Lembaran Data Paparan LED LTS-4812SKR-P - Ketinggian Digit 0.39 Inci - Super Merah - Voltan Hadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-4812SKR-P ialah peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi paparan angka. Ia adalah paparan digit tunggal dengan ketinggian aksara 0.39 inci (10.0 mm). Teknologi terasnya menggunakan lapisan epitaksial AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat GaAs untuk menghasilkan pancaran cahaya Super Merah. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Ia dibina dalam konfigurasi anod sepunya, yang merupakan reka bentuk piawai untuk memudahkan litar pemacu dalam paparan berbilang segmen.

1.1 Ciri Utama dan Kelebihan

• Saiz Padat dan Kebolehbacaan Tinggi:Ketinggian digit 0.39 inci menawarkan keseimbangan yang baik antara jejak komponen dan keterlihatan aksara, sesuai untuk elektronik pengguna, instrumen, dan panel kawalan.
• Prestasi Optik Unggul:Sistem bahan AlInGaP memberikan intensiti cahaya yang tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum merah. Segmen yang berterusan, seragam dan sudut pandangan yang luas memastikan rupa yang konsisten dari pelbagai perspektif.
• Kecekapan Tenaga:Dicirikan oleh keperluan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau yang peka tenaga.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Sebagai peranti keadaan pepejal, ia menawarkan kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang berbanding teknologi paparan lain seperti VFD atau mentol pijar.
• Jaminan Kualiti:Peranti dikategorikan (dibin) untuk intensiti cahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam paparan berbilang digit. Pakejnya bebas plumbum dan mematuhi arahan RoHS.

2. Parameter dan Ciri Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang spesifikasi elektrik dan optik yang kritikal untuk reka bentuk.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Ini adalah had tekanan yang tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan untuk mengelakkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini menghadkan kuasa berterusan maksimum yang boleh ditangani oleh setiap segmen LED.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA (pada kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Untuk operasi berdenyut sahaja.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Penarafan ini menurun secara linear pada 0.28 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C.
• Suhu Pateri:260°C selama 3 saat (hujung besi 1/16 inci di bawah satah dudukan).

2.2 Ciri Elektrik & Optik (Ta=25°C)

Ini adalah parameter operasi biasa di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Intensiti Cahaya Purata (I_V):3000 µcd (Biasa) pada I_F=2mA. Minimum ialah 1301 µcd dan maksimum ialah 8600 µcd, mencerminkan julat pengkategorian.
• Voltan Hadapan per Cip (V_F):2.6V (Biasa) pada I_F=20mA, dengan maksimum 2.6V. Perintang pembatas arus mesti dikira berdasarkan V_Fini dan voltan bekalan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):639 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keamatan cahaya yang dipancarkan adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):631 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasai oleh mata manusia, menentukan titik warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks) pada V_R=5V. Perhatikan bahawa operasi voltan songsang adalah untuk tujuan ujian sahaja dan bukan untuk penggunaan berterusan.
• Nisbah Padanan Intensiti Cahaya:2:1 (Maks). Dalam paparan berbilang digit, segmen paling terang tidak boleh lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada segmen paling malap dalam kawasan bercahaya yang serupa, memastikan keseragaman.
• Bunyi Silang (Crosstalk):≤ 2.5%. Ini menentukan pencahayaan maksimum yang tidak diingini bagi segmen yang tidak didorong apabila segmen bersebelahan dikuasakan.

2.3 Pertimbangan Terma

Penurunan linear arus hadapan dengan suhu adalah parameter reka bentuk yang kritikal. Melebihi had arus yang diturunkan pada suhu tinggi boleh menyebabkan penyusutan lumen dipercepatkan dan jangka hayat dikurangkan. Susun atur PCB yang betul untuk penyebaran haba adalah disyorkan, terutamanya apabila memacu berbilang segmen atau digit secara serentak.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian (Binning)

LTS-4812SKR-P dikategorikan ke dalam kategori intensiti cahaya untuk memastikan konsistensi. Kod kategori (cth., J1, K2, M1) menunjukkan julat intensiti minimum dan maksimum yang dijamin untuk kumpulan peranti tersebut, diukur dalam mikrokandela (µcd) pada I_F=2mA dengan toleransi ±15%.

• Kategori Rendah (J1, J2):1301-2100 µcd. Sesuai untuk aplikasi di mana kecerahan rendah boleh diterima atau penjimatan kuasa adalah kritikal.
• Kategori Pertengahan (K1, K2, L1):2101-4300 µcd. Menawarkan keseimbangan kecerahan dan kecekapan untuk paparan tujuan umum.
• Kategori Tinggi (L2, M1, M2):4301-8600 µcd. Direka untuk aplikasi kecerahan tinggi atau di mana keterlihatan unggul dalam keadaan cahaya ambien tinggi diperlukan.

