LTS-5325CKR-P LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 디지트 높이 - 슈퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-5325CKR-P는 단일 숫자 디지털 디스플레이로 설계된 표면 실장 장치(SMD)입니다. 주요 기능은 다양한 전자 응용 분야에서 선명하고 가시성이 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 GaAs 기판 위에 성장시킨 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 에피택셜 층을 활용하여 슈퍼 레드 발광을 생성합니다. 이 물질 시스템은 상대적으로 낮은 구동 전류에서 높은 효율과 우수한 밝기로 알려져 있습니다. 이 장치는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 하여, 다양한 조명 조건에서 대비를 향상시키고 가독성을 개선합니다. 발광 강도로 분류되어 생산 로트 간 밝기 수준의 일관성을 보장하며, RoHS 지침을 준수하는 무연 재료로 제작되었습니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 디스플레이는 현대 전자 설계에 통합하기 위한 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 0.56인치 디지트 높이 (14.22 mm):적당한 거리에서 선명한 가시성이 필요한 응용 분야에 적합한 문자 크기를 제공합니다.
• 연속 균일 세그먼트:점등된 문자의 일관되고 끊어지지 않은 외관을 보장하여 전문적인 느낌을 줍니다.
• 저전력 요구 사항:AlInGaP 기술은 높은 발광 효율을 가능하게 하여, 전력 소비를 최소화하면서 밝은 출력을 제공합니다.
• 고휘도 및 고대비:회색 전면에 비친 밝은 슈퍼 레드 발광의 조합은 우수한 대비비를 제공하여 가독성을 향상시킵니다.
• 넓은 시야각:SMD 패키지와 광학 설계는 넓은 시야각을 제공하여 다양한 각도에서 효과적인 디스플레이를 가능하게 합니다.
• 고체 상태 신뢰성:LED 기반 장치로서 기계식 디스플레이에 비해 긴 작동 수명, 충격 저항성 및 진동 내성을 제공합니다.
• 분류된 발광 강도:부품은 강도별로 분류되어, 설계자가 응용 분야에서 일관된 밝기를 위해 구성 요소를 선택할 수 있게 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 전기 및 광학 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어난 작동은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 소비 전력:70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 전류는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 이 넓은 범위는 산업 및 자동차 환경에 적합하게 만듭니다.
• 솔더링 온도:착면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 260°C를 3초 동안 견딥니다.

2.2 전기 및 광학적 특성 (Ta=25°C)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도 (I_V):구동 전류에 따라 501 µcd(최소)에서 18000 µcd(일반)까지 범위입니다. 표준 테스트 전류 1mA에서 일반적인 강도는 1700 µcd입니다. 10mA에서는 18000 µcd에 도달하여 높은 효율을 보여줍니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):639 nm (일반). 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장을 정의하며, 가시 스펙트럼의 적색-주황색 영역에 위치시킵니다.
• 주 파장 (λ_d):631 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장의 색상으로, 피크 파장보다 약간 짧습니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm (일반). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 폭은 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 칩당 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.0V(최소), 2.6V(일반). 이 매개변수는 구동 회로 설계 및 소비 전력 계산에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 100 µA(최대). 데이터시트는 역방향 전압이 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 연속 역방향 바이어스 하에서 작동해서는 안 된다고 명시합니다.
• 발광 강도 매칭 비율:2:1 (최대). 이는 단일 장치 내에서 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 간의 최대 허용 비율을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%. 이는 전기적 누설 또는 광학적 결합으로 인해 선택되지 않은 세그먼트의 원치 않는 점등을 의미합니다.

2.3 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도로 분류되었다"고 명시합니다. 이는 제조된 유닛이 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 10mA)에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류되는 빈닝 프로세스를 의미합니다. 설계자는 빈 코드를 지정하여 조립체의 모든 디스플레이가 일치하는 밝기를 가지도록 하여 불균일한 점등을 방지할 수 있습니다. 특정 빈 코드 범위와 라벨은 이 발췌문에 자세히 설명되어 있지 않지만 일반적으로 주문 정보의 일부가 됩니다.

3. 성능 곡선 분석

특정 그래프는 텍스트로 재현되지 않았지만, 데이터시트에는 일반적인 곡선이 포함되어 있습니다. 표준 LED 동작과 제공된 매개변수를 기반으로, 이러한 곡선은 일반적으로 다음을 설명합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):지수 관계를 보여주며, 무릎 전압은 약 2.0-2.6V입니다. 이 곡선은 전류 제한 저항 값 선택에 도움이 됩니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 증가하지만, 열 효과와 효율 저하로 인해 더 높은 전류에서 포화되기 시작할 수 있음을 보여줍니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:온도가 상승함에 따라 출력이 감소하는 것을 보여주며, 고온 응용 분야에서의 주요 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 대한 상대 강도를 그래프로 나타내며, 약 639nm에서 피크를 가지고 약 20nm의 반폭을 보여줍니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수

장치는 SMD 패키지에 장착됩니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.25mm입니다. 이물질(≤10 mil), 잉크 오염(≤20 mils), 세그먼트 내 기포(≤10 mil), 굽힘(반사체 길이의 ≤1%), 플라스틱 핀 버(최대 0.14mm)에 대한 제한과 같은 특정 품질 관리가 명시되어 있습니다.

