LTS-5325CKR-P LED数码管规格书 - 0.56英寸字符高度 - 超亮红色 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗

1. 产品概述

LTS-5325CKR-P是一款表面贴装器件，设计为单位数码显示管。其主要功能是在各种电子应用中提供清晰、高可见度的数字读数。其核心技术采用在GaAs衬底上生长的AlInGaP外延层，以产生超亮红色发光。这种材料体系以其在相对较低驱动电流下的高效率和出色亮度而闻名。该器件采用灰色面板配白色段码的设计，增强了对比度，并在不同光照条件下提高了可读性。其发光强度经过分级，确保不同生产批次间的亮度水平一致，并且采用符合RoHS指令的无铅材料制造。

1.1 主要特性与优势

该显示屏为集成到现代电子设计中提供了多项显著优势：

• 0.56英寸字符高度：提供适合中等距离清晰可见应用场景的字符尺寸。
• 连续均匀段码：确保发光字符外观一致且无断点，呈现专业观感。
• 低功耗需求：AlInGaP技术实现了高发光效率，在提供明亮输出的同时最大限度地降低了功耗。
• 高亮度与高对比度：明亮的超亮红色发光与灰色面板相结合，提供了卓越的对比度，提高了可读性。
• 宽视角：SMD封装和光学设计提供了宽广的视角，使得显示屏从不同角度观看都有效。
• 固态可靠性：作为基于LED的器件，与机械式显示器相比，它具有更长的使用寿命、抗冲击和耐振动的特性。
• 发光强度分级：器件按发光强度进行分级，允许设计人员选择组件以确保其应用中的亮度一致性。

2. 技术规格详解

本节根据规格书，对器件的电气和光学参数进行详细、客观的分析。

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应力极限。不建议在此极限之外操作。

• 每段最大功耗：70 mW。这是单个LED段可以安全耗散的最大功率。
• 每段峰值正向电流：90 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms），以防止过热。
• 每段连续正向电流：在25°C时为25 mA。当环境温度超过25°C时，此电流以0.28 mA/°C的速率线性降额。例如，在85°C时，最大连续电流约为：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA。
• 工作与存储温度范围：-35°C 至 +105°C。此宽范围使器件适用于工业和汽车环境。
• 焊接温度：在安装平面以下1/16英寸处可承受260°C持续3秒。

2.2 电气与光学特性

这些是在指定测试条件下的典型性能参数。

• 平均发光强度：_V：范围从501 µcd到18000 µcd，具体取决于驱动电流。在1mA的标准测试电流下，典型强度为1700 µcd。在10mA时，达到18000 µcd，显示出高效率。
• 峰值发射波长：_p：639 nm。这定义了光谱输出最强的波长，使其位于可见光谱的红橙色区域。
• 主波长：_d：631 nm。这是人眼感知到的单波长颜色，略短于峰值波长。
• 光谱线半宽：20 nm。这表示光谱纯度；宽度越窄意味着颜色越接近单色。
• 每芯片正向电压：_F：在I_F=20mA时，为2.0V，典型值2.6V。此参数对于设计驱动电路和计算功耗至关重要。
• 反向电流：_R：在V_R=5V时，最大100 µA。规格书明确指出，反向电压仅用于测试目的，器件不应在连续反向偏压下工作。
• 发光强度匹配比：2:1。这规定了单个器件内最亮段与最暗段之间的最大允许比率，确保外观均匀。
• 串扰：≤ 2.5%。这是指由于电泄漏或光耦合导致的非选中段的不必要发光。

2.3 分级系统说明

规格书指出该器件“按发光强度分级”。这意味着一个分级过程，即根据在标准测试电流下测得的发光输出对制造单元进行分类。设计人员可以指定分级代码，以确保组装中的所有显示屏亮度匹配，防止照明不均。具体的分级代码范围和标签在此摘录中未详细说明，但通常是订购信息的一部分。

3. 性能曲线分析

虽然具体图表未在文本中重现，但规格书包含典型曲线。基于标准LED行为和提供的参数，这些曲线通常说明：

• 正向电流与正向电压关系曲线：将显示指数关系，拐点电压约为2.0-2.6V。该曲线有助于选择限流电阻值。
• 发光强度与正向电流关系曲线：将显示光输出随电流增加而增加，但在较高电流下可能由于热效应和效率下降而开始饱和。
• 发光强度与环境温度关系曲线：将显示输出随温度升高而降低，这是高温应用的关键考虑因素。
• 光谱分布曲线：将绘制相对强度与波长的关系，显示峰值在639nm附近，半宽约20nm。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

