LTS-5825CKG-PST1 LED数码管规格书 - 0.56英寸字高 - AlInGaP绿光 - 2.6V正向电压 - 25mA连续电流 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTS-5825CKG-PST1是一款高性能、单位数、表面贴装（SMD）LED数码管，专为需要清晰、明亮数字读数的应用而设计。其核心技术基于铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料，该材料生长在不透明的砷化镓（GaAs）衬底上。这种材料体系以产生高效率绿光而闻名。该数码管采用黑色面罩以增强对比度，并使用白色段码以实现最佳的光扩散和可视性。其字高为0.56英寸（14.22毫米），字符外观优异，适用于各种空间有限但可读性至关重要的消费类和工业电子设备。

1.1 核心优势与目标市场

此数码管专为可靠性和性能而设计。主要优势包括低功耗、高亮度输出和宽视角，确保从不同位置都能清晰可读。固态结构提供了固有的可靠性和较长的使用寿命。产品按发光强度分级，确保在多位数应用中亮度匹配一致。主要目标市场包括仪器仪表盘、测试测量设备、销售点终端、工业控制系统以及汽车仪表盘显示等需要单个高可见度数字的应用场景。

2. 技术参数深度客观解读

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出范围可能导致器件永久损坏的极限。每段最大功耗为70 mW。每段峰值正向电流额定值为60 mA，但这仅在脉冲条件下（频率1 kHz，占空比10%）允许，以控制热量。每段连续正向电流是稳态运行的安全极限，在环境温度（Ta）为25°C时为25 mA。当环境温度超过25°C时，此额定值按每摄氏度0.28 mA线性降额。器件可在-40°C至+105°C的温度范围内工作和存储。焊接条件规定，在峰值温度为260°C、持续3秒的回流焊过程中，器件主体应至少高于安装平面1/16英寸。

2.2 电气与光学特性

这些参数在标准测试条件Ta = 25°C下测量，提供了预期的性能指标。在正向电流（IF）为1 mA时，发光强度（Iv）范围从最小值501 μcd到典型值1700 μcd。峰值发射波长（λp）为571 nm，在IF=20mA时主波长（λd）为572 nm，明确属于绿光光谱。光谱线半宽（Δλ）为15 nm，表明颜色相对纯净。每段正向电压（VF）在IF=20mA时最大为2.6V，典型值为2.05V。反向电流（IR）在反向电压（VR）为5V时最大为100 μA，但禁止在反向偏压下连续工作。段间发光强度匹配比规定最大为2:1，确保整个数字亮度均匀。

3. 机械与封装信息

3.1 封装尺寸与结构

该器件为表面贴装封装。关键尺寸公差为±0.25mm，除非另有说明。结构细节包括塑料毛边（最大0.14 mm）和PCB翘曲（最大0.06 mm）的规格。焊盘表面处理对于可靠焊接至关重要，采用分层结构：至少1200微英寸的铜层，至少150微英寸的镍层，以及4微英寸的金镀层。此外还涂覆了400微英寸的附加涂层。

3.2 引脚连接与内部电路

该数码管采用10引脚配置，并使用共阳极电路设计。内部电路图显示，所有段的阳极在内部连接到两个公共阳极引脚（引脚3和引脚8）。每个段的阴极（A、B、C、D、E、F、G和小数点DP）都有其专用的引脚。这种配置常用于多位数码管共享驱动线的复用应用。

4. 焊接与组装指南

4.1 SMT焊接说明

对于回流焊接，必须遵循特定的温度曲线。预热阶段应在120-150°C之间，最长120秒。回流期间的峰值温度不得超过260°C，且高于此临界温度的时间应限制在最长5秒。关键的是，回流工艺循环次数必须少于两次。如果需要第二次回流（例如，用于双面组装），则必须在第一次和第二次工艺之间让电路板完全冷却至正常环境温度。对于使用烙铁的手工焊接，烙铁头温度不应超过300°C，每个焊点的接触时间应限制在最长3秒。

4.2 推荐焊接焊盘图案

提供了推荐的焊盘图案（封装尺寸图），尺寸单位为毫米。遵循此图案对于形成良好的焊点、确保机械稳定性以及在工作期间提供热缓解至关重要。

5. 包装与处理

5.1 包装规格

器件以编带盘装形式提供，用于自动化组装。载带由黑色导电聚苯乙烯合金制成，厚度为0.30±0.05 mm。载带的翘曲度控制在250 mm长度内不超过1 mm。每个13英寸卷盘包含700片器件，22英寸卷盘上的总带长为44.5米。包装包括引导带和尾带部分（分别至少400 mm和40 mm），以方便机器进料。对于剩余批次，规定了最小包装数量为200片。从卷盘中拉出载带的方向有明确标示。

