Dokumen Teknikal LTS-2807SKG-P - Paparan LED Digit Tunggal 0.2 Inci - AlInGaP Hijau - 2.4V Voltan Hadapan

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-2807SKG-P ialah paparan nombor digit tunggal yang padat dan berprestasi tinggi, direka untuk aplikasi permukaan moden. Ia mempunyai ketinggian digit 0.2 inci (5.08 mm), menjadikannya sesuai untuk peranti di mana ruang adalah terhad tetapi kebolehbacaan adalah penting. Paparan ini menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju untuk menghasilkan cahaya hijau yang terang. Sistem bahan ini ditumbuhkan pada substrat GaAs yang tidak lutsinar, yang menyumbang kepada kontras tinggi dengan meminimumkan serakan dan pantulan cahaya dalaman. Peranti ini mempunyai rupa yang tersendiri dengan muka kelabu dan segmen putih, meningkatkan definisi aksara. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya dan ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS, selaras dengan piawaian alam sekitar global untuk komponen elektronik.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Saiz Padat dengan Kebolehbacaan Tinggi:Ketinggian digit 0.2 inci memberikan bacaan nombor yang jelas dalam ruang yang minimum, sesuai untuk elektronik pengguna, instrumentasi, dan panel kawalan.
• Prestasi Optik yang Unggul:Teknologi cip AlInGaP memberikan kecerahan tinggi dan kontras yang sangat baik. Segmen yang berterusan dan seragam memastikan rupa aksara yang konsisten dan menyenangkan tanpa jurang atau titik malap.
• Kecekapan Tenaga:Direka untuk keperluan kuasa rendah, ia sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau yang peka tenaga.
• Sudut Pandangan yang Luas:Paparan ini menawarkan sudut pandangan yang luas, memastikan bacaan nombor kekal kelihatan dari pelbagai perspektif, yang amat penting untuk antara muka pengguna.
• Kebolehpercayaan Tinggi:Sebagai peranti keadaan pepejal, ia menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan terhadap kejutan dan getaran, serta prestasi yang konsisten berbanding paparan mekanikal.
• Jaminan Kualiti:Peranti dikategorikan (dibin) berdasarkan keamatan bercahaya, membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk rupa panel yang seragam.

1.2 Konfigurasi Peranti

LTS-2807SKG-P dikonfigurasikan sebagai paparan anod sepunya. Ini bermakna anod semua segmen LED disambungkan secara dalaman ke pin sepunya (Pin 3 dan Pin 8). Segmen individu (A, B, C, D, E, F, G, dan titik perpuluhan DP) dikawal dengan memberikan isyarat bumi (rendah) kepada pin katod masing-masing. Nombor bahagian tertentu menandakan paparan Anod Sepunya Hijau AlInGaP dengan titik perpuluhan sebelah kanan. Konfigurasi ini adalah biasa dan memudahkan litar pemacu, kerana voltan malar boleh digunakan pada anod sepunya sambil memultipleks isyarat katod untuk menerangi segmen yang berbeza.

2. Parameter dan Ciri Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci tentang spesifikasi elektrik dan optik peranti, yang asas untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan untuk kegunaan biasa.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 70 mW. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan cip LED.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Penarafan ini adalah untuk denyutan arus tinggi yang singkat, bukan untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menyahkadar secara linear pada kadar 0.28 mA/°C apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang 25 mA - (0.28 mA/°C * 60°C) = 8.2 mA.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C. Peranti boleh menahan suhu melampau ini semasa penyimpanan bukan operasi dan dalam persekitaran operasi yang ditentukan.
• Suhu Pematerian:Pimpin boleh dikenakan pematerian besi pada 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan pakej.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter operasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C. Pereka harus menggunakan nilai ini sebagai panduan untuk keadaan operasi biasa.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Ini adalah ukuran utama kecerahan.
  • Nilai tipikal ialah 700 µcd (mikrokandela) pada arus hadapan (I_F) 1 mA.
  • Pada 10 mA, keamatan tipikal meningkat dengan ketara kepada 8400 µcd. Hubungan antara arus dan keluaran cahaya secara amnya adalah linear dalam julat operasi.
  • Toleransi ±15% digunakan, bermakna keintensiti sebenar boleh berbeza antara bahagian.
• Ciri Gelombang:
  • Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):574 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana kuasa cahaya yang dipancarkan adalah maksimum.
  • Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermakna warna hijau yang lebih monokromatik (tulen).
  • Panjang Gelombang Dominan (λ_d):571 nm (tipikal, dengan toleransi ±1 nm). Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia dan penting untuk spesifikasi warna.
• Voltan Hadapan per Cip (V_F):2.4 V tipikal (2.0 V min, toleransi ±0.1V) pada I_F=20 mA. Parameter ini penting untuk memilih perintang had arus atau pemacu arus malar yang sesuai. Susut voltan adalah agak konsisten merentasi segmen kerana penggunaan cip LED yang sama.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 µA pada voltan songsang (V_R) 5V. Ujian ini adalah untuk pencirian sahaja; peranti tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:Maksimum 2:1 antara mana-mana dua segmen dalam digit yang sama apabila didorong pada 1 mA. Ini memastikan keseragaman visual.
• Bunyi Silang:Ditentukan sebagai ≤ 2.5%. Ini merujuk kepada pencahayaan segmen yang tidak diingini apabila segmen bersebelahan didorong, disebabkan oleh kebocoran optik atau elektrik dalaman.

