Техническая спецификация светодиодного индикатора LTS-5825CKG-PST1 - Высота цифры 0.56 дюйма - Зеленый AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В - Постоянный ток 25мА

1. Обзор продукта

LTS-5825CKG-PST1 — это высокопроизводительный одноразрядный светодиодный индикатор для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для применений, требующих четкого и яркого цифрового отображения. Его основная технология основана на полупроводниковом материале фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), выращенном на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Эта материаловая система известна созданием высокоэффективного зеленого свечения. Индикатор имеет черный корпус для улучшенного контраста и белые сегменты для оптимального рассеивания света и видимости. При высоте цифры 0.56 дюйма (14.22 мм) он обеспечивает отличный внешний вид символов и подходит для широкого спектра потребительских и промышленных электронных устройств, где важен каждый миллиметр пространства, но критична читаемость.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данный индикатор спроектирован для надежности и производительности. Ключевые преимущества включают низкое энергопотребление, высокую яркость и широкий угол обзора, обеспечивающий читаемость с различных позиций. Цельная конструкция обеспечивает присущую надежность и длительный срок службы. Он классифицируется по световой интенсивности, что позволяет согласовывать яркость в многоразрядных приложениях. Основные целевые рынки включают приборные панели, контрольно-измерительное оборудование, POS-терминалы, системы промышленного управления и автомобильные дисплеи, где требуется одна, хорошо видимая цифра.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 70 мВт. Пиковый прямой ток на сегмент составляет 60 мА, но это допустимо только в импульсном режиме (частота 1 кГц, скважность 10%) для управления нагревом. Постоянный прямой ток на сегмент, который является безопасным пределом для стационарной работы, составляет 25 мА при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.28 мА при каждом повышении температуры окружающей среды выше 25°C. Устройство может работать и храниться в диапазоне температур от -40°C до +105°C. Условия пайки указывают, что корпус устройства должен находиться на расстоянии не менее 1/16 дюйма от плоскости установки во время 3-секундного оплавления при пиковой температуре 260°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний Ta = 25°C и описывают ожидаемую производительность. Световая интенсивность (Iv) варьируется от минимума 501 мккд до типичного значения 1700 мккд при прямом токе (IF) 1 мА. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет 571 нм, а доминирующая длина волны (λd) — 572 нм при IF=20мА, что четко определяет его в зеленом спектре. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет. Прямое напряжение на сегмент (VF) имеет максимум 2.6В при IF=20мА, с типичным значением 2.05В. Обратный ток (IR) составляет максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, хотя непрерывная работа при обратном смещении запрещена. Коэффициент соответствия световой интенсивности между сегментами установлен на уровне максимум 2:1, что обеспечивает равномерную яркость по всей цифре.

3. Механическая информация и данные о корпусе

3.1 Габаритные размеры и конструкция корпуса

Устройство выполнено в корпусе для поверхностного монтажа. Критические допуски размеров составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Конструктивные детали включают спецификации для пластикового заусенца (максимум 0.14 мм) и коробления печатной платы (максимум 0.06 мм). Покрытие контактных площадок критически важно для надежной пайки и состоит из слоистой структуры: минимум 1200 микро-дюймов меди, минимум 150 микро-дюймов никеля и 4 микро-дюйма золотого покрытия. Дополнительно наносится лакокрасочный слой толщиной 400 микро-дюймов.

3.2 Распиновка и внутренняя схема

Индикатор имеет 10-выводную конфигурацию и использует схему с общим анодом. Внутренняя схема показывает, что все аноды сегментов соединены внутри с двумя общими анодными выводами (Вывод 3 и Вывод 8). Каждый катод сегмента (A, B, C, D, E, F, G и десятичная точка DP) имеет свой собственный выделенный вывод. Такая конфигурация распространена для мультиплексированных приложений, где несколько разрядов используют общие линии управления.