5.2 湿度敏感性与烘烤

作为表面贴装器件，该数码管对吸湿敏感，在高温回流过程中可能导致“爆米花”现象或分层。器件在密封的防潮包装中运输，应储存在≤30°C且相对湿度≤90%的条件下。一旦密封袋打开，器件的车间寿命有限。如果袋子在不满足储存规格（温度低于30°C且相对湿度低于60%）的条件下打开超过一周，则在回流前需要进行烘烤。烘烤条件取决于包装状态：卷盘中的器件需在60°C下烘烤≥48小时；散装器件需在100°C下烘烤≥4小时或125°C下烘烤≥2小时。烘烤应仅进行一次。

6. 应用建议与设计考量

6.1 典型应用场景

此数码管是任何需要单个高可读性数字的应用的理想选择。常见用途包括数字时钟（显示秒或分钟）、电池电量指示器、单数字计数器、电器上的参数设置显示以及电子设备上的状态码显示。其SMD格式使其适用于现代紧凑的PCB设计。

6.2 设计考量

• 限流：务必为每个段阴极串联限流电阻。电阻值应根据电源电压、LED的正向电压（VF）以及所需的正向电流（IF）计算，且连续正向电流不得超过25 mA。
• 驱动电路：共阳极配置简化了驱动，可使用低侧开关（晶体管或IC）从阴极吸收电流。
• 热管理：确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔，特别是在接近最大电流或高环境温度下工作时，以防止过热和光衰。
• ESD防护：与所有半导体器件一样，在操作和组装过程中实施标准的ESD预防措施。

7. 性能曲线分析

规格书引用了典型的特性曲线，这对于详细设计至关重要。虽然提供的文本中没有详述具体图表，但工程师通常期望看到正向电流与正向电压的关系曲线（IV曲线）、发光强度与正向电流的关系曲线、发光强度与环境温度的关系曲线，可能还有光谱分布图。这些曲线使设计人员能够理解非线性行为，例如效率如何随电流变化，或亮度如何随温度升高而下降，从而能够针对特定应用环境优化驱动条件。

8. 技术对比与差异化

LTS-5825CKG-PST1的关键差异化在于其使用AlInGaP技术产生绿光。与传统的GaP等旧技术相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率和亮度。黑色面罩/白色段码设计提供了卓越的对比度，尤其是在明亮光照条件下，优于浅色面罩的数码管。0.56英寸的字高填补了小型指示灯和大型面板显示器之间的特定细分市场。其发光强度分级是一项质量保证功能，确保在多位数应用中的一致性，这是基础LED组件并不总能保证的关键因素。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λp）是发射光功率最大的波长。主波长（λd）是与感知到的发射光颜色相匹配的单色光波长。对于像本产品这样的窄光谱LED，两者非常接近（571 nm 对比 572 nm）。

问：我可以以20mA连续驱动此数码管吗？

答：可以，20mA低于最大连续正向电流额定值25mA。但是，您必须考虑环境温度，因为电流额定值在超过25°C时会降额。

问：既然不能在反向状态下工作，为什么反向电流规格很重要？

答：IR规格是一个质量和漏电测试参数。高反向电流可能表明半导体结存在制造缺陷。

问：“发光强度分级”是什么意思？

答：这意味着器件根据其在标准测试电流下测得的发光输出进行测试和分选（分级）。这使得设计人员可以从同一亮度等级中选择数码管，以确保阵列中亮度均匀，避免一个数字比另一个显得暗淡。

10. 实际用例示例

考虑设计一个分辨率为1秒的简单数字计时器。该单位的秒数位可以使用LTS-5825CKG-PST1实现。将使用微控制器来控制显示。如果复用其他数字，公共阳极引脚将通过合适的限流方案连接到正电源电压（例如5V）。八个阴极引脚（段A-G和DP）将连接到微控制器的GPIO引脚，每个引脚通过其自身的限流电阻（例如，在5V电源下，考虑到Vf约为2.1V，约150Ω对应20mA电流）。软件将循环显示数字0-9，每秒打开相应的阴极引脚组合。高亮度和对比度确保数字在远处也易于读取，而低功耗有助于提高整体系统效率。

11. 工作原理简介

该器件基于半导体p-n结的电致发光原理工作。当施加超过结内建电势的正向电压（阳极相对于阴极为正）时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区，并在那里复合。在AlInGaP LED中，这种复合主要以绿光波长范围内的光子（光）形式释放能量。铝、铟、镓和磷化物的特定合金成分决定了带隙能量，从而决定了发射光的颜色。不透明的GaAs衬底吸收任何向下发射的光，提高了器件顶部的整体光提取效率。

12. 技术趋势

LED显示技术的趋势继续朝着更高效率、更小型化和更高可靠性发展。虽然AlInGaP是用于红、橙、琥珀和绿光LED的成熟高效技术，但像氮化铟镓（InGaN）这样的新材料现在能够以非常高的效率覆盖整个可见光谱，包括绿光和蓝光。对于单数字显示，趋势是更薄的封装、更高的像素密度（用于点阵字母数字显示）以及与驱动IC或智能功能的集成。然而，对于需要简单、坚固、高亮度单数字的特定应用，像LTS-5825CKG-PST1这样的分立段式数码管仍然是经济高效且可靠的解决方案。环境考量也正在推动有害物质的消除和包装材料可回收性的改进。