Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-5435CKG-P - высота цифры 0.56 дюйма - зеленый AlInGaP - прямое напряжение 2.6В - постоянный ток 25мА

1. Обзор продукта

LTD-5435CKG-P представляет собой поверхностно-монтируемое устройство (SMD) с двухразрядной семисегментной конфигурацией индикатора. Его основное применение — в электронных устройствах, требующих четких и ярких числовых индикаций, таких как приборные панели, бытовая электроника, промышленные контроллеры и измерительное оборудование. В индикаторе используется технология светодиодных чипов на основе полупроводникового материала Алюминий-Индий-Галлий-Фосфид (AlInGaP), которые изготавливаются на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Эта технология известна своей высокой эффективностью излучения в красной, оранжевой, желтой и зеленой областях спектра. Устройство имеет серый корпус и белые сегменты, что обеспечивает высокую контрастность для оптимальной читаемости. Оно специально разработано для процессов сборки с обратным монтажом.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая яркость и контрастность:Технология AlInGaP и конструкция обеспечивают отличную световую силу и четкость символов.
• Низкое энергопотребление:Спроектирован для эффективной работы при стандартных токах управления.
• Широкий угол обзора:Гарантирует видимость с различных позиций.
• Надежность твердотельной технологии:Светодиодная технология обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Сортировка по параметрам:Устройства сортируются (биннируются) по световой силе и оттенку (доминирующей длине волны) для обеспечения единообразия в приложениях.
• Соответствие RoHS:Корпус не содержит свинца, соответствует экологическим нормам.

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА (при 1 кГц, скважность 10%)
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА
• Снижение прямого тока:0.28 мА/°C при температуре окружающей среды выше 25°C.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +105°C
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +105°C

2.2 Электрические и оптические характеристики

Измерено при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Это типичные параметры производительности.

• Средняя сила света на сегмент (I_V):14,000 мккд (Мин.), 26,000 мккд (Тип.) при I_F= 10 мА.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):571 нм (Тип.) при I_F= 20 мА.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (Тип.) при I_F= 20 мА.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 568 нм до 572 нм при I_F= 20 мА.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):2.0 В (Мин.), 2.6 В (Тип.) при I_F= 20 мА.
• Обратный ток на сегмент (I_R):100 мкА (Макс.) при V_R= 5В.Примечание: Это условие тестирования; непрерывная работа в режиме обратного смещения не поддерживается.
• Коэффициент соответствия силы света (I_V-m):2:1 (Макс.) при I_F= 10 мА, что обеспечивает равномерность яркости сегментов.
• Перекрестные наводки:≤ 2.5%, минимизирует нежелательную засветку соседних сегментов.

3. Объяснение системы сортировки

Для гарантии единообразия цвета и яркости в производстве индикаторы распределяются по бинам (категориям).

3.1 Сортировка по силе света

Устройства сортируются на основе средней силы света на сегмент при токе 10 мА.

• Сорт P:от 13,701 мккд до 21,820 мккд
• Сорт Q:от 21,821 мккд до 34,700 мккд
• Сорт R:от 34,701 мккд до 55,170 мккд
• Общий допуск по силе света составляет ±15%.

3.2 Сортировка по оттенку (доминирующей длине волны)

Устройства также сортируются по доминирующей длине волны при токе 20 мА для контроля оттенка зеленого цвета.

• Сорт 5:от 568.1 нм до 570.0 нм
• Сорт 6:от 570.1 нм до 572.0 нм
• Допуск для каждого бина доминирующей длины волны составляет ±1 нм.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации представлены типичные характеристические кривые (здесь не воспроизведены, но описаны). Эти кривые графически отображают взаимосвязь ключевых параметров, помогая в проектировании схем и прогнозировании производительности.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I_F-V_F):Показывает нелинейную зависимость, что критически важно для выбора токоограничивающих резисторов или проектирования драйверов постоянного тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока (I_V-I_F):Иллюстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, обычно сублинейно при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды (I_V-T_a):Демонстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода, что крайне важно для управления тепловым режимом в приложении.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий узкий пик излучения, характерный для светодиодов AlInGaP, с центром около 571 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Высота цифры устройства составляет 0.56 дюйма (14.22 мм). Подробные чертежи размеров определяют общие габариты корпуса, расположение сегментов и позиции выводов. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное.

