Folha de Dados do Display LED LTS-4812CKS-PM - Altura do Dígito 0,39 Polegadas - Amarelo - 2,05V Típico - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-4812CKS-PM é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display numérico de dígito único. Ele utiliza a tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) cultivada sobre um substrato de GaAs para produzir emissão de luz amarela. O display apresenta uma face cinza com segmentos brancos, proporcionando alto contraste para uma visibilidade clara dos caracteres. Sua aplicação principal é em dispositivos eletrônicos que requerem leituras numéricas compactas, confiáveis e brilhantes, como painéis de instrumentação, eletrônicos de consumo e controles industriais.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Tamanho Compacto:Apresenta uma altura padrão do dígito de 0,39 polegadas (10,0 mm), tornando-o adequado para aplicações com espaço limitado.
• Qualidade Óptica:Oferece segmentos uniformes e contínuos, excelente aparência dos caracteres, alto brilho e um amplo ângulo de visão para uma legibilidade ideal de várias posições.
• Eficiência Energética:Projetado com baixa exigência de potência, contribuindo para a economia de energia geral do sistema.
• Alta Confiabilidade:Beneficia-se da construção de estado sólido, garantindo longa vida operacional e resistência a choques e vibrações.
• Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa e comprimento de onda dominante, permitindo desempenho consistente na produção em lote.Conformidade Ambiental:
• O encapsulamento é livre de chumbo e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes limites não devem ser excedidos em nenhuma condição para evitar danos permanentes ao dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

Dissipação de Potência por Segmento:

• Máximo de 70 mW.Corrente Direta de Pico por Segmento:
• 90 mA (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1 ms).Corrente Direta Contínua por Segmento:
• 25 mA. Esta classificação é reduzida linearmente a 0,28 mA/°C para temperaturas acima de 25°C.Faixa de Temperatura de Operação e Armazenamento:
• -35°C a +105°C.Temperatura de Soldagem:
• Suporta soldagem com ferro a 260°C por 3 segundos, medido 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento.2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho típicos são medidos a Ta=25°C. Estes definem o comportamento operacional padrão do display.

Intensidade Luminosa Média (Iv):

• Varia de 1301 a 5400 µcd a uma corrente direta (IF) de 1 mA. Em IF=10 mA, é alcançada uma intensidade típica de 30250 µcd.Tensão Direta por Chip (VF):
• Tipicamente 2,05V, com uma faixa de 1,6V (MÍN) a 2,6V (MÁX) em IF=20 mA.Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):
• 588 nm em IF=20 mA.Comprimento de Onda Dominante (λd):
• Varia de 582,1 nm a 590 nm em IF=20 mA.Largura de Meia Espectral (Δλ):
• 15 nm em IF=20 mA.Corrente Reversa por Segmento (IR):
• Máximo de 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. Nota: Esta é uma condição de teste; o dispositivo não se destina à operação contínua em polarização reversa.Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa:
• A proporção entre os segmentos mais brilhantes e mais fracos em uma área de luz similar é de no máximo 2:1 em IF=1 mA, garantindo aparência uniforme.Crosstalk (Interferência):
• Especificado como ≤ 2,5%, minimizando a iluminação indesejada de segmentos adjacentes.3. Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os dispositivos são classificados em categorias ("bins") com base em parâmetros medidos.

3.1 Faixa de Categorização por Intensidade Luminosa

Os dispositivos são categorizados em três bins (J, K, L) com base na sua intensidade luminosa medida a 1 mA. A tolerância para atribuição do bin é de ±15%.

Bin J:

• 1301 – 2100 µcdBin K:
• 2101 – 3400 µcdBin L:
• 3401 – 5400 µcd3.2 Faixa de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Os dispositivos também são categorizados em quatro grupos de matiz (0, 1, 2, 3) com base no seu comprimento de onda dominante, com uma tolerância de ±1 nm.

Matiz 0:

• 582,1 – 584,0 nmMatiz 1:
• 584,1 – 586,0 nmMatiz 2:
• 586,1 – 588,0 nmMatiz 3:
• 588,1 – 590,0 nmEspecificar os bins permite que os projetistas selecionem componentes com propriedades ópticas rigidamente controladas para aplicações que exigem uniformidade de cor ou brilho em múltiplos displays.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na folha de dados, elas normalmente ilustram as seguintes relações críticas para o projeto:

Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):

• Mostra a relação não linear, essencial para calcular os valores do resistor limitador de corrente e a dissipação de potência.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:
• Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, auxiliando na otimização do brilho e nos cálculos de eficiência.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:
• Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura sobe, o que é vital para projetar sistemas que operam em ambientes de temperatura elevada.Distribuição Espectral:
• Descreve a potência relativa emitida através dos comprimentos de onda, centrada em torno do comprimento de onda de pico de 588 nm para este LED amarelo.5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está em conformidade com um contorno padrão SMD. As notas dimensionais principais incluem:

Todas as dimensões estão em milímetros (mm).

• A tolerância padrão é de ±0,25 mm, salvo especificação em contrário.
• Critérios de qualidade específicos são definidos para material estranho, contaminação por tinta, bolhas dentro dos segmentos, curvatura do refletor e rebarbas nos pinos de plástico para garantir fabricabilidade e aparência consistentes.
• 5.2 Configuração dos Pinos e Diagrama de Circuito

O display possui uma configuração de 10 pinos e utiliza uma topologia de circuito de ânodo comum. O diagrama interno mostra as conexões do ânodo compartilhadas para os segmentos, enquanto cada segmento (A-G e DP) tem seu próprio pino de cátodo. Esta configuração é comum para multiplexar múltiplos dígitos. A pinagem é a seguinte: Pino 3 e Pino 8 são Ânodos Comuns. Os pinos 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10 são cátodos para os segmentos E, D, C, DP, B, A, F, G, respectivamente.