4. Рекомендации по пайке и сборке

4.1 Инструкции по пайке SMT

Для пайки оплавлением необходимо соблюдать определенный температурный профиль. Стадия предварительного нагрева должна быть в диапазоне 120-150°C не более 120 секунд. Пиковая температура во время оплавления не должна превышать 260°C, а время выше этой критической температуры должно быть ограничено максимум 5 секундами. Критически важно, чтобы количество циклов процесса оплавления было менее двух. Если необходим второй цикл оплавления (например, для двустороннего монтажа), плата должна полностью остыть до нормальной температуры окружающей среды между первым и вторым процессами. Для ручной пайки паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами на соединение.

4.2 Рекомендуемый посадочный рисунок

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок (контактная площадка) с размерами в миллиметрах. Соблюдение этого рисунка крайне важно для достижения правильного формирования паяного соединения, механической стабильности и теплового режима во время работы.

5. Упаковка и обращение

5.1 Спецификации упаковки

Устройства поставляются на ленте в катушках для автоматизированной сборки. Несущая лента изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава толщиной 0.30±0.05 мм. Изгиб (коробление) несущей ленты контролируется в пределах 1 мм на длине 250 мм. Каждая 13-дюймовая катушка содержит 700 штук, а общая длина ленты на 22-дюймовой катушке составляет 44.5 метра. Упаковка включает начальный и конечный участки ленты (минимум 400 мм и 40 мм соответственно) для облегчения подачи в автомат. Минимальное количество упаковки для остаточных партий составляет 200 штук. Направление вытягивания ленты из катушки четко указано.

5.2 Чувствительность к влаге и сушка

Как устройство для поверхностного монтажа, индикатор чувствителен к поглощению влаги, что может вызвать \"вспучивание\" или расслоение во время высокотемпературного процесса оплавления. Устройства отгружаются в герметичной влагозащитной упаковке и должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤90%. После вскрытия герметичного пакета срок хранения устройств ограничен. Если пакет был открыт более одной недели в условиях, не соответствующих спецификациям хранения (менее 30°C и менее 60% относительной влажности), требуется сушка перед оплавлением. Условия сушки зависят от состояния упаковки: 60°C в течение ≥48 часов для деталей в катушке или 100°C в течение ≥4 часов / 125°C в течение ≥2 часов для деталей навалом. Сушку следует проводить только один раз.

6. Рекомендации по применению и соображения проектирования

6.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для любого применения, требующего одной, хорошо читаемой цифры. Типичные области использования включают цифровые часы (отображение секунд или минут), индикаторы уровня заряда батареи, одноразрядные счетчики, дисплеи установки параметров на приборах и дисплеи кодов состояния на электронном оборудовании. Его SMD-формат делает его подходящим для современных компактных конструкций печатных плат.

6.2 Соображения проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательные токоограничивающие резисторы для каждого катода сегмента. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, прямого напряжения (VF) светодиода и желаемого прямого тока (IF), который не должен превышать 25 мА в непрерывном режиме.
• Схема управления:Конфигурация с общим анодом упрощает управление с помощью низковольтных ключей (транзисторов или микросхем), которые стекают ток с катодов.
• Тепловой режим:Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия, особенно при работе вблизи максимального тока или при высоких температурах окружающей среды, чтобы предотвратить перегрев и снижение светового потока.
• Защита от ЭСР:Применяйте стандартные меры предосторожности от электростатического разряда во время обращения и сборки, как и для всех полупроводниковых приборов.

7. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для детального проектирования. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, инженеры обычно ожидают увидеть кривые зависимости прямого тока от прямого напряжения (IV-кривая), световой интенсивности от прямого тока, световой интенсивности от температуры окружающей среды и, возможно, спектрального распределения. Эти кривые позволяют разработчикам понять нелинейные поведения, такие как изменение эффективности с током или падение яркости при повышении температуры, что позволяет оптимизировать условия управления для конкретных условий применения.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевым отличием LTS-5825CKG-PST1 является использование технологии AlInGaP для зеленого свечения. По сравнению со старыми технологиями, такими как традиционный GaP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность и яркость. Дизайн с черным корпусом и белыми сегментами обеспечивает превосходный коэффициент контрастности, особенно в условиях яркого освещения, по сравнению с индикаторами со светлым корпусом. Высота цифры 0.56 дюйма занимает определенную нишу между меньшими индикаторами и более крупными панельными дисплеями. Его классификация по световой интенсивности является функцией контроля качества, которая обеспечивает согласованность в многоразрядных приложениях — критический фактор, не всегда гарантированный в базовых светодиодных компонентах.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету излучаемого света. Для светодиода с узким спектром, такого как этот, они очень близки (571 нм против 572 нм).

В: Могу ли я управлять этим индикатором при 20 мА непрерывно?

О: Да, 20 мА ниже максимального номинального постоянного прямого тока 25 мА. Однако вы должны учитывать температуру окружающей среды, так как номинальный ток снижается при температуре выше 25°C.

В: Почему спецификация обратного тока важна, если я не могу работать в обратном режиме?

О: Спецификация IR является параметром контроля качества и утечки. Высокий обратный ток может указывать на производственный дефект в полупроводниковом переходе.

В: Что означает \"классификация по световой интенсивности\"?

О: Это означает, что устройства тестируются и сортируются (распределяются по корзинам) на основе измеренной световой отдачи при стандартном испытательном токе. Это позволяет разработчикам выбирать индикаторы из одной корзины интенсивности, чтобы обеспечить равномерную яркость в массиве, избегая ситуации, когда одна цифра выглядит тусклее другой.

10. Пример практического использования

Рассмотрим проектирование простого цифрового таймера с разрешением в 1 секунду. Разряд секунд может быть реализован с использованием LTS-5825CKG-PST1. Для управления индикатором будет использоваться микроконтроллер. Выводы общего анода будут подключены к положительному напряжению питания (например, 5В) через соответствующую схему ограничения тока, если мультиплексируются другие разряды. Восемь катодных выводов (сегменты A-G и DP) будут подключены к выводам GPIO микроконтроллера, каждый через свой собственный токоограничивающий резистор (например, ~150 Ом для 20 мА при питании 5В, учитывая Vf ~2.1В). Программное обеспечение будет циклически перебирать цифры от 0 до 9, включая соответствующую комбинацию катодных выводов каждую секунду. Высокая яркость и контрастность обеспечивают легкую читаемость цифры на расстоянии, а низкое энергопотребление способствует общей эффективности системы.

11. Введение в принцип работы

Устройство работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда приложено прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода (анод положителен относительно катода), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В светодиодах AlInGaP эта рекомбинация в основном высвобождает энергию в виде фотонов (света) в диапазоне зеленых длин волн. Конкретный состав сплава алюминия, индия, галлия и фосфида определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, цвет излучаемого света. Непрозрачная подложка GaAs поглощает любое излучение, направленное вниз, улучшая общую эффективность извлечения света с верхней части устройства.

12. Технологические тренды

Тренд в технологии светодиодных индикаторов продолжается в сторону повышения эффективности, большей миниатюризации и улучшения надежности. Хотя AlInGaP является зрелой и эффективной технологией для красных, оранжевых, янтарных и зеленых светодиодов, новые материалы, такие как нитрид индия-галлия (InGaN), теперь способны покрывать весь видимый спектр с очень высокой эффективностью, включая зеленый и синий. Для одноразрядных индикаторов движение идет в сторону более тонких корпусов, более высокой плотности пикселей (для матричных алфавитно-цифровых дисплеев) и интеграции с драйверными микросхемами или интеллектуальными возможностями. Однако для конкретных применений, требующих простой, надежной, высокояркой одиночной цифры, дискретные сегментные индикаторы, такие как LTS-5825CKG-PST1, остаются экономически эффективным и надежным решением. Экологические соображения также стимулируют исключение опасных веществ и улучшение перерабатываемости упаковочных материалов.