최대 2.6V. 전류 제한 저항은 이 V_F와 공급 전압을 기반으로 계산해야 합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):639 nm. 이는 발광 강도가 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):631 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색점을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 100 µA (최대). 역방향 전압 동작은 테스트 목적으로만 사용되며 연속 사용을 위한 것이 아님을 유의하십시오.
• 광도 매칭 비율:2:1 (최대). 다중 디지트 디스플레이에서, 유사한 점등 영역 내에서 가장 밝은 세그먼트가 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝아서는 안 되며, 균일성을 보장합니다.
• 크로스토크:≤ 2.5%. 이는 인접 세그먼트가 전원이 공급될 때 구동되지 않은 세그먼트의 최대 의도하지 않은 발광을 지정합니다.

2.3 열적 고려사항

온도에 따른 순방향 전류의 선형 감소는 중요한 설계 파라미터입니다. 고온에서 감소된 전류 한계를 초과하면 가속된 광속 감소와 수명 단축으로 이어질 수 있습니다. 특히 여러 세그먼트나 디지트를 동시에 구동할 때 적절한 PCB 레이아웃을 통한 방열이 권장됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTS-4812SKR-P는 일관성을 보장하기 위해 광도 빈으로 분류됩니다. 빈 코드(예: J1, K2, M1)는 해당 장치 그룹에 대해 보장된 최소 및 최대 강도 범위를 나타내며, I_F=2mA에서 ±15%의 공차로 마이크로칸델라(µcd) 단위로 측정됩니다.

• 낮은 빈 (J1, J2):1301-2100 µcd. 낮은 밝기가 허용되거나 전력 절감이 중요한 응용에 적합합니다.
• 중간 범위 빈 (K1, K2, L1):2101-4300 µcd. 일반 목적 디스플레이에 대한 밝기와 효율성의 균형을 제공합니다.
• 높은 빈 (L2, M1, M2):4301-8600 µcd. 고휘도 응용 또는 고주변광 조건에서 우수한 가시성이 필요한 곳을 위해 설계되었습니다.

여러 유닛에 걸쳐 균일한 외관이 필요한 응용의 경우 주문 시 빈 코드를 지정하는 것이 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프가 참조되지만, 그 함의는 LED 장치에 대해 표준적입니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):지수 관계를 보여줍니다. 20mA에서의 일반적인 V_F값인 2.6V는 드라이버 설계의 핵심 작동점입니다.
• 광도 대 순방향 전류 (I-L 곡선):광도는 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 효율(와트당 루멘)은 일반적으로 절대 최대 정격보다 낮은 전류에서 정점에 도달합니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 강도는 일반적으로 감소합니다. 이는 일관된 밝기를 유지하기 위한 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:20nm 반폭을 가진 639nm(피크)를 중심으로 한 플롯으로, 협대역 슈퍼 레드 발광을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 공차

장치는 표준 SMD 외형을 따릅니다. 중요한 치수에는 전체 길이, 너비, 높이 및 리드 간격과 크기가 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 주요 치수는 ±0.25mm의 공차를 가집니다. 주요 품질 참고 사항에는 이물질, 잉크 오염, 세그먼트 영역 내 기포 및 플라스틱 핀 버의 제한이 포함됩니다.

5.2 핀 구성 및 회로도

디스플레이는 10핀 구성을 가지고 있습니다. 이는공통 애노드장치입니다. 내부 회로도는 8개의 개별 LED 세그먼트(a, b, c, d, e, f, g, dp)를 보여주며, 그 애노드는 내부적으로 두 개의 공통 애노드 핀(핀 3 및 핀 8)에 연결되어 있습니다. 각 세그먼트 캐소드는 자체 전용 핀을 가지고 있습니다.

핀아웃:

1: 캐소드 E

2: 캐소드 D

3: 공통 애노드 1

4: 캐소드 C

5: 캐소드 DP (소수점)

6: 캐소드 B

7: 캐소드 A

8: 공통 애노드 2

9: 캐소드 F

10: 캐소드 G

극성 식별:공통 애노드 핀은 (적절한 전류 제한 저항을 통해) 양의 공급 전압에 연결되어야 합니다. 개별 세그먼트는 해당 캐소드 핀을 더 낮은 전압(일반적으로 접지)에 연결하여 켭니다.

5.3 권장 솔더링 패드 패턴

리플로우 중에 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 랜드 패턴이 제공됩니다. 이 패턴을 준수하면 툼스토닝, 정렬 불량 및 불충분한 솔더 필렛을 방지하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 지침

이 장치는 최대 두 번의 리플로우 솔더링 사이클에 대해 정격이 지정되어 있습니다. 사이클 사이에는 실온으로 완전히 냉각해야 합니다.

• 프로파일:예열: 120-150°C, 최대 120초. 피크 온도: 최대 260°C.
• 핸드 솔더링 (인두):최대 팁 온도 300°C, 접합당 최대 3초. 이는 일회성 수리에만 제한되어야 합니다.

6.2 습기 민감도 및 보관

부품은 방습 포장으로 배송됩니다. ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도(RH)에서 보관해야 합니다. 밀봉된 백이 열리면 부품은 환경으로부터 습기를 흡수하기 시작합니다.

베이킹 요구 사항:부품이 지정된 한계를 초과하는 주변 조건에 노출된 경우, 고온 솔더링 공정 중 팝콘 크랙 또는 박리 현상을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹해야 합니다.

• 릴에 있는 부품: 60°C에서 ≥48시간 베이킹.
• 벌크 상태의 부품: 100°C에서 ≥4시간 또는 125°C에서 ≥2시간 베이킹.