5.3 Padrão Recomendado de Ilha de Solda

Um projeto de padrão de ilha ("land pattern") é fornecido para garantir a formação confiável das juntas de solda durante os processos de reflow. Seguir este padrão ajuda a evitar tombamento, desalinhamento e juntas de solda insuficientes.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Instruções para Soldagem por Reflow

O dispositivo é adequado para soldagem por reflow com as seguintes restrições críticas:

Ciclos Máximos de Reflow:

• O componente deve passar pelo processo de soldagem por reflow no máximo duas vezes.Requisito de Resfriamento:
• O dispositivo deve ser deixado esfriar até a temperatura ambiente normal entre o primeiro e o segundo processo de soldagem.Perfil Térmico:
• Um perfil térmico recomendado inclui uma etapa de pré-aquecimento a 120–150°C por no máximo 120 segundos, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C.6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve ser limitada a uma única vez, com a temperatura do ferro não excedendo 300°C e um tempo de soldagem máximo de 3 segundos por junta.

7. Embalagem e Manuseio

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora em relevo em bobinas para montagem automatizada. As especificações principais incluem:

O material da fita transportadora é liga de poliestireno condutivo preto.

• As dimensões estão em conformidade com os padrões EIA-481-D.
• O comprimento da embalagem é de 44,5 metros por bobina de 22 polegadas.
• A quantidade de componentes é de 800 peças por bobina de 13 polegadas.
• Uma quantidade mínima de embalagem de 200 peças é definida para lotes remanescentes.
• A bobina inclui partes líder e final para alimentação da máquina.
• 7.2 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Como um dispositivo de montagem em superfície, é sensível à absorção de umidade.

Remessa:

• Os dispositivos são enviados em embalagem à prova de umidade.Armazenamento:
• Sacos não abertos devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Umidade Relativa.Secagem (Baking):
• Se o saco for aberto ou as peças forem expostas a ambientes úmidos (>60% UR) por um período prolongado, a secagem é necessária antes do reflow para evitar o efeito "popcorn" ou delaminação. As condições de secagem recomendadas são: 60°C por ≥48 horas para peças em bobina, ou 100°C por ≥4 horas / 125°C por ≥2 horas para peças a granel.8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Ao projetar um circuito de acionamento para este display de ânodo comum, um resistor limitador de corrente deve ser conectado em série com cada pino de cátodo (segmento). O valor do resistor é calculado usando a fórmula R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (tipicamente 2,05V) e IF é a corrente direta desejada. Para aplicações multiplexadas que acionam múltiplos dígitos, são necessários transistores de chaveamento ou circuitos integrados (CIs) de acionamento apropriados no lado do ânodo.

8.2 Seleção de Brilho e Corrente

A intensidade luminosa é altamente dependente da corrente direta. Os projetistas podem consultar a curva característica de Iv vs. IF para selecionar uma corrente de operação que atenda ao brilho necessário, mantendo-se dentro dos valores máximos absolutos para corrente contínua e dissipação de potência. Reduzir a corrente em altas temperaturas ambientes é crucial para a confiabilidade.

8.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência por segmento seja baixa, a potência total para o dígito e a densidade na PCB devem ser consideradas. Garantir uma área de cobre adequada na PCB para as ilhas de solda do LED pode ajudar a dissipar o calor, especialmente ao operar com correntes mais altas ou em ambientes de alta temperatura.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é máxima (588 nm para este dispositivo). O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida da luz do LED, e é o parâmetro usado para a categorização por matiz (582,1-590 nm).

9.2 Posso acionar este display sem resistores limitadores de corrente?

Não. LEDs são dispositivos acionados por corrente. Operá-los diretamente de uma fonte de tensão sem um limite de corrente fará com que uma corrente excessiva flua, potencialmente excedendo o valor máximo absoluto e destruindo os segmentos do LED. Sempre use resistores em série ou um driver de corrente constante.

9.3 Por que o número de ciclos de reflow é limitado a dois?

A limitação se deve ao estresse térmico nos materiais do encapsulamento, nos fios de ligação internos e no próprio chip do LED. Múltiplos ciclos de alta temperatura podem degradar os materiais, aumentar o risco de delaminação ou enfraquecer as juntas de solda, afetando a confiabilidade a longo prazo.

9.4 Como interpreto os códigos de bin (por exemplo, J, K, L) ao fazer um pedido?

O código do bin especifica a faixa garantida de intensidade luminosa. Para obter brilho consistente em todos os dígitos do seu produto, você deve especificar o bin necessário (por exemplo, Bin L para o maior brilho) na sua ordem de compra. O fabricante fornecerá peças desse bin específico.

10. Introdução à Tecnologia e Princípio de Funcionamento

O LTS-4812CKS-PM é baseado no material semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) cultivado sobre um substrato de GaAs (Arseneto de Gálio). Este sistema de material é altamente eficiente para produzir luz nas regiões amarela, laranja e vermelha do espectro. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons. A composição específica das camadas de AlInGaP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida. O encapsulamento SMD abriga o chip LED, os fios de ligação e uma lente de epóxi moldada que molda a saída de luz e fornece proteção ambiental.

The LTS-4812CKS-PM is based on AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) semiconductor material grown on a GaAs (Gallium Arsenide) substrate. This material system is highly efficient for producing light in the yellow, orange, and red regions of the spectrum. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes recombine, releasing energy in the form of photons. The specific composition of the AlInGaP layers determines the bandgap energy and thus the wavelength (color) of the emitted light. The SMD package houses the LED chip, wire bonds, and a molded epoxy lens that shapes the light output and provides environmental protection.