该器件采用SMD封装。关键尺寸说明包括：所有尺寸均以毫米为单位，一般公差为±0.25mm。注明了具体的质量控制要求，例如异物限制、油墨污染限制、段码内气泡限制、弯曲限制以及塑料引脚毛刺限制。

4.2 引脚连接与电路图

该显示屏采用共阴极配置，有两个公共阴极引脚。这种配置通常在多路复用驱动方案中更受青睐。引脚排列如下：引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10。内部电路图显示了十个独立的LED段，其阳极连接到相应的引脚，阴极连接在一起至公共阴极引脚。

4.3 推荐焊接焊盘图案

提供了用于PCB设计的焊盘图案。遵循此图案对于形成可靠的焊点、正确对齐以及回流焊期间的热管理至关重要。

5. 焊接与组装指南

5.1 SMT焊接说明

提供了关键说明以防止组装过程中损坏：

• 回流焊接：建议进行120-150°C的预热阶段，最长120秒。回流期间的峰值温度不得超过260°C。如果需要第二次回流，必须在第一次和第二次焊接过程之间进行冷却至常温的过程。
• 手工焊接：如果需要，烙铁头温度不应超过300°C，接触时间应限制在最长3秒。
• 限制的重要性：超过温度、时间或回流次数会损坏塑料封装、使LED环氧树脂劣化或导致内部键合线失效。

5.2 湿度敏感性与存储

该器件以防潮包装运输。必须在≤30°C和≤60%相对湿度的条件下存储。一旦密封袋打开，元件开始从大气中吸收湿气。如果未立即使用且暴露在超出规定限值的环境条件下，则必须在回流前进行烘烤，以防止焊接过程中因水汽快速膨胀导致的“爆米花”现象或分层。烘烤条件有规定：卷带包装时60°C烘烤≥48小时，散装时100°C烘烤≥4小时或125°C烘烤≥2小时。烘烤应仅进行一次。

6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

该器件以压纹载带和卷盘形式提供，兼容自动贴片设备。关键包装细节包括：

• 载带：由黑色导电聚苯乙烯合金制成。尺寸符合EIA-481-D标准。翘曲度在250mm长度内不超过1mm。厚度为0.30±0.05mm。
• 卷盘信息：22英寸卷盘包含44.5米载带。13英寸卷盘包含700个元件。
• 最小订购量：剩余/卷盘末端的最小包装数量为200件。
• 前导/尾带：卷盘包含用于机器送料的前导带和尾带。

7. 应用建议与设计考量

7.1 典型应用场景

LTS-5325CKR-P非常适合需要紧凑、可靠且明亮的数字显示的应用。示例包括：

• 工业控制面板和仪器仪表。
• 消费类电器。
• 汽车售后配件。
• 医疗设备读数。
• 测试和测量设备。

7.2 设计考量

• 驱动电路：为每个段码阳极使用恒流驱动器或适当的限流电阻。共阴极配置简化了多路复用。根据电源电压、典型正向电压和所需的段电流计算电阻值。_CC热管理：_F观察电流降额曲线。在高环境温度环境中，相应降低驱动电流，以保持在功耗限制内并确保长期可靠性。_FPCB布局：_CC遵循推荐的焊接焊盘图案。确保走线宽度足以承载段电流。考虑相对于其他发热元件的位置。_F光学集成：_F灰色面板/白色段码设计提供了良好的对比度。如需额外的漫射或滤色，请确保任何覆盖材料在主波长处具有高透射率。
• 8. 技术对比与差异化与标准GaP红色LED等旧技术相比，基于AlInGaP的LTS-5325CKR-P提供了显著更高的发光效率，从而在相同电流下实现更亮的输出，或在更低功率下实现同等亮度。与某些白光LED背光LCD相比，这种直接LED段码显示器提供了更宽的视角、更高的对比度以及在明亮环境光下更好的性能。其SMD封装比通孔LED显示器提供了更高的机械强度和更简便的自动化组装。
• 9. 常见问题解答Q1: 峰值波长和主波长有什么区别？
• A1: 峰值波长是光谱发射的最大物理点。主波长是人眼感知的“颜色”，由全光谱计算得出。它们通常略有不同。Q2: 我可以用3.3V微控制器GPIO引脚直接驱动此显示屏吗？

