LTD-5435CKG-P LED数码管规格书 - 0.56英寸字高 - AlInGaP绿色 - 2.6V正向电压 - 25mA连续电流 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTD-5435CKG-P是一款采用表面贴装技术（SMD）的双位七段数码管。其主要应用于需要清晰、明亮数字读数的电子设备，例如仪器仪表盘、消费电子产品、工业控制设备和测试设备。该显示器采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术制造LED芯片，芯片制作在不透明的砷化镓（GaAs）衬底上。该技术以在红、橙、黄和绿光谱区域产生高效率发光而闻名。器件采用灰色面板和白色段码设计，提供高对比度以实现最佳可读性。它专为反向贴装组装工艺而设计。

1.1 核心优势

• 高亮度与高对比度：AlInGaP技术及设计带来了卓越的发光强度和字符清晰度。
• 低功耗：设计用于在标准驱动电流下高效运行。
• 宽视角：确保从不同位置都能清晰可见。
• 固态可靠性：LED技术提供长使用寿命以及抗冲击和抗振动的能力。
• 分档输出：器件根据发光强度和色调（主波长）进行分档，以确保应用中的一致性。
• 符合RoHS标准：封装为无铅，符合环保法规。

2. 技术规格详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出后可能导致器件永久损坏的极限。不保证在这些条件下运行。

• 每段功耗：70 mW
• 每段峰值正向电流：60 mA（在1 kHz，10%占空比下）
• 每段连续正向电流：25 mA
• 正向电流降额：环境温度超过25°C时，每升高1°C降额0.28 mA。
• 工作温度范围：-40°C 至 +105°C
• 存储温度范围：-40°C 至 +105°C

2.2 电气与光学特性

在环境温度（Ta）为25°C时测量，这些是典型的性能参数。

• 每段平均发光强度（I_V）：14,000 µcd（最小值），26,000 µcd（典型值），测试条件为 I_F= 10 mA。
• 峰值发射波长（λ_p）：571 nm（典型值），测试条件为 I_F= 20 mA。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm（典型值），测试条件为 I_F= 20 mA。
• 主波长（λ_d）：568 nm 至 572 nm，测试条件为 I_F= 20 mA。
• 每段正向电压（V_F）：2.0 V（最小值），2.6 V（典型值），测试条件为 I_F= 20 mA。
• 每段反向电流（I_R）：100 µA（最大值），测试条件为 V_R= 5V。注意：此为测试条件；不支持连续反向偏压操作。
• 发光强度匹配比（I_V-m）：2:1（最大值），测试条件为 I_F= 10 mA，确保段码亮度均匀性。
• 串扰：≤ 2.5%，最大限度地减少相邻段码的不必要发光。

3. 分档系统说明

为保证生产中的颜色和亮度一致性，显示器被分类到不同的档位。

3.1 发光强度分档

器件根据其在10 mA电流下每段的平均发光强度进行分级。

• P档：13,701 µcd 至 21,820 µcd
• Q档：21,821 µcd 至 34,700 µcd
• R档：34,701 µcd 至 55,170 µcd
• 整体发光强度容差为 ±15%。

3.2 色调（主波长）分档

器件也根据其在20 mA电流下的主波长进行分档，以控制绿色的深浅。

• 5档：568.1 nm 至 570.0 nm
• 6档：570.1 nm 至 572.0 nm
• 每个主波长档位的容差为 ±1 nm。

4. 性能曲线分析

规格书包含典型特性曲线（此处未以文本形式复制，但有描述）。这些曲线以图形方式表示关键参数之间的关系，有助于电路设计和性能预测。

• 正向电流 vs. 正向电压（I_F-V_F）：显示非线性关系，对于选择限流电阻或设计恒流驱动器至关重要。
• 发光强度 vs. 正向电流（I_V-I_F）：说明光输出如何随电流增加而增加，通常在较高电流下由于热效应而以亚线性方式增长。
• 发光强度 vs. 环境温度（I_V-T_a）：展示随着结温升高，光输出会下降，这对于应用中的热管理至关重要。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示了AlInGaP LED的窄发射峰特性，中心波长约为571 nm。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