4.2 핀 연결 및 회로도

디스플레이는 두 개의 공통 캐소드 핀(핀 3 및 핀 8)을 가진 공통 캐소드 구성입니다. 이 구성은 멀티플렉싱 구동 방식에서 종종 선호됩니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1(애노드 E), 핀 2(애노드 D), 핀 3(공통 캐소드), 핀 4(애노드 C), 핀 5(애노드 DP - 소수점), 핀 6(애노드 B), 핀 7(애노드 A), 핀 8(공통 캐소드), 핀 9(애노드 F), 핀 10(애노드 G). 내부 회로도는 10개의 개별 LED 세그먼트(a, b, c, d, e, f, g 및 오른쪽 소수점 DP)를 보여주며, 그 애노드는 각각의 핀에 연결되고 캐소드는 공통 캐소드 핀에 함께 묶여 있습니다.

4.3 권장 솔더링 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.

5. 솔더링 및 조립 지침

5.1 SMT 솔더링 지침

조립 중 손상을 방지하기 위한 중요한 지침이 제공됩니다:

• 리플로우 솔더링 (최대 2회):최대 120초 동안 120-150°C의 예열 단계를 권장합니다. 리플로우 중 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 됩니다. 두 번째 솔더링 공정이 필요한 경우, 첫 번째와 두 번째 솔더링 공정 사이에 정상 온도로의 냉각 과정이 필수적입니다.
• 핸드 솔더링 (인두):필요한 경우, 솔더링 인두 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다.
• 한계의 중요성:온도, 시간 또는 리플로우 사이클 수를 초과하면 플라스틱 패키지가 손상되거나, LED 에폭시가 열화되거나, 내부 와이어 본드 실패가 발생할 수 있습니다.

5.2 습기 민감도 및 저장

장치는 방습 포장으로 배송됩니다. ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도(RH)에서 보관해야 합니다. 밀봉된 백이 개봉되면, 구성 요소는 대기 중의 습기를 흡수하기 시작합니다. 구성 요소가 즉시 사용되지 않고 지정된 한계를 초과하는 주변 조건에 노출된 경우, 솔더링 중 급속한 증기 팽창으로 인한 "팝콘" 현상 또는 박리를 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹해야 합니다. 베이킹 조건은 다음과 같이 지정됩니다: 릴에 있을 때 60°C에서 ≥48시간, 또는 벌크일 때 100°C에서 ≥4시간 / 125°C에서 ≥2시간. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

6. 포장 및 주문 정보

6.1 포장 사양

장치는 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환되는 엠보싱 캐리어 테이프 및 릴에 공급됩니다. 주요 포장 세부 사항은 다음과 같습니다:

• 캐리어 테이프:검은색 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다. 캠버는 250mm 이상에서 1mm 이내입니다. 두께는 0.30±0.05mm입니다.
• 릴 정보:22인치 릴에는 44.5미터의 테이프가 포함됩니다. 13인치 릴에는 700개의 구성 요소가 포함됩니다.
• 최소 주문 수량 (MOQ):나머지/릴 끝에 대한 최소 포장 수량은 200개입니다.
• 리더/트레일러 테이프:릴에는 기계 급지를 위한 리더(최소 400mm)와 트레일러(최소 40mm)가 포함됩니다.

7. 응용 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 응용 시나리오

LTS-5325CKR-P는 소형, 신뢰할 수 있고 밝은 숫자 디스플레이가 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다. 예를 들면:

• 산업 제어 패널 및 계측기(예: 타이머, 카운터, 온도 디스플레이).
• 소비자 가전(예: 전자레인지, 세탁기, 에어컨 제어 장치).
• 자동차 애프터마켓 액세서리(예: 전압 모니터, RPM 게이지).
• 의료 기기 판독값.
• 테스트 및 측정 장비.