5.2 Диаграмма контактных площадок и паяльной маски

Эта диаграмма критически важна для разводки печатной платы. Она определяет область контактной площадки для пайки и область паяльной маски для обеспечения правильного формирования паяного соединения и предотвращения коротких замыканий. Ключевые примечания включают:

• Максимальный заусенец пластикового вывода: 0.14 мм.
• Максимальный изгиб печатной платы: 0.06 мм.
• Спецификация покрытия контактных площадок: Медь (Cu) мин. 1200 мкдюйм, Никель (Ni) мин. 150 мкдюйм, Золото (Au) мин. 4 мкдюйм.
• Толщина паяльной маски: 400 мкдюйм.

5.3 Подключение выводов и внутренняя схема

Индикатор имеет мультиплексную конфигурацию с общим анодом. Внутренняя схема показывает два общих анода (по одному на каждый разряд) и индивидуальные катоды для каждого сегмента (A-G) и для точек/двоеточия (L1, L2). Распиновка следующая:

• Вывод 1: Не подключен (NC)
• Вывод 2: Катод E
• Вывод 3: Общий анод Разряд 1
• Вывод 4: Катод D
• Вывод 5: Катод C
• Вывод 6: Катод L1, L2 (Двоеточие)
• Вывод 7: Общий анод Разряд 2
• Вывод 8: Катод B
• Вывод 9: Катод A
• Вывод 10: NC
• Вывод 11: Катод F
• Вывод 12: Катод G

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Инструкции по пайке SMT

Правильная пайка необходима для надежности.

• Пайка оплавлением (максимум 2 цикла):
  • Предварительный нагрев: 120–150°C
  • Время предварительного нагрева: максимум 120 секунд
  • Пиковая температура: максимум 260°C
  • Время выше температуры ликвидуса: максимум 5 секунд
• Ручная пайка (паяльником, максимум 1 цикл):
  • Температура: максимум 300°C
  • Время: максимум 3 секунды
• Между первым и вторым циклом оплавления, если требуется второй проход, необходим период охлаждения до комнатной температуры.

6.2 Рекомендуемый рисунок контактных площадок

Для проектирования печатной платы предоставлена диаграмма рисунка контактных площадок, определяющая оптимальные размеры медных площадок (в мм) для обеспечения надежного паяного соединения и механической прочности.

7. Упаковка и обращение

7.1 Форматы упаковки

• Размеры катушки:Спецификации для упаковки в ленте на катушке, используемой для автоматизированной сборки.
• Размеры носителя:Детали рельефной несущей ленты, удерживающей компоненты.
• Направление вытягивания:Четко указано для предотвращения повреждений при настройке питателя.

7.2 Чувствительность к влаге и сушка

SMD-индикатор чувствителен к влаге (MSL). Поставляется в герметичном влагозащитном пакете с осушителем.

• Хранение:Не вскрытые пакеты должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤90%.
• Срок хранения после вскрытия:После вскрытия пакета компоненты должны быть использованы в течение указанного времени (подразумевается 1 неделя в контролируемых условиях <30°C, <60% влажности) или просушены перед пайкой оплавлением.
• Условия сушки:
  • На катушке: 60°C в течение ≥48 часов.
  • Насыпью: 100°C в течение ≥4 часов или 125°C в течение ≥2 часов.
  • Сушку следует проводить только один раз, чтобы избежать деградации от термического напряжения.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Цифровые мультиметры и измерительное оборудование:Для четких и ярких числовых индикаций.
• Панели промышленного управления:Отображение технологических переменных, таких как температура, давление или счет.
• Бытовая техника:Дисплеи микроволновых печей, стиральных машин или аудиоаппаратуры.
• Автомобильные дисплеи для вторичного рынка:Там, где полезна высокая яркость и широкий угол обзора.

8.2 Вопросы проектирования

• Схема управления:Используйте драйверы постоянного тока или соответствующие токоограничивающие резисторы для каждой комбинации сегмент/анод, учитывая мультиплексную схему с общим анодом. Необходимо строго соблюдать номиналы прямого напряжения и тока.
• Тепловой менеджмент:Убедитесь, что конструкция печатной платы обеспечивает достаточный отвод тепла, особенно при работе, близкой к максимальному току или при высоких температурах окружающей среды, так как сила света снижается с ростом температуры.
• Угол обзора:Широкий угол обзора является преимуществом, но следует учитывать высоту монтажа и дизайн лицевой панели, чтобы максимизировать читаемость для конечного пользователя.
• Защита от ЭСР:Применяйте стандартные методы обращения и защиты от электростатического разряда во время сборки, так как светодиоды чувствительны к нему.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с другими технологиями, такими как традиционные светодиоды на основе GaP или более новые зеленые светодиоды на основе InGaN, технология AlInGaP в LTD-5435CKG-P предлагает определенные преимущества:

