Folha de Dados do Display LED LTD-4830CKR-P - Altura do Dígito 0,39 Polegadas - Super Vermelho - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O produto é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) que apresenta um display LED de sete segmentos e dois dígitos. A aplicação principal é para leituras numéricas em equipamentos eletrónicos onde são necessários visibilidade clara e fiabilidade.

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

Este display caracteriza-se por uma altura de dígito de 0,39 polegadas (10,0 mm), proporcionando boa legibilidade. Utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) num substrato de GaAs para produzir uma emissão "Super Vermelho". O encapsulamento apresenta uma face cinza com segmentos brancos, melhorando o contraste. As principais vantagens incluem baixo consumo de energia, alto brilho, um amplo ângulo de visão e fiabilidade de estado sólido. É categorizado por intensidade luminosa e está em conformidade com os requisitos sem chumbo (RoHS). As suas aplicações típicas incluem eletrónica de consumo, painéis de instrumentação e interfaces de controlo industrial onde são preferidos componentes SMD que poupam espaço.

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peça específico é LTD-4830CKR-P. Este identificador significa uma configuração de ânodo comum com um ponto decimal à direita. O "Super Vermelho" refere-se à cor específica e à tecnologia de material dos chips LED utilizados.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estes parâmetros definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A dissipação máxima de potência por segmento é de 70 mW. A corrente direta de pico por segmento é de 90 mA, mas isto só é permitido em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A corrente direta contínua por segmento é classificada em 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,28 mA/°C, o que significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. O dispositivo é classificado para operação e armazenamento dentro de uma faixa de temperatura de -35°C a +105°C. A condição de soldadura com ferro é especificada como um processo único de 3 segundos a 300°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros operacionais típicos medidos a 25°C. A intensidade luminosa (Iv) é altamente dependente da corrente: tipicamente 501-1700 µcd a 1 mA e 22100 µcd a 10 mA por segmento. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é de 639 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) é de 631 nm, colocando a saída na região vermelha do espectro. A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 20 nm. A tensão direta (Vf) por chip é tipicamente de 2,6V a uma corrente de teste de 20 mA. A corrente reversa (Ir) é no máximo de 100 µA a uma tensão reversa (Vr) de 5V, mas é crucial notar que esta é uma condição de teste; o dispositivo não foi projetado para operação contínua em polarização reversa. O emparelhamento de intensidade luminosa entre segmentos é especificado com uma razão máxima de 2:1 sob condições de acionamento semelhantes para garantir uma aparência uniforme. A interferência entre segmentos é limitada a ≤ 2,5%.

2.3 Explicação do Sistema de Binning

A saída luminosa dos LEDs varia naturalmente na produção. Para garantir consistência para o utilizador final, os dispositivos são classificados em bins com base na sua intensidade luminosa medida a uma corrente de acionamento padrão de 1 mA. A tabela de bins fornecida lista cinco categorias (G, H, J, K, L) com faixas de intensidade mínima e máxima definidas em microcandelas (µcd), cada uma com uma tolerância de +/-15%. Por exemplo, o Bin G cobre 501-800 µcd, enquanto o Bin L cobre 3401-5400 µcd. Isto permite aos projetistas selecionar um grau de brilho adequado aos requisitos da sua aplicação.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas características típicas, que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas normalmente incluem:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Mostra a relação entre a corrente direta e a tensão direta, que é não linear. Isto é crítico para projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, ajudando a otimizar o brilho e a eficiência.
• Características de Temperatura:Mostraria como a tensão direta e a intensidade luminosa mudam com a temperatura ambiente ou de junção, informando decisões de gestão térmica.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, confirmando os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura espectral.

Os projetistas devem consultar os gráficos completos da folha de dados para fazer previsões precisas sobre o desempenho no seu ambiente operacional específico.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo vem num encapsulamento SMD padrão. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O desenho inclui comprimento, largura e altura totais, espaçamento dos terminais e a posição do ponto decimal. Notas de qualidade adicionais especificam limites para material estranho nos segmentos (≤10 mil), contaminação de tinta na superfície (≥20 mils), bolhas nos segmentos (≤10 mil), curvatura do refletor (≤1% do comprimento) e rebarbas nos pinos de plástico (máx. 0,1 mm).

4.2 Diagrama de Circuito Interno e Ligação dos Pinos

O diagrama de circuito interno mostra a configuração de ânodo comum para dois dígitos. O ânodo de cada dígito é comum, enquanto cada segmento (A-G e DP) tem o seu próprio pino de cátodo. A tabela de ligação dos pinos mapeia claramente o encapsulamento de 20 pinos. Por exemplo, os pinos 3 e 18 são os ânodos comuns para o Dígito 1, enquanto os pinos 8 e 13 são para o Dígito 2. Os cátodos para segmentos específicos (ex., A1, B1, DP1) são atribuídos a outros pinos. Esta informação é vital para criar a pegada correta na PCB e projetar o circuito de acionamento.

