目錄
1. 產品概覽
LTS-5825CKG-PST1係一款高性能、單數碼、表面貼裝(SMD)LED顯示屏,專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅核心技術基於磷化鋁銦鎵(AlInGaP)半導體材料,喺非透明砷化鎵(GaAs)基板上生長。呢種材料系統以產生高效率綠光而聞名。顯示屏採用黑色面以增強對比度,同埋白色段以實現最佳光線擴散同可見度。數碼高度為0.56吋(14.22毫米),提供出色嘅字符外觀,適合各種空間有限但可讀性至關重要嘅消費同工業電子設備。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款顯示屏為可靠性同性能而設計。主要優勢包括低功耗、高亮度輸出同埋寬視角,確保從唔同位置都睇得清楚。固態結構提供固有嘅可靠性同長使用壽命。佢按發光強度分類,確保喺多數碼應用中亮度匹配一致。主要目標市場包括儀錶板、測試同測量設備、銷售點終端、工業控制系統,以及需要單個高可見度數碼嘅汽車儀錶板顯示屏。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。每段最大功耗為70 mW。每段峰值正向電流額定為60 mA,但呢個只允許喺脈衝條件下(1 kHz頻率,10%佔空比)以管理熱量。每段連續正向電流,即穩態操作嘅安全極限,喺環境溫度(Ta)為25°C時為25 mA。呢個額定值會隨環境溫度每升高1°C(高於25°C)線性降低0.28 mA。器件可以喺-40°C至+105°C嘅溫度範圍內操作同儲存。焊接條件規定,喺峰值溫度260°C下進行3秒回流焊時,器件主體應至少高於安裝平面1/16吋。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數喺標準測試條件Ta = 25°C下測量,提供預期性能。發光強度(Iv)喺正向電流(IF)為1 mA時,範圍從最小501 μcd到典型1700 μcd。峰值發射波長(λp)為571 nm,主波長(λd)喺IF=20mA時為572 nm,明確位於綠色光譜。譜線半寬(Δλ)為15 nm,表示顏色相對純正。每段正向電壓(VF)喺IF=20mA時最大值為2.6V,典型值為2.05V。反向電流(IR)喺反向電壓(VR)為5V時最大值為100 μA,但禁止喺反向偏壓下連續操作。段之間嘅發光強度匹配比規定最大值為2:1,確保整個數碼亮度均勻。
3. 機械同封裝信息
3.1 封裝尺寸同結構
器件係表面貼裝封裝。關鍵尺寸公差為±0.25mm,除非另有說明。結構細節包括塑膠毛邊(最大0.14 mm)同PCB翹曲(最大0.06 mm)嘅規格。焊盤表面處理對於可靠焊接至關重要,採用分層結構:至少1200微吋銅、至少150微吋鎳,同埋4微吋鍍金。另外塗有400微吋嘅附加塗層。
3.2 引腳連接同內部電路
顯示屏採用10引腳配置,並使用共陽極電路設計。內部電路圖顯示,所有段陽極內部連接至兩個共陽極引腳(引腳3同引腳8)。每個段陰極(A、B、C、D、E、F、G同小數點DP)都有自己專用嘅引腳。呢種配置常見於多個數碼共享驅動線路嘅多路復用應用。
4. 焊接同組裝指引
4.1 SMT焊接說明
對於回流焊,必須遵循特定嘅溫度曲線。預熱階段應喺120-150°C之間,最多120秒。回流期間嘅峰值溫度不得超過260°C,高於呢個關鍵溫度嘅時間應限制喺最多5秒。關鍵係,回流工藝循環次數必須少於兩次。如果需要第二次回流(例如,用於雙面組裝),必須喺第一次同第二次工藝之間讓電路板完全冷卻至正常環境溫度。對於用烙鐵進行手工焊接,烙鐵頭溫度不應超過300°C,每個焊點嘅接觸時間應限制喺最多3秒。
4.2 推薦焊接圖案
提供咗推薦嘅焊盤圖案(佔位面積),尺寸以毫米為單位。遵循呢個圖案對於實現正確嘅焊點形成、機械穩定性同操作期間嘅散熱至關重要。
5. 包裝同處理
5.1 包裝規格
器件以載帶同捲盤形式供應,用於自動組裝。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成,厚度為0.30±0.05 mm。載帶嘅翹曲度喺250 mm長度內控制在1 mm以內。每個13吋捲盤包含700件,22吋捲盤上嘅總載帶長度為44.5米。包裝包括引導帶同尾帶部分(分別至少400 mm同40 mm),以便機器送料。對於剩餘批次,規定最小包裝數量為200件。清楚標示咗從捲盤拉出載帶嘅方向。
5.2 濕度敏感性同烘烤