7.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:각 세그먼트 애노드에 대해 정전류 드라이버 또는 적절한 전류 제한 저항을 사용하십시오. 공통 캐소드 구성은 멀티플렉싱을 단순화합니다. 공급 전압(V_CC), 일반 순방향 전압(V_F~2.6V) 및 원하는 세그먼트 전류(I_F)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오. 예를 들어, 5V 공급 전압에서: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.6V) / 0.01A = 240Ω (10mA 구동 시).
• 열 관리:전류 감소 곡선을 준수하십시오. 높은 주변 온도 환경에서는 소비 전력 한계 내에 머물고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 구동 전류를 그에 따라 감소시키십시오.
• PCB 레이아웃:권장 솔더링 패턴을 따르십시오. 세그먼트 전류에 대해 적절한 트레이스 폭을 보장하십시오. 다른 발열 구성 요소와의 상대적 배치를 고려하십시오.
• 광학 통합:회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 좋은 대비를 제공합니다. 추가적인 확산 또는 색상 필터링을 위해, 오버레이 재료가 주 파장(~631nm)에서 높은 투과율을 가지도록 하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaP 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP 기반 LTS-5325CKR-P는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 더 낮은 전력에서 동등한 밝기를 제공합니다. 일부 백색 LED 백라이트 LCD와 비교할 때, 이 직접 LED 세그먼트 디스플레이는 더 넓은 시야각, 더 높은 대비 및 밝은 주변광에서 더 나은 성능을 제공합니다. SMD 패키지는 스루홀 LED 디스플레이보다 더 큰 기계적 견고성과 쉬운 자동 조립을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 피크 파장(639nm)과 주 파장(631nm)의 차이점은 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 최대 스펙트럼 발광의 물리적 지점입니다. 주 파장은 전체 스펙트럼에서 계산된 인간의 눈이 인지하는 "색상"입니다. 이들은 종종 약간 다릅니다.

Q2: 3.3V 마이크로컨트롤러 GPIO 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 직접은 아닙니다. GPIO 핀은 전류 제한 저항을 통해 전류를 공급해야 합니다. 3.3V 공급 전압과 2.6V의 V_F를 사용하면, 저항 양단의 전압 강하는 0.7V에 불과합니다. 10mA 전류를 달성하려면 70Ω 저항이 필요합니다(R = 0.7V / 0.01A). 그러나 마이크로컨트롤러 핀이 10mA를 안전하게 연속적으로 공급할 수 있는지 확인하십시오.

Q3: 역방향 전압을 가해서는 안 된다면 역방향 전류 사양이 왜 중요합니까?

A3: 이는 품질 및 누설 테스트 매개변수입니다. 높은 역방향 전류는 LED 칩 접합의 결함을 나타낼 수 있습니다. 이 사양은 장치의 무결성을 보장합니다.

Q4: "2:1" 발광 강도 매칭 비율을 어떻게 해석해야 합니까?

A4: 이는 동일한 조건(I_F=1mA)에서 테스트할 때, 단일 장치 내에서 가장 밝은 세그먼트의 측정 강도가 가장 어두운 세그먼트의 강도의 두 배를 넘지 않아야 함을 의미합니다. 이는 시각적 균일성을 보장합니다.

10. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 간단한 디지털 타이머 디스플레이 설계.

타이머는 분과 초(네 자리 숫자)를 표시해야 합니다. 네 개의 LTS-5325CKR-P 디스플레이가 사용됩니다. 충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러가 멀티플렉싱 구동 방식으로 사용됩니다. 네 자리 숫자에서 동일한 세그먼트 문자(예: 모든 "A" 세그먼트)에 대한 모든 세그먼트 애노드는 함께 연결되고 전류 제한 저항을 통해 단일 마이크로컨트롤러 핀에 의해 구동됩니다. 각 디지트의 공통 캐소드는 디지트 선택 스위치 역할을 하는 별도의 마이크로컨트롤러 핀에 연결됩니다. 마이크로컨트롤러는 시각 잔상에 의존하여 모든 디지트가 동시에 점등된 것처럼 보이도록 한 번에 하나의 디지트를 빠르게 순환하며 점등합니다(예: 총 10ms 주기에서 각각 2.5ms). 이 방법은 필요한 드라이버 핀 수를 40개(4 디지트 * 10 핀)에서 14개(7 세그먼트 애노드 + 1 DP + 4 공통 캐소드 + 2 미사용)로 크게 줄입니다. 설계는 짧은 점등 시간 동안 세그먼트당 피크 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하면서, 평균 전류가 원하는 밝기를 제공하도록 해야 합니다.

11. 작동 원리

이 장치는 반도체 p-n 접합의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 가해지면, n형 AlInGaP 층의 전자가 p형 층의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 사건은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출된 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 슈퍼 레드입니다. 빛은 활성 영역에서 방출되며, 패키지의 반사 컵과 에폭시 렌즈에 의해 형성되어 가시 세그먼트를 형성합니다.

12. 기술 동향

AlInGaP 기술은 적색, 주황색 및 황색 LED를 위한 성숙하고 매우 효율적인 솔루션을 나타냅니다. 디스플레이 기술의 현재 동향은 더 넓은 스펙트럼 범위를 위한 갈륨 나이트라이드(GaN) 기반 재료와 같은 더 높은 효율의 재료 개발, 그리고 초고해상도 직접 보기 디스플레이를 위한 마이크로 LED 통합을 포함합니다. 단일 디지트 및 작은 영숫자 디스플레이의 경우, 소형화, 더 높은 밝기, 더 낮은 전력 소비, RoHS 준수 및 현대 SMT 조립 라인에 필요한 무연 고온 리플로우 공정과의 향상된 호환성을 향한 추세가 계속되고 있습니다. 고급 플라스틱 및 캡슐화 재료의 사용은 또한 장기적인 신뢰성과 습도 및 UV 노출과 같은 환경 요인에 대한 저항성을 향상시킵니다.