LTS-4812CKR-PM LED数码管规格书 - 0.39英寸字高 - 超亮红色 - 2.6V正向电压 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTS-4812CKR-PM是一款表面贴装器件，设计为单位数码显示管。它采用先进的AlInGaP半导体技术，在GaAs衬底上生长，以产生超亮红色光输出。该显示器采用灰色面板配白色段码设计，提供高对比度以实现最佳可读性。其主要应用于消费电子、工业仪表和控制面板中，需要紧凑、可靠且明亮的数字指示器的场合。

1.1 主要特性

• 字高：0.39英寸（10.0毫米），提供清晰可见的字符尺寸。
• 段码均匀性：所有段码发光连续且均匀，确保外观一致。
• 能效：功耗低，适用于电池供电设备。
• 光学性能：高亮度和高对比度，确保在各种光照条件下都具有出色的可视性。
• 视角：宽视角，可从不同角度清晰读取。
• 可靠性：固态结构确保长使用寿命，并具有抗冲击和抗振动的能力。
• 分档：按发光强度分档，确保在多位数码管应用中亮度匹配一致。
• 环保合规：无铅封装，符合RoHS指令。

1.2 器件配置

该器件配置为共阳极数码管。具体型号LTS-4812CKR-PM表示右侧小数点配置。共阳极设计在与提供电流的微控制器或驱动IC接口时，可简化电路设计。

2. 技术规格详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。操作应始终保持在极限范围内。

• 每段最大功耗：70毫瓦。
• 每段峰值正向电流：90毫安（脉冲条件下：1/10占空比，0.1毫秒脉冲宽度）。
• 每段连续正向电流：25°C时为25毫安。当环境温度超过25°C时，此额定值以0.28毫安/°C线性降额。
• 工作温度范围：-35°C 至 +105°C。
• 存储温度范围：-35°C 至 +105°C。
• 焊接温度：可承受260°C烙铁焊接3秒，测量点为安装平面下方1/16英寸处。

2.2 电气与光学特性

典型性能在环境温度25°C下测量。

• 平均发光强度：在正向电流1毫安时，范围从最小201微坎德拉到典型值650微坎德拉。在10毫安时，典型强度为8250微坎德拉。
• 峰值发射波长：639纳米，定义了超亮红色光谱中的主色点。
• 光谱线半宽：20纳米，表示发射光的光谱纯度。
• 主波长：631纳米。
• 每芯片正向电压：典型值为2.6伏，在IF=20毫安时最大为2.6伏。最小值为2.0伏。
• 每段反向电流：在反向电压5伏时最大为100微安。注意：此条件仅用于测试目的；该器件不适用于连续反向偏置操作。
• 发光强度匹配比：在IF=1毫安时，相似发光区域内段码的最大比值为2:1，确保亮度均匀。
• 串扰：规定为≤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

LTS-4812CKR-PM的发光强度被分档以保证一致性。分档代码对应以微坎德拉为单位的特定发光强度范围。每个分档的公差为+/-15%。

• E档：201 - 320 微坎德拉
• F档：321 - 500 微坎德拉
• G档：501 - 800 微坎德拉
• H档：801 - 1300 微坎德拉
• J档：1301 - 2100 微坎德拉

该系统允许设计者为多位数码管选择亮度紧密匹配的器件，防止照明不均匀。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线，但其背后的关系对设计至关重要。

• 正向电流与正向电压关系：AlInGaP技术表现出典型的正向电压特性，在20毫安时约为2.6伏。设计者必须确保驱动电路能够提供足够的电压，并考虑潜在的压降。
• 发光强度与正向电流关系：强度随电流增加而增加，但并非线性关系。在推荐的10-20毫安范围内工作可提供最佳的亮度和效率。
• 温度依赖性：与所有LED一样，发光输出会随着结温升高而降低。连续电流的降额对于高温环境中的热管理至关重要。
• 光谱分布：在639纳米附近20纳米的窄半宽表明其颜色饱和、纯正，与其他一些LED技术相比，其受电流或温度变化的影响较小。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合标准SMD封装尺寸。关键的尺寸公差为±0.25毫米，除非另有说明。质量控制标准针对异物、油墨污染、段码内气泡、反射器弯曲和塑料引脚毛刺（最大0.1毫米）进行了定义。

5.2 引脚连接与电路图

该显示器采用10引脚配置。内部电路图显示所有段码为共阳极连接。引脚排列如下：引脚3和引脚8是公共阳极。其余引脚分别是段码E、D、C、DP、B、A、F、G的阴极。引脚5专用于右侧小数点。

5.3 推荐焊盘图案

提供了焊盘图案设计，以确保在回流焊接过程中形成可靠的焊点，促进正确的自对准以及热连接和电连接。

6. 焊接与组装指南

6.1 SMT焊接说明

该器件最多可承受两次回流焊接循环。在第一次和第二次循环之间必须完全冷却至常温。

• 回流焊接温度曲线：
  • 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：烙铁头最高温度300°C，每个焊点最长3秒。