• По сравнению со старыми зелеными светодиодами GaP:AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую эффективность и яркость, лучшую чистоту цвета (более узкий спектр) и повышенную надежность.
• По сравнению с InGaN (зеленые на основе синего/желтого люминофора):Зеленые светодиоды AlInGaP обычно имеют более высокую эффективность в чисто зеленой области спектра (около 570 нм) и не подвержены деградации люминофора или изменению цвета со временем. Они обеспечивают отчетливый, насыщенный зеленый цвет.
• Ключевое отличие:Сочетание высокой яркости (до сорта R), отличной контрастности (серый корпус/белые сегменты) и проверенной надежности технологии AlInGaP делает этот индикатор подходящим для приложений, требующих длительного срока службы и стабильной работы.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

Пиковая длина волны (λ_p):Единственная длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально (тип. 571 нм).Доминирующая длина волны (λ_d):Единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Это параметр, используемый для сортировки по оттенку (568-572 нм).

10.2 Можно ли питать этот индикатор от источника 5В?

Да, но не напрямую. Типичное прямое напряжение составляет 2.6В при 20 мА. Необходимо использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно в цепь каждого сегмента/анода. Значение резистора рассчитывается как R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для источника 5В и целевого тока 20 мА: R = (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом. Всегда проверяйте рассеиваемую мощность на резисторе.

10.3 Почему существует ограничение на количество циклов оплавления?

Множественные циклы оплавления подвергают компонент повторным термическим напряжениям, что может потенциально повредить внутренние проводящие соединения, ухудшить характеристики светодиодного чиста или вызвать расслоение материалов корпуса. Ограничение в два цикла является мерой предосторожности для надежности.

10.4 Что означает \"сортировка по силе света\" для моего проекта?

Это означает, что при заказе вы можете выбрать конкретный бин (P, Q, R). Для продукта, где критически важна равномерность яркости всех устройств, вы бы указали более узкий бин (например, только сорт Q). Это может повлиять на стоимость и доступность, но обеспечит стабильные визуальные характеристики.

11. Пример внедрения в проект

Сценарий:Проектирование нового настольного блока питания, требующего яркого и надежного отображения напряжения/тока.

Обоснование выбора:LTD-5435CKG-P был выбран из-за высоты цифры 0.56\" (легко читается на расстоянии), высокой яркости (указан сорт R для читаемости при солнечном свете) и надежности AlInGaP для непрерывной работы. Конфигурация с общим анодом упростила проектирование схемы мультиплексированного драйвера с использованием одного микроконтроллера.

Реализация:Для подачи 15 мА на каждый сегмент (снижено относительно максимума 25 мА для увеличения срока службы и управления температурой) использовалась микросхема драйвера постоянного тока. Разводка печатной платы точно следовала рекомендуемому рисунку контактных площадок. Компоненты хранились в сухом шкафу после вскрытия влагозащитного пакета и были использованы в течение 3 дней, чтобы избежать необходимости сушки.

12. Введение в принцип технологии

Светодиодные чипы в этом индикаторе основаны наполупроводниковом материале Алюминий-Индий-Галлий-Фосфид (AlInGaP). Изменяя соотношения Al, In, Ga и P, ширину запрещенной зоны полупроводника можно настроить для излучения света на определенных длинах волн в красной и зеленой областях спектра. В данном случае состав настроен для зеленого излучения около 571 нм. Электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового перехода, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Непрозрачная подложка GaAs поглощает часть света, но конструкция чипа и отражатель корпуса оптимизированы для направления света через верхнюю часть сегмента, достигая высокой эффективности и яркости.

13. Технологические тренды

Хотя AlInGaP остается доминирующей высокоэффективной технологией для красных, оранжевых, янтарных и чистых зеленых светодиодов, в более широкой светодиодной индустрии наблюдаются следующие тенденции:

• Миниатюризация:Продолжающееся уменьшение размеров корпусов для дисплеев с более высокой плотностью.
• Повышение эффективности:Постоянные улучшения материалов и эпитаксиального роста дают больше люмен на ватт.
• Прямой зеленый InGaN:Продолжаются исследования эффективного прямого зеленого излучения на материалах Нитрид Индия-Галлия (InGaN), что в конечном итоге может предложить альтернативу для некоторых применений.
• Интеграция:Тенденция к дисплеям со встроенной схемой управления (\"умные дисплеи\") для упрощения проектирования системы, хотя LTD-5435CKG-P остается стандартным компонентом без встроенного драйвера.

LTD-5435CKG-P представляет собой зрелое, надежное и высокопроизводительное решение в своей специфической нише среднеразмерных ярких цифровых индикаторов.