LTS-4812SKR-P LED Ekran Veri Sayfası - 0.39 İnç Rakam Yüksekliği - Süper Kırmızı - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-4812SKR-P, sayısal görüntüleme uygulamaları için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazıdır (SMD). Karakter yüksekliği 0.39 inç (10.0 mm) olan tek haneli bir ekrandır. Çekirdek teknoloji, Süper Kırmızı ışık yayılımı üretmek için GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) epitaksiyel katmanları kullanır. Cihaz, kontrastı ve okunabilirliği artıran gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir. Çok segmentli ekranlarda sürücü devresini basitleştirmek için standart bir tasarım olan ortak anot konfigürasyonunda yapılandırılmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Kompakt Boyut ve Yüksek Okunabilirlik:0.39 inçlik rakam yüksekliği, bileşen kapladığı alan ile karakter görünürlüğü arasında iyi bir denge sunar; tüketici elektroniği, ölçüm cihazları ve kontrol panelleri için uygundur.
• Üstün Optik Performans:AlInGaP malzeme sistemi, kırmızı spektrumda yüksek ışık şiddeti ve mükemmel renk saflığı sağlar. Sürekli, düzgün segmentler ve geniş görüş açısı, çeşitli bakış açılarından tutarlı bir görünüm sağlar.
• Enerji Verimliliği:Düşük güç gereksinimi ile karakterize edilir, bu da pil ile çalışan veya enerji tasarrufunun önemli olduğu uygulamalar için uygun kılar.
• Gelişmiş Güvenilirlik:Katı hal cihazı olarak, VFD veya akkor ampuller gibi diğer görüntüleme teknolojilerine kıyasla yüksek güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü sunar.
• Kalite Güvencesi:Cihazlar, ışık şiddetine göre sınıflandırılmıştır (binning), bu da çok haneli ekranlarda tutarlı parlaklık eşleşmesi sağlar. Paket kurşunsuzdur ve RoHS direktiflerine uygundur.

2. Teknik Parametreler ve Özellikler

Bu bölüm, tasarım için kritik olan elektriksel ve optik özelliklerin detaylı, objektif bir analizini sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, kalıcı hasarı önlemek için hiçbir koşulda aşılmaması gereken stres limitleridir.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, her LED segmentinin kaldırabileceği maksimum sürekli gücü sınırlar.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:90 mA (1/10 görev döngüsünde, 0.1ms darbe genişliği). Sadece darbe çalışması içindir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu değer, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça 0.28 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık olarak şöyle olacaktır: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +105°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:260°C, 3 saniye (demir ucu oturma düzleminin 1/16 inç altında).

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ta=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik çalışma parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):I_F=2mA'da 3000 µcd (Tipik). Minimum 1301 µcd ve maksimum 8600 µcd'dir, bu da sınıflandırma aralığını yansıtır.
• Çip Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'da 2.6V (Tipik), maksimum 2.6V. Bir akım sınırlama direnci, bu V_F ve besleme gerilimine göre hesaplanmalıdır.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):639 nm. Bu, yayılan ışık şiddetinin en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):631 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve renk noktasını tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da 100 µA (Maks). Ters gerilim çalışmasının sadece test amaçlı olduğunu ve sürekli kullanım için olmadığını unutmayın.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı:2:1 (Maks). Çok haneli bir ekranda, en parlak segment, benzer aydınlatılmış bir alan içindeki en sönük segmentten iki kattan fazla parlak olmamalıdır, bu da düzgünlüğü sağlar.
• Çapraz Konuşma:≤ %2.5. Bu, bitişik bir segment güçlendirildiğinde, güç verilmeyen bir segmentin maksimum istenmeyen aydınlatma miktarını belirtir.

2.3 Termal Hususlar

İleri akımın sıcaklıkla doğrusal olarak düşmesi, kritik bir tasarım parametresidir. Yüksek sıcaklıklarda düşürülmüş akım limitinin aşılması, hızlanmış lümen kaybına ve ömrün kısalmasına yol açabilir. Özellikle birden fazla segmenti veya haneyi aynı anda sürerken, ısı dağılımı için uygun PCB düzeni önerilir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LTS-4812SKR-P, tutarlılığı sağlamak için ışık şiddeti sınıflarına ayrılmıştır. Sınıf kodu (örneğin, J1, K2, M1), o cihaz grubu için garanti edilen minimum ve maksimum şiddet aralığını gösterir, I_F=2mA'da ±%15 toleransla mikrokandela (µcd) cinsinden ölçülür.

• Düşük Sınıflar (J1, J2):1301-2100 µcd. Daha düşük parlaklığın kabul edilebilir olduğu veya güç tasarrufunun kritik olduğu uygulamalar için uygundur.
• Orta Sınıflar (K1, K2, L1):2101-4300 µcd. Genel amaçlı ekranlar için parlaklık ve verimlilik dengesi sunar.
• Yüksek Sınıflar (L2, M1, M2):4301-8600 µcd. Yüksek parlaklık uygulamaları veya yüksek ortam ışığı koşullarında üstün görünürlük gerektiren durumlar için tasarlanmıştır.