중요:추가적인 열 스트레스를 피하기 위해 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

7. 포장 및 주문 사양

7.1 테이프 및 릴 포장

장치는 릴에 감겨진 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 자동 픽 앤 플레이스 조립에 적합합니다.

• 릴 치수:표준 릴 치수(예: 13인치 또는 22인치 릴)가 제공됩니다.
• 캐리어 테이프:검은색 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 주요 사양에는 캠버 공차 및 10개의 스프로킷 홀에 대한 누적 피치 공차가 포함됩니다.
• 포장 수량:13인치 릴은 일반적으로 800개를 포함합니다. 22인치 릴은 44.5미터 길이의 테이프를 포함합니다. 잔여물에 대한 최소 주문 수량은 200개입니다.
• 방향:테이프에는 기계 적재를 용이하게 하는 리더 및 트레일러 섹션(각각 최소 400mm 및 40mm)이 포함됩니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 소비자 가전:디지털 시계, 전자레인지, 에어컨 디스플레이, 오디오 장비.
• 계측기:패널 미터, 테스트 장비, 의료 기기 판독값.
• 산업 제어:공정 제어 표시기, 타이머 디스플레이, 카운터 판독값.
• 자동차 애프터마켓:고휘도와 넓은 시야각이 유리한 보조 디스플레이.

8.2 중요한 설계 고려사항

1. 전류 제한:각 공통 애노드 연결(또는 정전류 드라이버를 사용하는 경우 각 세그먼트)에 대해 항상 직렬 저항을 사용하십시오. 저항 값은 공급 전압(V_CC), 일반 순방향 전압(V_F~2.6V) 및 원하는 순방향 전류(I_F)를 기반으로 계산하십시오. 예: V_CC=5V 및 I_F=10mA인 경우, R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω.
2. 멀티플렉싱:다중 디지트 디스플레이의 경우 멀티플렉싱 구동 방식이 일반적입니다. 이 방식에서 피크 전류가 절대 최대 정격(90mA 펄스)을 초과하지 않도록 하고, 평균 전류가 듀티 사이클과 온도를 기반으로 감소된 연속 전류 한계를 준수하는지 확인하십시오.
3. 열 관리:특히 고휘도 또는 고주변온도 응용에서 방열판 역할을 하도록 (있는 경우) 열 패드 또는 장치 리드에 연결된 PCB에 충분한 구리 면적을 제공하십시오.
4. ESD 보호:명시적으로 민감하다고 명시되지 않았지만, 조립 중 반도체 장치에 대한 표준 ESD 취급 주의 사항을 권장합니다.
5. 광학 인터페이스:최적의 대비를 유지하기 위해 오버레이 또는 필터를 선택할 때 회색 면/흰색 세그먼트 설계를 고려하십시오.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 피크 파장(639nm)과 주 파장(631nm)의 차이는 무엇인가요?

피크 파장은 발광 스펙트럼에서 가장 높은 강도 지점의 물리적 측정값입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 색상을 나타내는 계산된 값입니다. 이 적색 LED와 같은 단색 광원의 경우, 눈의 민감도 곡선의 형태로 인해 가깝지만 동일하지는 않습니다.

9.2 3.3V 마이크로컨트롤러 GPIO 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있나요?

아니요. 일반적인 GPIO 핀은 여러 LED 세그먼트를 밝고 안전하게 구동하기에 충분한 전류를 공급하거나 싱크할 수 없습니다(일반적으로 핀당 최대 20-25mA, 총 패키지 한계). 또한, LED 순방향 전압(~2.6V)은 3.3V에 가까워 전류 제한 저항을 위한 여유 공간이 거의 없습니다. 트랜지스터 어레이 또는 전용 LED 드라이버 IC와 같은 드라이버 회로를 사용해야 합니다.

9.3 최대 리플로우 사이클이 두 번으로 제한되는 이유는 무엇인가요?

여러 번의 리플로우 사이클은 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본딩에 반복적인 열 스트레스를 가하여 기계적 고장, 수분 흡수 증가 또는 에폭시 재료의 열화를 초래할 가능성이 있습니다. 이 제한은 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

9.4 적절한 광도 빈을 어떻게 선택하나요?

응용 분야의 주변광 조건과 필요한 가독성을 기반으로 선택하십시오. 실내, 낮은 주변광의 경우 낮은 빈(J, K)이 충분할 수 있으며 더 전력 효율적일 수 있습니다. 햇빛에서 읽을 수 있거나 고주변광 응용의 경우 높은 빈(L, M)을 지정하십시오. 다중 디지트 디스플레이의 경우 균일성을 위해 동일한 빈 코드를 지정하는 것이 중요합니다.

10. 기술 배경 및 트렌드

10.1 AlInGaP LED 기술

알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)는 적색, 주황색 및 노란색 파장에서 고효율 발광을 위해 특별히 설계된 반도체 재료입니다. GaAs 기판 위에 성장되어 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 밝기, 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 수명을 제공합니다. "슈퍼 레드" 지정은 일반적으로 높은 광 효율과 시각적으로 포화된 적색 색점에 최적화된 특정 조성을 나타냅니다.

10.2 SMD LED 디스플레이 트렌드

디스플레이 구성 요소의 트렌드는 소형화, 높은 신뢰성 및 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. LTS-4812SKR-P와 같은 단일 디지트 SMD 디스플레이는 세그먼트 숫자 판독에 여전히 중요하지만, 도트 매트릭스 SMD 디스플레이 및 내장 컨트롤러가 있는 완전 통합 디스플레이 모듈의 병행 성장이 있습니다. 더 넓은 작동 온도 범위, 더 낮은 전력 소비 및 무연 및 고온 솔더링 공정(자동차 전자 장치에 필요한 것과 같은)과의 호환성에 대한 요구는 구성 요소 개발을 계속해서 주도하고 있습니다.