Ficha Técnica do Display LED LTS-4817SKR-P - Altura do Dígito 0,39 Polegadas - Super Vermelho - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-4817SKR-P é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display numérico de um único dígito. A sua função principal é fornecer leituras numéricas claras e brilhantes em várias aplicações eletrónicas. O dispositivo utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) num substrato de GaAs para produzir a sua característica cor Super Vermelho. Esta escolha de material é fundamental para alcançar alto brilho e eficiência dentro do espectro vermelho. O display apresenta uma face cinza com segmentos brancos, uma combinação projetada para maximizar o contraste e a legibilidade, especialmente em condições de luz ambiente. Foi especificamente concebido para ser adequado para processos de montagem reversa, oferecendo flexibilidade no design da PCB e na estética do produto final.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Tamanho do Dígito:Apresenta uma altura de dígito de 0,39 polegadas (10,0 mm), oferecendo um equilíbrio entre visibilidade e eficiência de espaço na placa.
• Qualidade dos Segmentos:Fornece segmentos contínuos e uniformes para uma aparência de caráter consistente, sem falhas ou irregularidades.
• Eficiência Energética:Projetado para baixo consumo de energia, tornando-o adequado para aplicações alimentadas por bateria ou com consciência energética.
• Desempenho Óptico:Oferece alto brilho e alto contraste, garantindo excelente legibilidade. O amplo ângulo de visão mantém a visibilidade a partir de várias perspetivas.
• Fiabilidade:Beneficia da fiabilidade do estado sólido, sem partes móveis, resultando numa longa vida operacional.
• Binning (Classificação):Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa, permitindo uma correspondência de brilho consistente em displays de múltiplos dígitos.
• Conformidade:O encapsulamento é livre de chumbo, fabricado de acordo com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peça LTS-4817SKR-P descodifica os atributos-chave do dispositivo: um display de um dígito com emissão Super Vermelho, configuração de ânodo comum e um ponto decimal à direita. Esta configuração específica é crítica para o design correto do circuito e mapeamento dos pinos.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendado operar o dispositivo continuamente nestes limites ou perto deles.

• Dissipação de Potência por Segmento:Máximo de 70 mW.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:90 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Este valor é reduzido linearmente a 0,28 mA/°C à medida que a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C.
• Gama de Temperatura:A gama de temperatura de operação e armazenamento é de -35°C a +105°C.
• Tolerância à Soldadura:Pode suportar soldadura com ferro a 260°C durante 3 segundos, medido a 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de 500 µcd (mín.) a 1600 µcd (típ.) a uma corrente direta (I_F) de 1 mA. A I_F=10 mA, a intensidade típica é de 20.800 µcd. A intensidade é medida usando um filtro que corresponde à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Comprimento de Onda:O comprimento de onda de emissão de pico (λ_p) é de 639 nm (típ.). O comprimento de onda dominante (λ_d) é de 631 nm (típ.). A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 20 nm (típ.). Estes definem a saída de cor vermelha pura.
• Tensão Direta (V_F):Por chip LED, tipicamente 2,6V com um máximo de 2,6V a I_F=20 mA. O mínimo é de 2,05V.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 100 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; o dispositivo não se destina a operação contínua em polarização reversa.
• Taxa de Correspondência de Intensidade:A relação de intensidade luminosa entre segmentos em áreas de luz semelhantes é de 2:1 no máximo a I_F=1 mA, garantindo uma aparência uniforme.
• Diafonia (Crosstalk):Especificado como ≤ 2,5%, minimizando a fuga de luz indesejada entre segmentos adjacentes.

2.3 Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica que os dispositivos são "categorizados por intensidade luminosa." Isto significa que os LEDs são testados e classificados ("binned") com base na sua saída de luz medida a uma corrente de teste padrão. Este processo garante que, quando múltiplos dígitos são usados num único display (como num relógio ou medidor), todos os dígitos terão um nível de brilho consistente, impedindo que um dígito apareça visivelmente mais escuro ou mais brilhante do que os seus vizinhos. Os designers podem especificar um código de bin para garantir esta uniformidade.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a curvas de desempenho típicas que representam graficamente a relação entre parâmetros-chave. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tal dispositivo normalmente incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até aos limites máximos especificados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, destacando a importância da gestão térmica.
• Distribuição Espectral de Potência:Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrando-se no pico de 639 nm.