Birden fazla birim arasında düzgün bir görünüm gerektiren uygulamalar için sipariş sırasında bir sınıf kodu belirtmek esastır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafikler referans alınmış olsa da, bunların etkileri LED cihazları için standarttır.

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Üstel ilişkiyi gösterir. 20mA'da tipik V_F=2.6V değeri, sürücü tasarımı için anahtar çalışma noktasıdır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I-L Eğrisi):Işık şiddeti akımla artar ancak doğrusal değildir. Verimlilik (vat başına lümen) tipik olarak mutlak maksimum değerden daha düşük bir akımda zirve yapar.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Şiddet genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, tutarlı parlaklığı korumak için termal yönetimin önemini vurgular.
• Spektral Dağılım:639 nm (tepe) etrafında merkezlenmiş ve 20 nm yarı genişliğe sahip bir grafik, dar bantlı Süper Kırmızı yayılımını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Toleranslar

Cihaz standart bir SMD şekline uyar. Kritik boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik ile uç aralığı ve boyutu bulunur. Aksi belirtilmedikçe, tüm temel boyutlar ±0.25 mm toleransa sahiptir. Temel kalite notları arasında yabancı madde, mürekkep kirliliği, segment alanı içindeki kabarcıklar ve plastik pim talaşları için sınırlar bulunur.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Devre Şeması

Ekran 10 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Bu birortak anotcihazıdır. İç devre şeması, anotları dahili olarak iki ortak anot pinine (Pin 3 ve Pin 8) bağlanmış sekiz ayrı LED segmentini (a, b, c, d, e, f, g, dp) gösterir. Her segment katodunun kendine özgü bir pini vardır.

Pin Çıkışı:

1: Katot E

2: Katot D

3: Ortak Anot 1

4: Katot C

5: Katot DP (Ondalık Nokta)

6: Katot B

7: Katot A

8: Ortak Anot 2

9: Katot F

10: Katot G

Polarite Tanımlama:Ortak anot pinleri pozitif besleme gerilimine (uygun akım sınırlama dirençleri üzerinden) bağlanmalıdır. Bireysel segmentler, katot pinlerini daha düşük bir gerilime (tipik olarak toprağa) bağlayarak AÇIK konuma getirilir.

5.3 Önerilen Lehimleme Ped Deseni

Reflow sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için bir lehim ped deseni sağlanmıştır. Bu desene uymak, mezar taşı etkisi, yanlış hizalama ve yetersiz lehim dolgusunu önlemeye yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Talimatları

Cihaz maksimum iki reflow lehimleme döngüsü için derecelendirilmiştir. Döngüler arasında oda sıcaklığına kadar tam soğuma gereklidir.

• Profil:Ön ısıtma: 120-150°C, maksimum 120 saniye. Tepe sıcaklık: maksimum 260°C.
• El Lehimlemesi (Havya):Bağlantı başına maksimum 3 saniye için maksimum 300°C uç sıcaklığı. Bu sadece tek seferlik onarım ile sınırlandırılmalıdır.

6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Bileşenler nem geçirmez paketleme ile sevk edilir. ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalıdır. Mühürlü torba açıldıktan sonra, bileşenler ortamdan nem almaya başlar.

Kurutma Gereksinimleri:Bileşenler belirtilen limitlerin ötesinde ortam koşullarına maruz kalırsa, reflow öncesinde yüksek sıcaklık lehimleme işlemi sırasında patlama çatlaması veya katman ayrılmasını önlemek için kurutulmalıdır.

• Makara içindeki bileşenler: ≥48 saat boyunca 60°C'de kurutun.
• Dökme haldeki bileşenler: ≥4 saat boyunca 100°C'de veya ≥2 saat boyunca 125°C'de kurutun.

Önemli:Ek termal stresi önlemek için kurutma işlemi sadece bir kez yapılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Özellikleri

7.1 Şerit ve Makara Paketleme

Cihaz, otomatik pick-and-place montajı için uygun olan, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.

• Makara Boyutları:Standart makara boyutları sağlanmıştır (örneğin, 13 inç veya 22 inç makara).
• Taşıyıcı Şerit:Siyah iletken polistiren alaşımından yapılmıştır. Boyutlar EIA-481-D standartlarına uyar. Temel özellikler arasında kavis toleransı ve 10 dişli deliği üzerindeki kümülatif adım toleransı bulunur.
• Paketleme Miktarları:13 inçlik bir makara tipik olarak 800 adet içerir. 22 inçlik bir makara 44.5 metre şerit uzunluğu içerir. Artık parçalar için minimum sipariş miktarı 200 adettir.
• Yönlendirme:Şerit, makine yüklemesini kolaylaştırmak için bir başlangıç ve bitiş bölümü içerir (sırasıyla minimum 400mm ve 40mm).