Menentukan kod kategori semasa membuat pesanan adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan rupa seragam merentasi berbilang unit.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, implikasinya adalah piawai untuk peranti LED.

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan eksponen. V_Fbiasa 2.6V pada 20mA ialah titik operasi utama untuk reka bentuk pemacu.
• Intensiti Cahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung I-L):Intensiti cahaya meningkat dengan arus tetapi tidak secara linear. Kecekapan (lumen per watt) biasanya memuncak pada arus yang lebih rendah daripada penarafan maksimum mutlak.
• Intensiti Cahaya vs. Suhu Ambien:Intensiti umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini menekankan kepentingan pengurusan terma untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten.
• Taburan Spektrum:Plot berpusat sekitar 639 nm (puncak) dengan separuh lebar 20 nm, mengesahkan pancaran Super Merah jalur sempit.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Toleransi Pakej

Peranti ini mematuhi garis besar SMD piawai. Dimensi kritikal termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, serta jarak dan saiz kaki. Semua dimensi utama mempunyai toleransi ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota kualiti utama termasuk had pada bahan asing, pencemaran dakwat, gelembung dalam kawasan segmen, dan serpihan pin plastik.

5.2 Konfigurasi Pin dan Gambar Rajah Litar

Paparan ini mempunyai konfigurasi 10 pin. Ia adalah perantianod sepunya. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan lapan segmen LED individu (a, b, c, d, e, f, g, dp) dengan anod mereka disambungkan secara dalaman kepada dua pin anod sepunya (Pin 3 dan Pin 8). Setiap katod segmen mempunyai pin khususnya sendiri.

Susunan Pin:

1: Katod E

2: Katod D

3: Anod Sepunya 1

4: Katod C

5: Katod DP (Titik Perpuluhan)

6: Katod B

7: Katod A

8: Anod Sepunya 2

9: Katod F

10: Katod G

Pengenalpastian Kutub:Pin anod sepunya mesti disambungkan ke voltan bekalan positif (melalui perintang pembatas arus yang sesuai). Segmen individu dihidupkan dengan menyambungkan pin katod mereka ke voltan yang lebih rendah (biasanya bumi).

5.3 Corak Pad Pateri yang Disyorkan

Corak land disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa alir semula. Mematuhi corak ini membantu mencegah tombstoning, ketidaksejajaran, dan fillet pateri yang tidak mencukupi.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Arahan Pateri Alir Semula (Reflow)

Peranti ini dinilai untuk maksimum dua kitaran pateri alir semula. Penyejukan lengkap ke suhu bilik diperlukan antara kitaran.

• Profil:Pra-panas: 120-150°C untuk maksimum 120 saat. Suhu puncak: 260°C maksimum.
• Pateri Tangan (Besi):Suhu hujung maksimum 300°C untuk maksimum 3 saat setiap sendi. Ini harus dihadkan kepada pembaikan sekali sahaja.

6.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Komponen dihantar dalam pembungkusan kalis lembapan. Ia mesti disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif (RH). Sebaik sahaja beg tertutup dibuka, komponen mula menyerap kelembapan dari persekitaran.

Keperluan Pembakaran (Baking):Jika komponen terdedah kepada keadaan ambien melebihi had yang ditentukan, ia mesti dibakar sebelum alir semula untuk mengelakkan keretakan popcorn atau pengelupasan semasa proses pateri suhu tinggi.

• Komponen dalam gegelung: Bakar pada 60°C untuk ≥48 jam.
• Komponen pukal: Bakar pada 100°C untuk ≥4 jam atau 125°C untuk ≥2 jam.

Penting:Pembakaran harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan tekanan terma tambahan.

7. Pembungkusan dan Spesifikasi Pesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung (Tape and Reel)

Peranti dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung, sesuai untuk pemasangan pick-and-place automatik.

• Dimensi Gegelung:Dimensi gegelung piawai disediakan (cth., gegelung 13-inci atau 22-inci).
• Pita Pembawa:Diperbuat daripada aloi polistirena konduktif hitam. Dimensi mematuhi piawaian EIA-481-D. Spesifikasi utama termasuk toleransi kelengkungan dan toleransi pic terkumpul lebih 10 lubang sproket.
• Kuantiti Pembungkusan:Gegelung 13-inci biasanya mengandungi 800 keping. Gegelung 22-inci mengandungi panjang pita 44.5 meter. Kuantiti pesanan minimum untuk baki ialah 200 keping.
• Orientasi:Pita termasuk bahagian pemimpin dan treler (minimum 400mm dan 40mm, masing-masing) untuk memudahkan pemuatan mesin.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Elektronik Pengguna:Jam digital, ketuhar gelombang mikro, paparan penyaman udara, peralatan audio.
• Instrumen:Panel meter, peralatan ujian, bacaan peranti perubatan.
• Kawalan Perindustrian:Penunjuk kawalan proses, paparan pemasa, bacaan kaunter.
• Pasaran Selepas Jualan Automotif:Paparan bantu di mana kecerahan tinggi dan sudut pandangan luas adalah bermanfaat.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

1. Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk setiap sambungan anod sepunya (atau setiap segmen jika menggunakan pemacu arus malar). Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan biasa (V_F~2.6V), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F). Contoh: Untuk V_CC=5V dan I_F=10mA, R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω.
2. Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, skim pemacu berbilang adalah biasa. Pastikan arus puncak dalam skim ini tidak melebihi penarafan maksimum mutlak (90mA berdenyut) dan arus purata menghormati had arus berterusan yang diturunkan berdasarkan kitar tugas dan suhu.
3. Pengurusan Terma:Sediakan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB yang disambungkan ke pad terma (jika ada) atau kaki peranti untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya dalam aplikasi kecerahan tinggi atau suhu ambien tinggi.
4. Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sensitif, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai untuk peranti semikonduktor adalah disyorkan semasa pemasangan.
5. Antara Muka Optik:Pertimbangkan reka bentuk muka kelabu/segmen putih apabila memilih lapisan atau penapis untuk mengekalkan kontras optimum.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak (639nm) dan panjang gelombang dominan (631nm)?

Panjang gelombang puncak ialah ukuran fizikal titik keamatan tertinggi dalam spektrum pancaran. Panjang gelombang dominan ialah nilai terkira yang mewakili warna yang dirasai oleh mata manusia. Untuk sumber monokromatik seperti LED merah ini, ia adalah hampir tetapi tidak sama disebabkan oleh bentuk lengkung kepekaan mata.

9.2 Bolehkah saya memacu paparan ini secara langsung dengan pin GPIO mikropengawal 3.3V?

Tidak. Pin GPIO biasa tidak boleh menyumber atau menyerap arus yang mencukupi (biasanya 20-25mA maks per pin, dengan had pakej keseluruhan) untuk memacu berbilang segmen LED dengan terang dan selamat. Tambahan pula, voltan hadapan LED (~2.6V) hampir dengan 3.3V, meninggalkan sedikit ruang kepala untuk perintang pembatas arus. Anda mesti menggunakan litar pemacu, seperti tatasusunan transistor atau IC pemacu LED khusus.

9.3 Mengapa kitaran alir semula maksimum dihadkan kepada dua?

Berbilang kitaran alir semula mendedahkan pakej plastik dan ikatan wayar dalaman kepada tekanan terma berulang, yang berpotensi membawa kepada kegagalan mekanikal, peningkatan penyerapan kelembapan, atau degradasi bahan epoksi. Had ini memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

9.4 Bagaimana saya memilih kategori intensiti cahaya yang sesuai?

Pilih berdasarkan keadaan cahaya ambien aplikasi anda dan kebolehbacaan yang diperlukan. Untuk cahaya ambien dalaman yang rendah, kategori rendah (J, K) mungkin mencukupi dan lebih cekap tenaga. Untuk aplikasi yang boleh dibaca cahaya matahari atau cahaya ambien tinggi, tentukan kategori yang lebih tinggi (L, M). Untuk paparan berbilang digit, menentukan kod kategori yang sama adalah penting untuk keseragaman.

10. Latar Belakang dan Tren Teknologi

10.1 Teknologi LED AlInGaP

Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) ialah bahan semikonduktor yang direka khas untuk pancaran cahaya berkecekapan tinggi dalam panjang gelombang merah, oren, dan kuning. Ditumbuhkan pada substrat GaAs, ia menawarkan prestasi unggul berbanding teknologi lama seperti GaAsP, memberikan kecerahan yang lebih tinggi, kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat yang lebih panjang. Penamaan "Super Merah" biasanya menunjukkan komposisi khusus yang dioptimumkan untuk kecekapan cahaya tinggi dan titik warna merah yang tepu secara visual.

10.2 Tren Paparan LED SMD

Tren dalam komponen paparan terus ke arah pengecilan, kebolehpercayaan yang lebih tinggi, dan integrasi. Walaupun paparan SMD digit tunggal seperti LTS-4812SKR-P kekal penting untuk bacaan angka berjulat, terdapat pertumbuhan selari dalam paparan SMD matriks titik dan modul paparan bersepadu sepenuhnya dengan pengawal terbenam. Permintaan untuk julat suhu operasi yang lebih luas, penggunaan kuasa yang lebih rendah, dan keserasian dengan proses pateri bebas plumbum dan suhu tinggi (seperti yang diperlukan untuk elektronik automotif) terus mendorong pembangunan komponen.