Estas curvas permitem aos engenheiros prever o comportamento do dispositivo em condições não padrão (correntes, temperaturas diferentes) e otimizar o seu design para desempenho e fiabilidade.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo tem dimensões físicas específicas com uma tolerância de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Notas dimensionais-chave incluem limites para material estranho dentro dos segmentos (≤10 mil), contaminação por tinta na superfície (≥20 mils), bolhas nos segmentos (≤10 mil), curvatura do refletor (≤1% do seu comprimento) e rebarba máxima do pino de plástico (0,14 mm). Um desenho dimensionado detalhado é essencial para criar a pegada da PCB.

4.2 Circuito Interno e Pinagem

O display tem uma configuração de ânodo comum. O diagrama do circuito interno mostra dez pinos ligados aos ânodos e cátodos dos sete segmentos (A-G) e do ponto decimal (DP).

Tabela de Ligação dos Pinos:

• Pino 1: Cátodo E
• Pino 2: Cátodo D
• Pino 3: Ânodo Comum
• Pino 4: Cátodo C
• Pino 5: Cátodo DP (Ponto Decimal)
• Pino 6: Cátodo B
• Pino 7: Cátodo A
• Pino 8: Ânodo Comum
• Pino 9: Cátodo F
• Pino 10: Cátodo G

Os pinos 3 e 8 estão ambos ligados internamente ao ânodo comum. Este design de pino duplo de ânodo ajuda na distribuição de corrente e na gestão térmica.

4.3 Padrão de Soldadura Recomendado

A ficha técnica fornece dois designs distintos de padrão de solda (pegada) para PCB: um para montagem normal e outro para montagem reversa. O padrão de montagem reversa inclui um recorte na PCB. Usar o padrão correto é crítico para a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e para alcançar o efeito visual pretendido (montagem nivelada para montagem reversa).

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Instruções de Soldadura SMT

O dispositivo destina-se à montagem por tecnologia de montagem em superfície (SMT). Instruções críticas incluem:

• Soldadura por Reflow (Método Principal):Máximo de dois ciclos de reflow. É necessário um período de arrefecimento até à temperatura normal entre os ciclos.
  • Pré-aquecimento: 120–150°C
  • Tempo de Pré-aquecimento: máximo de 120 segundos
  • Temperatura de Pico: máximo de 260°C
  • Tempo Acima do Líquidus: máximo de 5 segundos
• Soldadura Manual (Ferro):Deve ser limitada a reparações pontuais. A temperatura máxima do ferro é de 300°C com um tempo máximo de soldadura de 3 segundos por junta.

Exceder estes perfis térmicos ou contagens de ciclos pode danificar o encapsulamento de plástico ou o chip LED interno.

5.2 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Os displays SMD são enviados em embalagem à prova de humidade. Devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa (HR). Uma vez aberto o saco selado, os componentes começam a absorver humidade do ar. Se as peças não forem usadas imediatamente e não forem armazenadas num ambiente seco controlado (ex.: armário seco), devem ser "cozidas" (baked) antes do processo de soldadura por reflow para evitar o "efeito pipoca" ou fissuras no encapsulamento causadas pela rápida expansão do vapor durante o aquecimento.

Condições de "Baking" (apenas uma vez):

• Peças em Bobina: 60°C durante ≥48 horas.
• Peças a Granel: 100°C durante ≥4 horas ou 125°C durante ≥2 horas.

6. Informações de Embalagem e Encomenda

6.1 Especificações de Embalagem

O dispositivo é fornecido em fita e bobina para montagem automatizada pick-and-place. A ficha técnica detalha as dimensões tanto da bobina de embalagem como da fita transportadora.

• Dimensões da Bobina:Fornecidas para tamanhos de bobina padrão.
• Dimensões da Fita Transportadora:São fornecidas especificações separadas para dispositivos de montagem normal e reversa, refletindo as suas diferentes orientações na fita. As especificações-chave da fita incluem tolerância de passo cumulativo, limites de curvatura e conformidade com os padrões EIA-481-C.
• Quantidades:Uma bobina padrão de 13 polegadas contém 800 peças. A quantidade mínima de encomenda para remanescentes é de 200 peças.
• Fita de Início/Término:A bobina inclui uma fita de início (mínimo 400 mm) e uma fita de término (mínimo 40 mm) para manuseamento da máquina.