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Tüketici Elektroniği:Dijital saatler, mikrodalga fırınlar, klima ekranları, ses ekipmanları.
• Ölçüm Cihazları:Panel metreler, test ekipmanları, tıbbi cihaz okumaları.
• Endüstriyel Kontroller:Proses kontrol göstergeleri, zamanlayıcı ekranları, sayaç okumaları.
• Otomotiv Yan Sanayi:Yüksek parlaklık ve geniş görüş açısının faydalı olduğu yardımcı ekranlar.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Akım Sınırlama:Her ortak anot bağlantısı için (veya sabit akım sürücü kullanılıyorsa her segment için) daima bir seri direnç kullanın. Direnç değerini besleme gerilimi (V_CC), tipik ileri gerilim (V_F~2.6V) ve istenen ileri akım (I_F) değerlerine göre hesaplayın. Örnek: V_CC=5V ve I_F=10mA için, R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω.
2. Çoklama (Multiplexing):Çok haneli ekranlar için çoklamalı bir sürüş şeması yaygındır. Bu şemada tepe akımın mutlak maksimum değeri (90mA darbe) aşmadığından ve ortalama akımın görev döngüsü ve sıcaklığa bağlı olarak düşürülmüş sürekli akım limitine uyduğundan emin olun.
3. Termal Yönetim:Özellikle yüksek parlaklık veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında, ısı emici görevi görmesi için PCB üzerinde termal pedlere (varsa) veya cihaz uçlarına bağlı yeterli bakır alan sağlayın.
4. ESD Koruması:Açıkça hassas olarak belirtilmemiş olsa da, montaj sırasında yarı iletken cihazlar için standart ESD işleme önlemleri önerilir.
5. Optik Arayüz:Optimum kontrastı korumak için kaplamalar veya filtreler seçerken gri yüzey/beyaz segment tasarımını göz önünde bulundurun.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Tepe dalga boyu (639nm) ile baskın dalga boyu (631nm) arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu, yayılım spektrumundaki en yüksek şiddet noktasının fiziksel ölçümüdür. Baskın dalga boyu, insan gözü tarafından algılanan rengi temsil eden hesaplanmış bir değerdir. Bu kırmızı LED gibi monokromatik bir kaynak için, gözün hassasiyet eğrisinin şekli nedeniyle birbirine yakın ancak aynı değildirler.

9.2 Bu ekranı 3.3V'luk bir mikrodenetleyici GPIO pini ile doğrudan sürebilir miyim?

Hayır. Tipik bir GPIO pini, birden fazla LED segmentini parlak ve güvenli bir şekilde sürmek için yeterli akımı (genellikle pin başına maksimum 20-25mA, toplam paket limiti ile) sağlayamaz veya çekemez. Ayrıca, LED ileri gerilimi (~2.6V) 3.3V'a yakındır, bu da akım sınırlama direnci için çok az baş payı bırakır. Transistör dizisi veya özel bir LED sürücü entegresi gibi bir sürücü devresi kullanmalısınız.

9.3 Maksimum reflow döngüsü neden iki ile sınırlıdır?

Birden fazla reflow döngüsü, plastik paketi ve iç tel bağlantılarını tekrarlanan termal strese maruz bırakır, bu da potansiyel olarak mekanik arızaya, artan nem emilimine veya epoksi malzemenin bozulmasına yol açabilir. Bu sınır, uzun vadeli güvenilirliği sağlar.

9.4 Uygun ışık şiddeti sınıfını nasıl seçerim?

Uygulamanızın ortam ışık koşullarına ve gereken okunabilirliğe göre seçim yapın. Kapalı alan, düşük ortam ışığı için düşük sınıflar (J, K) yeterli olabilir ve daha verimli olabilir. Güneş ışığında okunabilir veya yüksek ortam ışığı uygulamaları için yüksek sınıfları (L, M) belirtin. Çok haneli ekranlar için, düzgünlük sağlamak için aynı sınıf kodunu belirtmek çok önemlidir.

10. Teknoloji Arka Planı ve Trendler

10.1 AlInGaP LED Teknolojisi

Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP), kırmızı, turuncu ve sarı dalga boylarında yüksek verimli ışık yayılımı için özel olarak tasarlanmış bir yarı iletken malzemedir. GaAs substratı üzerinde büyütülür, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla üstün performans sunar, daha yüksek parlaklık, daha iyi sıcaklık stabilitesi ve daha uzun ömür sağlar. "Süper Kırmızı" tanımı, tipik olarak yüksek ışık verimliliği ve görsel olarak doygun bir kırmızı renk noktası için optimize edilmiş belirli bir bileşimi ifade eder.

10.2 SMD LED Ekran Trendleri

Ekran bileşenlerindeki trend, küçülme, daha yüksek güvenilirlik ve entegrasyon yönünde devam etmektedir. LTS-4812SKR-P gibi tek haneli SMD ekranlar segmentli sayısal okumalar için hayati önem taşırken, nokta matris SMD ekranlar ve gömülü denetleyicilere sahip tam entegre ekran modüllerinde de paralel bir büyüme vardır. Daha geniş çalışma sıcaklığı aralıkları, daha düşük güç tüketimi ve kurşunsuz ve yüksek sıcaklık lehimleme işlemleriyle (otomotiv elektroniği için gerekenler gibi) uyumluluk talepleri, bileşen gelişimini sürdürmektedir.