器件的字高为0.56英寸（14.22毫米）。详细的尺寸图规定了整体封装尺寸、段码位置和引脚位置。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，一般公差为±0.25毫米。

5.2 焊盘与阻焊层示意图

此图对于PCB布局至关重要。它定义了焊盘区域与阻焊层（绿油）区域，以确保形成良好的焊点并防止短路。关键注意事项包括：

• 塑胶引脚最大毛刺：0.14 mm。
• PCB最大翘曲：0.06 mm。
• 焊盘镀层规格：铜（Cu）最小1200 µin，镍（Ni）最小150 µin，金（Au）最小4 µin。
• 阻焊层厚度：400 µin。

5.3 引脚连接与内部电路

该显示器采用多路复用共阳极配置。内部电路图显示两个公共阳极（每个数字一个）以及每个段码（A-G）和冒号/小数点（L1， L2）的独立阴极。引脚定义如下：

• 引脚 1：无连接（NC）
• 引脚 2：阴极 E
• 引脚 3：公共阳极 数字1
• 引脚 4：阴极 D
• 引脚 5：阴极 C
• 引脚 6：阴极 L1， L2（冒号）
• 引脚 7：公共阳极 数字2
• 引脚 8：阴极 B
• 引脚 9：阴极 A
• 引脚 10：NC
• 引脚 11：阴极 F
• 引脚 12：阴极 G

6. 焊接与组装指南

6.1 SMT焊接说明

正确的焊接对于可靠性至关重要。

• 回流焊（最多2个循环）：
  • 预热：120–150°C
  • 预热时间：最长120秒
  • 峰值温度：最高260°C
  • 液相线以上时间：最长5秒
• 手工焊接（烙铁，最多1个循环）：
  • 温度：最高300°C
  • 时间：最长3秒
• 如果需要第二次回流，在第一次和第二次回流循环之间需要冷却至室温。

6.2 推荐焊盘图形

提供了用于PCB设计的焊盘图形图，指定了最佳的铜焊盘尺寸（以毫米为单位），以确保可靠的焊点形状和机械强度。

7. 包装与处理

7.1 包装形式

• 卷盘尺寸：用于自动化组件的编带卷盘包装规格。
• 载带尺寸：容纳元件的压花载带的详细信息。
• 拉出方向：明确标示，以防止在送料器设置过程中损坏。

7.2 湿度敏感性与烘烤

该SMD显示器具有湿度敏感性（MSL）。它装在带有干燥剂的密封防潮袋中运输。

• 存储：未开封的袋子应存储在≤30°C和≤90% RH的条件下。
• 车间寿命：一旦袋子打开，元件必须在规定时间内（在受控条件<30°C， <60% RH下，通常默认为1周）使用，或在回流前进行烘烤。
• 烘烤条件：
  • 在卷盘上：60°C烘烤≥48小时。
  • 散装：100°C烘烤≥4小时或125°C烘烤≥2小时。
  • 烘烤应仅进行一次，以避免热应力导致性能下降。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 数字万用表与测试设备：用于清晰、明亮的数字读数。
• 工业控制面板：显示温度、压力或计数等过程变量。
• 消费类电器：微波炉、洗衣机或音响设备的显示屏。
• 汽车后市场显示器：适用于需要高亮度和宽视角的场合。

8.2 设计注意事项

• 驱动电路：考虑到多路复用共阳极设计，为每个段码/阳极组合使用恒流驱动器或适当的限流电阻。必须遵守正向电压和电流额定值。
• 热管理：确保PCB设计允许充分散热，特别是在接近最大电流或高环境温度下运行时，因为发光强度会随温度升高而降低。
• 视角：宽视角是一个优势，但应考虑安装高度和边框设计，以最大化最终用户的可读性。
• ESD防护：在组装过程中实施标准的ESD处理和防护措施，因为LED对静电放电敏感。