2.3 Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang diberikan, keluk tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Voltan lutut adalah sekitar 2.0-2.4V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan kenaikan voltan kecil.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_Vvs. I_F):Hubungan yang secara amnya linear, mengesahkan bahawa keluaran cahaya adalah berkadar terus dengan arus pemacu dalam kawasan operasi selamat.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan keluaran cahaya apabila suhu simpang meningkat. LED AlInGaP biasanya mempunyai prestasi suhu tinggi yang baik berbanding teknologi lain, tetapi keluaran masih menurun dengan haba.
• Taburan Spektrum:Keluk berbentuk loceng berpusat sekitar 574 nm (puncak) dengan lebar yang ditakrifkan oleh separuh lebar 15 nm, mengesahkan pancaran warna hijau.

3. Maklumat Mekanikal dan Pakej

3.1 Dimensi Pakej

Peranti ini adalah pakej permukaan. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Pemeriksaan kualiti kritikal termasuk had pada bahan asing dalam segmen (≤10 mils), pencemaran dakwat permukaan (≥20 mils boleh diterima), buih dalam segmen (≤10 mils), dan lenturan pakej (≤1% panjang pemantul).
• Disebabkan saiz pakej yang kecil, nombor bahagian yang ditanda pada peranti disingkatkan kepada "2807SKG-P"; awalan "LTS" ditinggalkan.

3.2 Konfigurasi Pin dan Gambar Rajah Litar

Paparan ini mempunyai konfigurasi 10-pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan struktur anod sepunya. Susunan pin adalah seperti berikut:

• Pin 1: Katod untuk segmen E
• Pin 2: Katod untuk segmen D
• Pin 3: Anod Sepunya (CA)
• Pin 4: Katod untuk segmen C
• Pin 5: Katod untuk Titik Perpuluhan (DP)
• Pin 6: Katod untuk segmen B
• Pin 7: Katod untuk segmen A
• Pin 8: Anod Sepunya (CA)
• Pin 9: Katod untuk segmen F
• Pin 10: Katod untuk segmen G

Pin 3 dan Pin 8 disambungkan secara dalaman. Reka bentuk dwi-anod ini membantu dalam pengagihan arus anod keseluruhan, mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin/trace PCB, dan boleh meningkatkan penyebaran haba dari pakej. Pengenalpastian kekutuban yang betul adalah penting semasa susun atur PCB dan pemasangan untuk mengelakkan kerosakan.

3.3 Corak Pematerian yang Disyorkan (Footprint)

Corak land yang disyorkan (footprint) untuk reka bentuk PCB disediakan. Mematuhi corak ini memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan penjajaran semasa proses pematerian alir semula. Corak ini biasanya termasuk saiz pad dan jarak yang mengambil kira isipadu pes pateri dan pelega haba.

4. Pemasangan, Pengendalian dan Kebolehpercayaan

4.1 Arahan Pematerian SMT

Peranti ini direka untuk pematerian alir semula. Parameter kritikal mesti dikawal untuk mengelakkan kerosakan haba.

• Profil Alir Semula:Maksimum dua kitaran alir semula dibenarkan. Tempoh penyejukan ke suhu ambien biasa diperlukan antara kitaran.
  • Pra-panas: 120–150°C untuk maksimum 120 saat.
  • Suhu Puncak: Maksimum 260°C.
  • Masa di atas likuidus: 5 saat maksimum pada suhu puncak.
• Pematerian Tangan:Jika perlu, besi pemateri boleh digunakan sekali sahaja, dengan suhu hujung tidak melebihi 300°C dan masa sentuhan terhad kepada maksimum 3 saat.

