Ficha Técnica do Display LED LTS-2806CKR-P - Altura do Dígito 0,28 Polegadas - Super Vermelho - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-2806CKR-P é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display numérico de um único dígito. A sua função principal é fornecer uma indicação numérica clara e fiável num encapsulamento compacto e moderno, adequado para processos de montagem automatizados. A característica definidora deste componente é a utilização do material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os chips emissores de luz, que são cultivados num substrato de Arsenieto de Gálio (GaAs). Esta tecnologia de material é especificamente escolhida para produzir luz de alta eficiência no espectro do vermelho ao âmbar-alaranjado. O design visual apresenta um painel frontal cinzento com filtros de segmento brancos, uma combinação que visa melhorar o contraste e a legibilidade quando os segmentos estão iluminados.

1.1 Características Principais e Aplicações-Alvo

Este display é concebido para integração em equipamentos eletrónicos de consumo e industriais onde o espaço, a eficiência energética e a fiabilidade são considerações-chave. A sua altura de dígito de 0,28 polegadas (7,0 mm) oferece um equilíbrio entre visibilidade e conservação de espaço na placa. O design de segmento contínuo e uniforme garante uma aparência de caráter consistente e profissional. As principais vantagens incluem baixo requisito de potência, elevado brilho, excelente contraste e um amplo ângulo de visão, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações de leitura. É categorizado por intensidade luminosa, permitindo a correspondência de brilho em aplicações com múltiplos dígitos, e é fornecido num encapsulamento sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS. As aplicações típicas incluem painéis de instrumentação, eletrodomésticos, equipamentos de comunicação, dispositivos de automação de escritório e vários painéis de controlo onde é necessário um único dígito numérico.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

O desempenho do LTS-2806CKR-P é definido por um conjunto de valores máximos absolutos e características elétricas/ópticas padrão. Compreender estes parâmetros é crítico para um design de circuito fiável e operação a longo prazo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal. A dissipação máxima de potência por segmento é de 70 mW. A corrente direta de pico por segmento é classificada em 90 mA, mas isto só é permitido em condições de pulso específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms. A corrente direta contínua por segmento é reduzida linearmente a partir de 25 mA a 25°C. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação e armazenamento de -35°C a +105°C. Para soldadura manual, a ponta do ferro deve ser mantida a 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento por um máximo de 3 segundos a 260°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos em condições de teste padrão (Ta=25°C) e representam o desempenho típico. A intensidade luminosa média (Iv) é uma métrica primária. A uma corrente direta (If) de 1 mA, a intensidade mínima é de 201 µcd, com um valor típico de 650 µcd. A 10 mA, a intensidade típica sobe significativamente para 8250 µcd. A tensão direta (Vf) por chip é tipicamente de 2,6V a uma corrente de teste de 20 mA, com um máximo de 2,6V. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 639 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) é de 631 nm, ambos medidos a 20 mA, colocando a saída firmemente na região de cor super vermelha. A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 20 nm. A corrente reversa (Ir) por segmento é no máximo de 100 µA a uma tensão reversa (Vr) de 5V. É crucial notar que esta condição de tensão reversa é apenas para fins de teste e o dispositivo não deve ser operado continuamente sob polarização reversa. A relação de correspondência de intensidade luminosa entre segmentos é especificada como 2:1 no máximo quando acionado a 1 mA.

3. Categorização e Correspondência de Desempenho

A ficha técnica indica que o LTS-2806CKR-P é "categorizado por intensidade luminosa". Isto refere-se a um processo de categorização onde as unidades fabricadas são classificadas com base na sua saída de luz medida a uma corrente de teste padrão. Isto permite aos designers selecionar displays do mesmo ou de categorias de intensidade adjacentes para garantir um brilho uniforme em todos os dígitos num display de múltiplos dígitos, evitando variações notáveis na luminosidade dos segmentos. Embora códigos de categoria específicos não sejam detalhados neste excerto, esta funcionalidade é essencial para aplicações que requerem uma aparência visual consistente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, a ficha técnica faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas". Estas curvas são inestimáveis para engenheiros de projeto. Elas normalmente incluem a relação entre a corrente direta (If) e a tensão direta (Vf), mostrando o comportamento de condução do díodo. Mais importante, incluem curvas que traçam a intensidade luminosa (Iv) em função da corrente direta (If), que é não linear. Esta curva ajuda os designers a selecionar a corrente de acionamento ideal para alcançar o brilho desejado, gerindo simultaneamente o consumo de energia e o calor. Outra curva crítica descreveria a variação da intensidade luminosa com a temperatura ambiente (Ta), mostrando como a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Isto é vital para projetar sistemas que operam em ambientes de temperatura elevada, garantindo que é incluída uma margem de brilho suficiente.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões e Tolerâncias do Encapsulamento

O LTS-2806CKR-P é fornecido num encapsulamento de montagem em superfície. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros. As tolerâncias gerais são de ±0,25 mm salvo indicação em contrário. A ficha técnica também inclui critérios específicos de qualidade visual e mecânica: material estranho num segmento deve ser ≤10 mils, contaminação por tinta na superfície ≤20 mils, bolhas dentro de um segmento ≤10 mils, curvatura do refletor deve ser ≤1% do seu comprimento, e rebarbas nos pinos de plástico não devem exceder 0,1 mm. Estes critérios garantem qualidade física consistente e colocação fiável durante a montagem.