A2: 不能直接驱动。GPIO引脚必须通过限流电阻提供电流。在3.3V电源和2.6V正向电压下，电阻上的压降仅为0.7V。要实现10mA电流，需要一个70Ω的电阻。但是，请确保微控制器引脚可以安全地持续提供10mA电流。

Q3: 既然不应该施加反向电压，为什么反向电流规格很重要？

A3: 这是一个质量和泄漏测试参数。高反向电流可能表明LED芯片结存在缺陷。该规格保证了器件的完整性。

Q4: 如何理解“2:1”发光强度匹配比？

A4: 这意味着在相同测试条件下，单个器件内最亮段的测量强度不应超过最暗段强度的两倍。这确保了视觉均匀性。

10. 实际用例示例

场景：设计一个简单的数字计时器显示。 计时器需要显示分钟和秒。将使用四个LTS-5325CKR-P显示屏。采用具有足够I/O引脚的微控制器进行多路复用驱动。四个数字中相同段码字母的所有段阳极将连接在一起，并通过一个限流电阻由一个微控制器引脚驱动。每个数字的公共阴极将连接到一个单独的微控制器引脚，作为数字选择开关。微控制器将快速循环点亮每个数字，依靠视觉暂留使所有数字看起来同时点亮。这种方法将所需的驱动引脚数量从40个大幅减少到14个。设计必须确保每个段在其短暂点亮期间的峰值电流不超过绝对最大额定值，同时平均电流提供所需的亮度。_F11. 工作原理

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时，来自n型AlInGaP层的电子与来自p型层的空穴复合。此复合事件以光子形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长——在本例中为超亮红色。光从有源区发射，由封装的反射杯和环氧树脂透镜塑形，形成可见的段码。

12. 技术趋势

AlInGaP技术代表了用于红色、橙色和黄色LED的成熟且高效的解决方案。当前显示技术的趋势包括开发更高效率的材料，以及集成Micro-LED用于超高分辨率直视显示器。对于单数字和小型字母数字显示器，趋势继续朝着小型化、更高亮度、更低功耗以及改进与符合RoHS和现代SMT组装线要求的无铅高温回流工艺的兼容性发展。先进塑料和封装材料的使用也提高了长期可靠性和对湿度、紫外线照射等环境因素的抵抗力。

A4: It means that within a single device, the measured intensity of the brightest segment should not be more than twice the intensity of the dimmest segment when tested under identical conditions (I_F=1mA). This ensures visual uniformity.

. Practical Use Case Example

Scenario: Designing a simple digital timer display.

The timer needs to show minutes and seconds (four digits). Four LTS-5325CKR-P displays would be used. A microcontroller with sufficient I/O pins would be employed in a multiplexed driving scheme. All segment anodes for the same segment letter (e.g., all \"A\" segments) across the four digits would be connected together and driven by a single microcontroller pin via a current-limiting resistor. Each digit's common cathode would be connected to a separate microcontroller pin acting as a digit select switch. The microcontroller would rapidly cycle through illuminating one digit at a time (e.g., for 2.5ms each in a 10ms total cycle), relying on persistence of vision to make all digits appear lit simultaneously. This method drastically reduces the number of required driver pins from 40 (4 digits * 10 pins) to 14 (7 segment anodes + 1 DP + 4 common cathodes + 2 unused). The design must ensure the peak current per segment during its brief on-time does not exceed the absolute maximum rating, while the average current provides the desired brightness.

. Operating Principle

The device operates on the principle of electroluminescence in a semiconductor p-n junction. When a forward voltage exceeding the junction's built-in potential is applied, electrons from the n-type AlInGaP layer recombine with holes from the p-type layer. This recombination event releases energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlInGaP alloy determines the bandgap energy, which in turn defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, Super Red. The light is emitted from the active region, shaped by the package's reflector cup and epoxy lens to form the visible segments.

. Technology Trends

AlInGaP technology represents a mature and highly efficient solution for red, orange, and yellow LEDs. Current trends in display technology include the development of even higher efficiency materials, such as those based on gallium nitride (GaN) for broader spectrum coverage, and the integration of micro-LEDs for ultra-high-resolution direct-view displays. For single-digit and small alphanumeric displays, the trend continues towards miniaturization, higher brightness, lower power consumption, and improved compatibility with lead-free, high-temperature reflow processes required for RoHS compliance and modern SMT assembly lines. The use of advanced plastics and encapsulation materials also improves long-term reliability and resistance to environmental factors like humidity and UV exposure.