6.2 湿敏性与存储

SMD封装对湿气敏感。器件采用带干燥剂的防潮包装运输。必须在≤30°C和≤60%相对湿度的条件下存储。一旦密封袋打开，元件即开始从环境中吸收湿气。

烘烤要求：如果元件在开袋后未存储在干燥柜中，则必须在回流焊前进行烘烤，以防止焊接过程中出现“爆米花”现象或内部分层。

• 卷盘包装：60°C烘烤≥48小时。
• 散装：100°C烘烤≥4小时或125°C烘烤≥2小时。

重要提示：烘烤应仅进行一次，以避免塑料封装性能下降。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

器件以载带卷盘形式提供，适用于自动贴片设备。

• 卷盘尺寸：提供了元件载带和整体卷盘的标准尺寸。
• 载带：由黑色导电聚苯乙烯合金制成。尺寸符合EIA-481-D标准。关键规格包括翘曲度和厚度。
• 包装数量：
  • 13英寸卷盘：每盘800件。
  • 22英寸卷盘：每盘长度44.5米。
  • 最小零散订单量：200件。
• 前导带与尾带：卷盘包含用于机器处理的前导带和尾带。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用场景

• 消费电子：数字时钟、微波炉显示屏、音频设备读数。
• 工业控制：面板仪表、过程指示器、计时器显示。
• 汽车后装市场：仪表和辅助显示器。
• 医疗设备：非关键监测设备上的简单数字读数。

8.2 设计考量

• 限流：始终为每个段码使用串联限流电阻或专用的恒流LED驱动IC。根据电源电压、LED正向电压和所需正向电流计算电阻值。
• 动态扫描：对于多位数码管，动态扫描驱动方案很常见。共阳极设计非常适合此方案。确保动态扫描操作中的峰值电流不超过绝对最大额定值，并计算平均电流以保持在连续额定值内。
• 热管理：尽管功耗较低，仍需确保PCB布局足够散热，尤其是在高环境温度应用或以较高电流驱动时。遵循25°C以上的电流降额曲线。
• ESD防护：与所有半导体器件一样，在操作和组装过程中应遵循标准的ESD预防措施。

9. 技术对比与差异化

LTS-4812CKR-PM通过采用AlInGaP技术实现超亮红色而具有差异化优势。

• 与传统GaAsP/GaP红色LED对比：AlInGaP在相同电流水平下提供显著更高的发光效率和亮度。它还提供更好的温度稳定性和更长的使用寿命。
• 与高效红色LED对比：虽然不是绝对最高的效率，但它为标准数码管应用提供了性能、成本和可靠性的绝佳平衡。
• 关键优势：高亮度、良好对比度、宽视角以及可靠的SMD封装在0.39英寸字高尺寸上的结合，使其成为许多应用的多功能选择。

10. 常见问题解答

10.1 分档系统的目的是什么？

分档系统确保不同生产批次之间以及多位数码管内部的亮度均匀性。通过指定分档代码，您可以保证所有段码在1毫安时的发光强度都在特定范围内，防止一个数字比另一个更亮或更暗。

10.2 我可以不用限流电阻驱动这个显示器吗？

No.LED是电流驱动器件。将其直接连接到电压源会导致电流不受控制地上升，迅速超过最大额定值并损坏LED。必须使用串联电阻或恒流驱动器。

10.3 为什么对回流焊接次数有限制？

塑料封装和内部材料会吸收湿气。在回流焊接过程中，这些湿气会变成蒸汽，可能导致内部裂纹或分层。两次循环的限制是为了确保封装完整性保持在安全范围内。

10.4 “共阳极”对我的电路设计意味着什么？

在共阳极显示器中，所有LED段码的阳极在内部连接在一起。要点亮一个段码，您需要将其阴极引脚连接到低电压，同时向公共阳极引脚施加正电压。这在需要使用吸收电流的驱动IC时非常方便。

11. 实用设计示例

场景：设计一个使用LTS-4812CKR-PM的4位时钟显示器，由I/O引脚有限的5V微控制器驱动。

解决方案：使用带有专用LED驱动IC的动态扫描方案。

1. 连接：将四个公共阳极引脚连接到四个独立的驱动输出。
2. 段码线：将所有对应的段码阴极并联连接到驱动器的段码吸收输出。
3. 电流设置：将驱动器的恒流值设置为每段15毫安。
4. 动态扫描：驱动器将快速循环点亮每个数字。由于视觉暂留，所有四个数字看起来会同时点亮。确保刷新率足够高以避免可见闪烁。
5. 电阻：恒流驱动器消除了在每个段码上使用独立串联电阻的需要。

这种方法最大限度地减少了微控制器I/O的使用，同时提供了稳定、均匀的照明。

12. 工作原理

LTS-4812CKR-PM是一种发光二极管显示器。每个段码由一个或多个AlInGaP半导体芯片组成。当施加正向偏置电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子形式释放能量。AlInGaP层的特定成分决定了发射光的波长。灰色面板和白色段码分别作为漫射器和反射器，将光输出塑造成可识别的数字字符。

13. 技术趋势

使用AlInGaP制造红/橙/黄LED是一项成熟稳定的技术，提供高效率和可靠性。当前显示技术的趋势集中在：

• 小型化：更小的字高和像素间距，以实现更高分辨率的显示。
• 提高效率：持续的材料科学改进，以实现更高的流明每瓦，降低功耗。
• 集成化：将LED阵列、驱动电路，有时甚至微控制器集成到单个智能显示模块中。
• 柔性基板：研究用于新型形态的柔性电路上的LED，尽管这与传统的段码显示器相比，更适用于更新的OLED和Micro-LED技术。

对于标准、经济高效的单位数码管，基于AlInGaP的SMD组件仍然是主流且可靠的解决方案。