4.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Seperti kebanyakan komponen SMD dengan pakej plastik, paparan ini sensitif kepada penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa alir semula.

• Penyimpanan:Beg kalis lembap yang belum dibuka harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• Pembakaran:Jika beg dibuka atau bahagian terdedah kepada persekitaran lembap melebihi had yang ditentukan, ia mesti dibakar sebelum alir semula untuk mengeluarkan kelembapan.
  • Bahagian pada gegelung: Bakar pada 60°C untuk ≥48 jam.
  • Bahagian longgar (pukal): Bakar pada 100°C untuk ≥4 jam atau 125°C untuk ≥2 jam.
• Penting:Pembakaran harus dilakukan sekali sahaja untuk mengelakkan tekanan haba tambahan pada pakej.

4.3 Spesifikasi Pembungkusan

Peranti dibekalkan pada pita-dan-gegelung untuk pemasangan automatik.

• Dimensi Gegelung:Disediakan untuk keserasian dengan peralatan pick-and-place standard (contohnya, gegelung 13 inci atau 22 inci).
• Pita Pembawa:Diperbuat daripada aloi polistirena konduktif hitam. Dimensi mematuhi piawaian EIA-481-D. Spesifikasi utama termasuk toleransi kumulatif padang 10 lubang sproket ±0.20 mm dan kelengkungan dalam 1 mm lebih 250 mm.
• Kuantiti Pembungkusan:Gegelung 13 inci standard mengandungi 1000 keping. Gegelung 22 inci memegang 56.5 meter pita. Kuantiti pesanan minimum untuk gegelung baki ialah 250 keping.
• Pita Pemimpin/Penghujung:Termasuk bahagian pemimpin minimum 400mm dan penghujung 40mm untuk memudahkan pemuatan mesin.

5. Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

5.1 Skop Aplikasi dan Amaran

Paparan ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa dalam aplikasi pejabat, komunikasi, dan isi rumah. Ia tidak direka atau diperakui untuk sistem keselamatan kritikal (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan, kawalan pengangkutan) di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan. Untuk aplikasi sedemikian, perundingan dengan pengilang adalah wajib.

5.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

Reka bentuk yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan dan prestasi.

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai berterusan yang disyorkan (contohnya, 10-20 mA untuk kecerahan tipikal). Melebihi penarafan maksimum membawa kepada degradasi teruk keluaran cahaya dan kegagalan pramatang.
• Pengurusan Haba:Arus hadapan mesti disahkadar apabila suhu ambien meningkat, seperti yang dinyatakan dalam Penarafan Maksimum Mutlak. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau penyejuk haba lain jika beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Perlindungan Voltan Songsang:Litar pemacu harus menggabungkan perlindungan (contohnya, diod secara siri atau selari) untuk mengelakkan penggunaan voltan songsang merentasi segmen LED, yang boleh merosakkannya.
• Multipleks:Untuk aplikasi berbilang digit, paparan anod sepunya ini sangat sesuai untuk pemanduan berbilang. Kadar segar semula mestilah cukup tinggi (biasanya >60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.

5.3 Senario Aplikasi Biasa

• Elektronik Pengguna:Jam digital, paparan ketuhar gelombang mikro, bacaan peralatan audio.
• Instrumentasi:Panel meter, peralatan ujian, peranti pengukuran tangan.
• Kawalan Perindustrian:Penunjuk kawalan proses, paparan pemasa, bacaan pembilang.
• Automotif Pasaran Selepas Jualan:Paparan dalaman bukan kritikal (contohnya, untuk sistem audio).

6. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding paparan digit tunggal lain, LTS-2807SKG-P menawarkan kelebihan khusus:

• vs. Paparan Merah GaAsP/GaP Lama:Teknologi AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per mA), prestasi suhu tinggi yang lebih baik, dan warna hijau yang lebih tepu.
• vs. Paparan Biru/Putih InGaN:LED Hijau AlInGaP biasanya mempunyai voltan hadapan yang lebih rendah (~2.4V vs. ~3.2V+ untuk InGaN), berpotensi memudahkan reka bentuk bekalan kuasa dalam sistem voltan rendah.
• vs. Paparan Digit Lebih Besar:Saiz 0.2 inci menawarkan keseimbangan antara kebolehbacaan dan penjimatan ruang papan, sesuai antara digit 0.15 inci yang lebih kecil dan digit 0.3 inci atau 0.5 inci yang lebih besar.
• vs. Paparan Tidak Dikategorikan:Pengkategorian untuk keamatan bercahaya adalah pembeza utama untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan panel yang seragam, mengurangkan keperluan untuk kalibrasi manual atau pelarasan arus per digit.