9. 技术对比与差异化

与传统的GaP或更新的基于InGaN的绿色LED等其他技术相比，LTD-5435CKG-P中采用的AlInGaP技术具有特定优势：

• 对比旧式GaP绿色LED：AlInGaP提供显著更高的发光效率和亮度、更好的色纯度（更窄的光谱）以及更高的可靠性。
• 对比InGaN（蓝光/黄光荧光粉）绿色LED：AlInGaP绿色LED通常在纯绿光谱（约570 nm）区域具有更高的光效，并且不会随时间推移出现荧光粉退化或颜色偏移。它们提供一种独特的、饱和的绿色。
• 关键差异化：高亮度（可达R档）、出色的对比度（灰色面板/白色段码）以及AlInGaP技术久经考验的可靠性相结合，使得该显示器适用于要求长寿命和稳定性能的应用。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长和主波长有什么区别？

峰值波长（λ_p）：光谱功率分布达到最大值时的单一波长（典型值571 nm）。主波长（λ_d）：与LED感知颜色相匹配的单色光波长。它是用于色调分档的参数（568-572 nm）。

10.2 我可以用5V电源驱动这个显示器吗？

可以，但不能直接驱动。在20 mA电流下，典型正向电压为2.6V。您必须在每个段码/阳极路径上串联一个限流电阻。电阻值计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F。对于5V电源和20 mA目标电流：R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω。务必验证电阻上的功耗。

10.3 为什么对回流焊循环次数有限制？

多次回流焊循环会使元件承受重复的热应力，这可能会损坏内部引线键合、降低LED芯片性能或导致封装材料分层。两次循环的限制是出于可靠性考虑。

10.4 "发光强度分档"对我的设计意味着什么？

这意味着您在下单时可以选择特定的档位（P， Q， R）。对于所有单元间亮度均匀性至关重要的产品，您会指定一个更窄的档位（例如，仅Q档）。这可能会影响成本和供货，但能确保一致的视觉性能。

11. 设计案例研究

场景：设计一款新的台式电源单元，需要一个明亮、可靠的电压/电流显示器。

选择理由：选择LTD-5435CKG-P是因为其0.56英寸字高（远距离易读）、高亮度（指定R档以满足日光下可读性）以及AlInGaP技术为连续运行提供的可靠性。共阳极配置简化了使用单个微控制器的多路复用驱动电路设计。

实施：使用恒流驱动IC为每段提供15 mA电流（从最大25 mA降额，以延长寿命并便于热管理）。PCB布局严格遵循推荐的焊盘图形。元件在防潮袋打开后存储在干燥柜中，并在3天内使用，以避免烘烤。

12. 技术原理介绍

该显示器中的LED芯片基于铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料。通过改变Al、In、Ga和P的比例，可以设计半导体的带隙，使其在光谱的红光到绿光区域的特定波长发光。在本例中，材料成分被调整为在约571 nm处发出绿光。电子和空穴在半导体结的有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。不透明的GaAs衬底会吸收部分光线，但芯片设计和封装反射器经过优化，可将光线引导通过段码顶部射出，从而实现高效率和亮度。

13. 技术趋势

虽然AlInGaP仍然是红、橙、琥珀和纯绿LED的主导高效技术，但更广泛的LED行业呈现出持续的趋势：

• 小型化：封装尺寸持续缩小，以实现更高密度的显示器。
• 效率提升：材料和外延生长的持续改进带来更高的每瓦流明数。
• 直接绿光InGaN：对氮化铟镓（InGaN）材料实现高效直接绿光发射的研究仍在继续，这可能最终为某些应用提供替代方案。
• 集成化：向集成驱动电路的显示器（"智能显示器"）发展的趋势，以简化系统设计，尽管LTD-5435CKG-P仍然是一个标准的、无驱动器的元件。

LTD-5435CKG-P代表了其特定领域——中型、高亮度数字显示器——内一个成熟、可靠且高性能的解决方案。