5.2 Circuito Interno e Configuração dos Pinos

O dispositivo tem um diagrama de circuito interno que mostra uma configuração de ânodo comum. Isto significa que os ânodos de todos os segmentos LED estão ligados internamente. O display tem um total de 12 pinos. A tabela de ligação dos pinos é essencial para o layout do PCB: o Pino 4 e o Pino 9 são ambos ligações de Ânodo Comum. Os cátodos para os segmentos A, B, C, D, E, F, G e DP (ponto decimal) estão ligados aos pinos 8, 7, 5, 2, 3, 10, 12 e 6, respetivamente. Os Pinos 1 e 11 estão marcados como "Sem Ligação" (N/C). Esta disposição dos pinos deve ser seguida precisamente para garantir a iluminação correta dos segmentos.

6. Diretrizes de Soldadura, Montagem e Manuseamento

6.1 Instruções de Soldadura SMT

O dispositivo é projetado para processos de soldadura por refluxo. Uma instrução crítica é que o número de ciclos do processo de refluxo deve ser inferior a dois. Além disso, o dispositivo deve ser deixado arrefecer até à temperatura ambiente normal entre o primeiro e o segundo processo de soldadura, se for necessária uma segunda passagem. O perfil de refluxo recomendado inclui uma fase de pré-aquecimento a 120–150°C, com um tempo de pré-aquecimento máximo de 120 segundos. A temperatura de pico durante o refluxo não deve exceder 260°C. Para soldadura manual com ferro, a temperatura máxima da ponta é de 300°C, com um tempo de soldadura não superior a 3 segundos por junta.

6.2 Padrão de Soldadura Recomendado

É fornecida uma recomendação de padrão de solda (footprint) para o design do PCB. Aderir a este padrão é crucial para obter juntas de soldadura fiáveis, alinhamento adequado e minimizar o stress no componente durante os ciclos térmicos. O padrão define o tamanho, forma e espaçamento das almofadas de cobre no PCB que correspondem aos terminais do dispositivo.

6.3 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Os displays SMD são expedidos em embalagem à prova de humidade. Devem ser armazenados a 30°C ou menos e 60% de humidade relativa (HR) ou menos. Uma vez que a embalagem selada original é aberta, os componentes começam a absorver humidade da atmosfera. Se as peças não forem armazenadas num ambiente seco controlado (por exemplo, um armário seco) após a abertura, devem passar por um processo de cozedura antes de serem submetidas à soldadura por refluxo para evitar "popcorning" ou delaminação interna causada pela rápida expansão do vapor. As condições de cozedura são especificadas: 60°C durante ≥48 horas se ainda estiverem na bobina, ou 100°C durante ≥4 horas ou 125°C durante ≥2 horas se a granel. A cozedura só deve ser realizada uma vez.

7. Especificações de Embalagem e Encomenda

O dispositivo é fornecido em fita e bobina para montagem automatizada pick-and-place. As dimensões da bobina de embalagem e da fita transportadora são fornecidas, sendo o material da fita especificado como liga de poliestireno condutivo preto. As dimensões da fita cumprem as normas EIA-481. Uma bobina padrão de 22 polegadas contém 38,5 metros de fita, que contém 1000 peças do componente. É especificada uma quantidade mínima de embalagem de 250 peças para encomendas de restante. A fita inclui secções de guia e final (mínimo de 400mm e 40mm, respetivamente) para facilitar a alimentação da máquina.

8. Considerações e Precauções de Design de Aplicação

A ficha técnica inclui precauções importantes de aplicação. O display destina-se a equipamentos eletrónicos comuns. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional onde uma falha pode colocar em risco a vida ou a saúde (aviação, sistemas médicos, etc.), é necessária consulta com o fabricante antes da utilização. Os designers devem aderir aos valores máximos absolutos. Exceder a corrente de acionamento recomendada ou a temperatura de operação pode levar a uma degradação severa da saída de luz ou a uma falha prematura. O circuito de acionamento deve incluir proteção contra tensões reversas e picos de tensão transitórios durante a ligação ou desligamento. É recomendado o acionamento por corrente constante em vez de tensão constante para garantir intensidade luminosa consistente, independentemente das variações de tensão direta (Vf) entre LEDs individuais ou com a temperatura. O design do circuito deve ter em conta toda a faixa de Vf especificada para garantir que a corrente de acionamento pretendida é sempre fornecida. Deve ser considerada uma dissipação de calor adequada e um layout da placa para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros, especialmente quando operando a correntes mais altas ou em ambientes quentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTS-2806CKR-P diferencia-se através da sua combinação específica de atributos. A utilização da tecnologia AlInGaP para os chips vermelhos oferece tipicamente maior eficiência e melhor desempenho a temperaturas elevadas em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP padrão. A altura de dígito de 0,28 polegadas preenche um nicho entre displays menores e menos visíveis e displays maiores e mais consumidores de energia. A configuração de ânodo comum é um diferenciador-chave; muitos circuitos integrados de acionamento são projetados para multiplexagem de ânodo comum, tornando este display compatível com uma ampla gama de controladores de display padrão. A sua categorização por intensidade luminosa é uma vantagem significativa para designs de múltiplos dígitos em relação a peças não categorizadas, garantindo consistência visual.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este display com uma fonte de 5V e uma simples resistência?