7. Soalan Lazim (FAQ)

Q1: Apakah tujuan dua pin anod sepunya (3 dan 8)?

A1: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin membantu mengagihkan jumlah arus anod, mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin/trace PCB, dan boleh meningkatkan penyebaran haba dari pakej.

Q2: Bolehkah saya memandu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

A2: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus. Untuk bekalan 5V dan V_F tipikal 2.4V, jika anda mahu 10 mA melalui segmen, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260 Ohm. Perintang 270 Ohm adalah nilai standard yang hampir dengan pengiraan ini.

Q3: Mengapa terdapat had pada bilangan kitaran alir semula?

A3: Berbilang kitaran alir semula mendedahkan pakej plastik dan ikatan wayar dalaman kepada tekanan haba berulang, yang boleh menyebabkan pengelupasan, retakan, atau kegagalan ikatan, menjejaskan kebolehpercayaan.

Q4: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya" dalam praktik?

A4: Pengilang menguji dan menyusun paparan ke dalam bin kecerahan yang berbeza (contohnya, bin kecerahan tinggi dan bin standard). Apabila anda membuat pesanan, anda boleh menentukan kod bin untuk memastikan semua paparan dalam kumpulan anda mempunyai kecerahan yang sangat serupa, mengelakkan variasi ketara dalam paparan produk anda.

8. Kajian Kes Reka Bentuk

Senario:Mereka bentuk pemasa digital padat untuk perkakas dapur.

Keperluan:Bacaan digit tunggal yang jelas (0-9), penggunaan kuasa rendah, operasi boleh dipercayai sehingga suhu ambien 60°C, dan keserasian dengan pemasangan automatik.

Penyelesaian:LTS-2807SKG-P adalah pilihan yang ideal.

1. Reka Bentuk Litar:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi memandu paparan dalam konfigurasi statik (tidak berbilang) untuk kesederhanaan. Perintang had arus diletakkan pada talian anod sepunya. Arus hadapan ditetapkan kepada 8 mA (disahkadar dari 25 mA memandangkan suhu ambien 60°C, menggunakan faktor penyahkadaran 0.28 mA/°C). Ini memberikan kecerahan yang mencukupi sambil memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.
2. Susun Atur PCB:Corak pematerian yang disyorkan digunakan. Sambungan pelega haba ditambah pada pad anod untuk memudahkan pematerian sambil mengekalkan laluan haba yang baik ke satah bumi untuk penyebaran haba.
3. Pemasangan:Komponen diletakkan menggunakan mesin pick-and-place dari pita-dan-gegelung yang disediakan. Profil alir semula bebas plumbum standard dengan suhu puncak 245°C digunakan, berada dalam had 260°C yang ditentukan.
4. Keputusan:Produk akhir mempunyai paparan nombor yang terang, seragam dan boleh dipercayai yang memenuhi semua keperluan saiz, prestasi dan kebolehhasilan.

9. Trend Teknologi dan Pasaran

Teknologi AlInGaP:Sistem bahan ini, diperkenalkan pada 1990-an, merevolusikan LED merah, oren dan kuning berkeamatan tinggi dan kemudian LED hijau yang cekap. Ia kekal sebagai teknologi dominan untuk LED hijau berprestasi tinggi dalam julat 560-590 nm kerana kecekapan dan kestabilan habanya yang unggul berbanding teknologi lama.

Arah Pasaran:Trend untuk komponen penunjuk dan paparan SMD terus ke arah:

• Pengecilan:Pakej yang lebih kecil dengan kecerahan dikekalkan atau diperbaiki.
• Kecekapan Lebih Tinggi:Lebih banyak lumen per watt, mengurangkan penggunaan kuasa dan beban haba.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Bahan pakej dan proses pembuatan yang diperbaiki untuk jangka hayat yang lebih panjang dalam persekitaran yang mencabar.
• Integrasi:Menggabungkan paparan LED dengan IC pemacu atau mikropengawal dalam modul berbilang cip (MCM) atau penyelesaian sistem-dalam-pakej (SiP) untuk memudahkan reka bentuk produk akhir.

LTS-2807SKG-P mewakili produk matang dan dioptimumkan dengan baik dalam landskap yang berkembang ini, menawarkan keseimbangan terbukti saiz, prestasi dan kos untuk pelbagai aplikasi.