4.3 Padrão Recomendado para as Pistas de Soldadura

É fornecido um desenho de padrão de pistas para garantir juntas de solda fiáveis durante a soldadura por refluxo. Seguir este padrão recomendado ajuda a prevenir tombamento, solda insuficiente ou ponteamento.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Instruções para Soldadura SMT

O dispositivo foi projetado para soldadura por refluxo. O perfil recomendado inclui uma fase de pré-aquecimento de 120-150°C por um máximo de 120 segundos, seguida de uma temperatura de pico não superior a 260°C. O número total de ciclos do processo de refluxo deve ser inferior a dois. Se for necessária uma segunda passagem, o conjunto deve ser deixado arrefecer até à temperatura ambiente entre os ciclos. Para reparação manual, a soldadura com ferro é limitada a uma única vez, a uma temperatura máxima de 300°C por não mais de 3 segundos. Estes limites existem para prevenir danos térmicos no encapsulamento de plástico e nas ligações internas dos fios.

5.2 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

O encapsulamento SMD é sensível à humidade. É enviado num saco à prova de humidade com um Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) de 3. Isto significa que o dispositivo deve ser utilizado dentro de 168 horas (1 semana) após a abertura do saco quando armazenado em condições de fábrica (≤30°C/60% RH). Se exposto além deste período ou não armazenado em condições secas, as peças devem ser pré-aquecidas (baked) antes do refluxo para expelir a humidade absorvida e prevenir danos de "popcorning" durante a soldadura. As condições de pré-aquecimento são especificadas: 60°C por ≥48 horas se em bobina, ou 100°C por ≥4 horas / 125°C por ≥2 horas se a granel.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os dispositivos são fornecidos em fitas transportadoras embossadas de 13 polegadas enroladas em bobinas. Cada bobina contém 550 peças. É especificada uma quantidade mínima de embalagem de 200 peças para lotes remanescentes. São fornecidas dimensões detalhadas para a bobina de embalagem, o bolso da fita transportadora que contém o dispositivo e a fita de início/fim para garantir compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Sugestões de Aplicação

Este display destina-se a equipamentos eletrónicos comuns, como equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional onde uma falha pode comprometer a segurança (ex., aviação, sistemas médicos), é necessária consulta. O circuito de acionamento deve ser projetado para cumprir as especificações absolutas máximas. As principais considerações de projeto incluem:

• Controlo de Corrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um driver de corrente constante ou resistências limitadoras de corrente apropriadas são obrigatórias para evitar exceder a corrente contínua máxima, o que causa degradação severa da luz ou falha.
• Gestão Térmica:Operar a temperaturas acima da faixa recomendada acelera o envelhecimento. Garanta um layout de PCB e ventilação adequados, especialmente quando acionado a correntes mais altas.
• Proteção Elétrica:O circuito deve incorporar proteção contra tensões reversas e picos de tensão transitórios durante as sequências de ligar/desligar, uma vez que os LEDs têm uma baixa tensão de ruptura reversa.
• Seleção de Bin:Escolha o bin de intensidade luminosa apropriado (G a L) com base no brilho necessário e nas condições de visualização da aplicação final.

7.2 Perguntas Frequentes Baseadas nos Parâmetros Técnicos

P: Que corrente de acionamento devo usar?

R: A corrente depende do brilho necessário. Consulte a curva Iv vs. If. Um ponto operacional típico está entre 5-20 mA por segmento. Utilize sempre uma fonte de corrente constante ou uma resistência em série calculada usando (Tensão de Alimentação - Vf total dos LEDs em série) / Corrente Desejada.

P: Posso multiplexar estes dígitos?

R: Sim, a configuração de ânodo comum é ideal para multiplexação. Ao ativar sequencialmente o ânodo comum de cada dígito e apresentar os dados do cátodo para esse dígito, pode controlar múltiplos dígitos com menos pinos de I/O. Certifique-se de que a corrente de pico na operação multiplexada não excede as especificações absolutas máximas.

P: Como interpreto a razão de emparelhamento de intensidade de 2:1?

R: Isto significa que, dentro de um único dispositivo, o segmento mais escuro não será menos de metade do brilho do segmento mais brilhante quando acionado em condições idênticas. Isto garante uniformidade visual.

8. Princípio de Operação e Tendências Tecnológicas

8.1 Princípio de Operação

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (a camada epitaxial de AlInGaP). Esta recombinação liberta energia na forma de fotões, produzindo luz. A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, vermelho. Cada segmento do dígito é um conjunto separado destes chips LED conectados num padrão.

8.2 Contexto e Tendências Tecnológicas

A tecnologia AlInGaP é madura para produzir LEDs vermelhos, laranja e amarelos de alta eficiência. Comparada com tecnologias mais antigas, oferece maior brilho e melhor estabilidade térmica. A tendência em componentes de display como este é para maior densidade de píxeis (segmentos menores ou matriz de pontos), menor consumo de energia, melhores rácios de contraste e integração de eletrónica de acionamento. A tecnologia de montagem em superfície (SMT) mantém-se dominante para montagem automatizada. A mudança para materiais sem chumbo e sem halogéneos em conformidade com regulamentações ambientais é também uma prática padrão da indústria.