R: Sim, mas é necessário um cálculo cuidadoso. Usando uma fonte de 5V com uma Vf típica de 2,6V por segmento, sobram 2,4V para serem dissipados na resistência limitadora de corrente. Para uma corrente desejada de 10 mA, o valor da resistência seria R = V/I = 2,4V / 0,01A = 240 Ω. No entanto, deve usar uma resistência por cátodo de segmento (ou por ânodo comum se multiplexar) e considerar a Vf máxima de 2,6V no seu cálculo para garantir que a corrente nunca excede a classificação máxima.

P: Por que é recomendado o acionamento por corrente constante?

R: O brilho do LED é principalmente uma função da corrente, não da tensão. A tensão direta (Vf) tem um coeficiente de temperatura negativo e pode variar de unidade para unidade. Uma fonte de tensão constante com uma resistência em série fornece uma corrente constante aproximada, mas pode variar com mudanças na Vf. Um controlador de corrente constante dedicado fornece uma corrente estável independentemente destas variações, garantindo brilho consistente e maior tempo de vida.

P: O que significa "ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms" para a classificação de corrente de pico?

R: Esta classificação permite um pulso breve de alta corrente para alcançar brilho extra para multiplexagem ou efeitos de estroboscópio. Pode pulsar um segmento com 90 mA, mas o próprio pulso não deve ser mais largo que 0,1 milissegundos, e a corrente média ao longo do tempo deve respeitar o ciclo de trabalho de 1/10 (ou seja, o segmento só está ligado 10% do tempo). A corrente média neste cenário seria de 9 mA (90 mA * 0,1), que também deve estar dentro dos limites de redução da corrente contínua para a temperatura do dispositivo.

11. Estudo de Caso de Design e Utilização

Cenário: Projetar uma leitura de temperatura de um dígito para um termóstato.O LTS-2806CKR-P é um candidato ideal. O designer seleciona uma corrente de acionamento de 5 mA por segmento para equilibrar brilho e consumo de energia para um dispositivo alimentado a bateria. É escolhido um microcontrolador com pinos de controlador de display de segmento integrados. Como o display é de ânodo comum, o controlador do microcontrolador é configurado em conformidade. O layout do PCB segue estritamente o padrão de soldadura recomendado. O display é armazenado num armário seco após a bobina ser aberta. Durante a montagem, é utilizada uma única passagem de refluxo. O produto final exibe um número vermelho claro e uniformemente brilhante que é facilmente legível em condições típicas de iluminação interior, com um baixo consumo geral de energia que contribui para uma maior vida útil da bateria.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O princípio central de emissão de luz baseia-se numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões do material tipo-n e lacunas do material tipo-p são injetados na região da junção. Quando um eletrão se recombina com uma lacuna, cai para um estado de energia mais baixo, libertando a diferença de energia como um fotão (luz). O comprimento de onda específico (cor) desta luz é determinado pela banda proibida do material semicondutor. O LTS-2806CKR-P utiliza AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), um semicondutor composto cuja banda proibida pode ser ajustada alterando as proporções dos seus elementos constituintes para emitir luz eficiente na região espectral do vermelho ao âmbar. O substrato de GaAs fornece o modelo cristalino para o crescimento das camadas epitaxiais de AlInGaP.

13. Tendências e Contexto da Indústria

A tendência em componentes de display como o LTS-2806CKR-P é para maior eficiência, encapsulamentos menores e maior integração. Embora os displays de segmento discretos permaneçam vitais para aplicações específicas, existe uma tendência paralela para displays matriciais integrados e OLEDs que oferecem mais flexibilidade na exibição de caracteres e gráficos. No entanto, para indicação numérica simples, de alto brilho e baixo custo, os displays de segmento SMD que utilizam materiais semicondutores avançados como AlInGaP e InGaN (para azul/verde/branco) continuam a ser amplamente utilizados. As exigências de menor consumo de energia, faixas de temperatura de operação mais amplas e maior fiabilidade impulsionam inovações em materiais e encapsulamento. A mudança para fabrico sem chumbo e em conformidade com a RoHS, como visto neste componente, é um requisito padrão da indústria impulsionado por regulamentações ambientais.