6.2 Rotulagem e Rastreabilidade

A fita transportadora inclui marcações para Número da Peça, Código de Data e Código de Bin, fornecendo rastreabilidade completa para fins de fabrico e controlo de qualidade.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTS-4817SKR-P é ideal para aplicações que requerem um display numérico de um dígito, brilhante e fiável, num formato SMD compacto. Usos comuns incluem:

• Eletrónica de consumo: balanças digitais, temporizadores de cozinha, displays de equipamentos de áudio.
• Equipamento industrial: painéis de medidores, leituras de instrumentos, indicadores de estado de sistemas de controlo.
• Automóvel (aftermarket): conjuntos de instrumentos, computadores de bordo.
• Dispositivos médicos: monitores portáteis onde baixo consumo e alto contraste são fundamentais.
• Eletrodomésticos: fornos micro-ondas, máquinas de lavar, termostatos (especialmente com montagem reversa para um aspeto elegante e integrado).

7.2 Considerações de Design Críticas

• Limitação de Corrente:Os LEDs são dispositivos controlados por corrente. Um resistor limitador de corrente em série ou um circuito de acionamento de corrente constante é obrigatório para cada segmento ou ânodo comum para evitar exceder a corrente direta contínua máxima, especialmente considerando a redução com a temperatura.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência por segmento seja baixa, o calor combinado de múltiplos segmentos num design de múltiplos dígitos ou a operação em altas temperaturas ambientes deve ser considerado. Uma área de cobre adequada na PCB e ventilação ajudam a manter a temperatura da junção dentro de limites seguros.
• Estética da Montagem Reversa:Ao usar a opção de montagem reversa, garanta que o recorte na PCB é maquinado com precisão e que o padrão de solda recomendado é seguido para alcançar uma aparência limpa e nivelada com o painel frontal.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado nesta ficha técnica, os LEDs AlInGaP podem ser sensíveis a descargas eletrostáticas (ESD). Devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTS-4817SKR-P diferencia-se através de vários atributos-chave:

• Tecnologia de Material (AlInGaP):Comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP, o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior e melhor estabilidade de temperatura para cores vermelhas e âmbar, resultando em displays mais brilhantes com cor mais consistente ao longo da temperatura e da vida útil.
• Capacidade de Montagem Reversa:Nem todos os displays LED SMD são projetados ou caracterizados para montagem reversa. As tolerâncias mecânicas especificadas e a pegada fornecida para este dispositivo tornam-no uma escolha fiável para esta abordagem de design.
• Binning de Intensidade:A correspondência de intensidade garantida (relação 2:1) é uma característica crítica para displays de múltiplos dígitos, eliminando o desajuste de brilho que pode ocorrer com peças não classificadas.
• Amplo Ângulo de Visão e Alto Contraste:A combinação da tecnologia do chip, face cinza e segmentos brancos é projetada para fornecer legibilidade superior a partir de ângulos amplos, comparado com displays com diferentes combinações de cores.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a diferença entre "comprimento de onda de pico" e "comprimento de onda dominante"?
R1: O comprimento de onda de pico (λ_p) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λ_d) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. Para um LED vermelho de espectro estreito como este, eles são próximos (639 nm vs. 631 nm), mas o λ_dé mais relevante para a perceção de cor humana.

P2: Porque existem dois pinos de ânodo comum (3 e 8)?
R2: Ter dois pinos de ânodo ajuda a distribuir a corrente direta total (que é a soma de todos os segmentos iluminados) por dois traços de PCB e juntas de solda. Isto melhora a capacidade de corrente, reduz o aquecimento dos traços e aumenta a fiabilidade da ligação mecânica.

P3: Posso acionar este display diretamente com um pino de um microcontrolador?
R3: Não. Um pino GPIO típico de um microcontrolador não pode fornecer ou absorver corrente suficiente (25 mA por segmento, potencialmente mais de 175 mA para todos os segmentos se o dígito '8' for exibido) e seria danificado. Deve usar acionadores externos (como matrizes de transístores ou circuitos integrados de acionamento de LED dedicados) controlados pelo microcontrolador.

P4: O que significa "redução linear a partir de 25°C" para a corrente direta contínua?
R4: Significa que a corrente contínua segura máxima diminui à medida que a temperatura aumenta acima de 25°C. O fator de redução é de 0,28 mA/°C. Por exemplo, a 50°C ambiente, a corrente máxima seria: 25 mA - [0,28 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 25 mA - 7 mA = 18 mA por segmento.

P5: É sempre necessário fazer "baking" depois de abrir o saco?
R5: O "baking" é necessárioapenas seos componentes tiverem sido expostos à humidade ambiente fora das condições de armazenamento especificadas (≤30°C/60% HR) durante um período que permita a absorção de humidade, e antes de serem submetidos à soldadura por reflow. Se forem usados imediatamente ou armazenados num ambiente seco, o "baking" pode não ser necessário. Consulte a etiqueta MSL (Nível de Sensibilidade à Humidade) no saco para limites de tempo de exposição específicos.