作為表面貼裝器件,顯示屏對吸濕敏感,可能導致喺高溫回流過程中出現爆米花現象或分層。器件以密封防潮包裝出貨,應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度下。一旦密封袋打開,器件嘅車間壽命有限。如果袋子喺唔符合儲存規格(低於30°C同低於60% RH)嘅條件下打開超過一星期,則需要喺回流前進行烘烤。烘烤條件取決於包裝狀態:捲盤中嘅部件為60°C烘烤≥48小時,或散裝部件為100°C烘烤≥4小時 / 125°C烘烤≥2小時。烘烤只應進行一次。
6. 應用建議同設計考慮
6.1 典型應用場景
呢款顯示屏非常適合任何需要單個高可讀性數字嘅應用。常見用途包括數字鐘(顯示秒或分鐘)、電量指示器、單數碼計數器、電器上嘅參數設定顯示屏,以及電子設備上嘅狀態碼顯示屏。其SMD格式使其適合現代緊湊嘅PCB設計。
6.2 設計考慮
- 限流:務必為每個段陰極使用串聯限流電阻。電阻值應根據電源電壓、LED嘅正向電壓(VF)同所需嘅正向電流(IF)計算,後者不得超過25 mA連續電流。
- 驅動電路:共陽極配置簡化咗使用低側開關(晶體管或IC)從陰極吸收電流嘅驅動方式。
- 熱管理:確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔,特別係喺接近最大電流或高環境溫度下操作時,以防止過熱同光衰。
- ESD防護:同所有半導體器件一樣,喺處理同組裝過程中實施標準嘅ESD預防措施。
7. 性能曲線分析
規格書參考咗典型特性曲線,呢啲對於詳細設計至關重要。雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表,但工程師通常期望睇到正向電流與正向電壓(IV曲線)、發光強度與正向電流、發光強度與環境溫度,可能仲有光譜分佈嘅曲線。呢啲曲線讓設計師能夠理解非線性行為,例如效率如何隨電流變化,或者亮度如何隨溫度升高而下降,從而能夠針對特定應用環境優化驅動條件。
8. 技術比較同差異化
LTS-5825CKG-PST1嘅關鍵區別在於其使用AlInGaP技術實現綠光發射。相比傳統GaP等舊技術,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同亮度。黑色面/白色段設計提供優越嘅對比度,特別係喺光線明亮嘅環境下,相比淺色面嘅顯示屏。0.56吋數碼高度填補咗細指示燈同大型面板顯示屏之間嘅特定利基市場。其發光強度分類係一項質量保證功能,確保喺多數碼應用中嘅一致性,呢個係基本LED組件中唔一定保證嘅關鍵因素。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λp)係發射光功率最大嘅波長。主波長(λd)係與發射光感知顏色相匹配嘅單色光波長。對於像呢款咁窄光譜嘅LED,佢哋非常接近(571 nm 對 572 nm)。
問:我可以連續以20mA驅動呢款顯示屏嗎?
答:可以,20mA低於最大連續正向電流額定值25mA。不過,你必須考慮環境溫度,因為電流額定值會喺高於25°C時降低。
問:既然唔可以反向操作,點解反向電流規格重要?
答:IR規格係一個質量同漏電測試參數。高反向電流可能表示半導體結存在製造缺陷。
問:發光強度分類係咩意思?
答:意思係器件根據其喺標準測試電流下測量到嘅發光輸出進行測試同分類(分檔)。咁樣設計師就可以從相同強度檔中選擇顯示屏,以確保陣列中亮度均勻,避免一個數碼睇起嚟比另一個暗。
10. 實際使用案例示例
考慮設計一個具有1秒解析度嘅簡單數字計時器。單位嘅秒數碼可以使用LTS-5825CKG-PST1實現。將使用微控制器控制顯示屏。共陽極引腳將通過合適嘅限流方案(如果多路復用其他數碼)連接到正電源電壓(例如5V)。八個陰極引腳(段A-G同DP)將連接到微控制器嘅GPIO引腳,每個都通過自己嘅限流電阻(例如,對於5V電源,考慮Vf約為2.1V,約150Ω以獲得20mA)。軟件將循環顯示數字0-9,每秒打開相應嘅陰極引腳組合。高亮度同對比度確保數碼從遠處都容易讀取,而低功耗有助於提高整體系統效率。
11. 工作原理介紹
器件基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。當施加超過結內建電勢嘅正向電壓(陽極相對於陰極為正)時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域,並喺嗰度復合。喺AlInGaP LED中,呢種復合主要釋放綠色波長範圍內嘅光子(光)形式嘅能量。鋁、銦、鎵同磷化物嘅特定合金成分決定咗帶隙能量,從而決定發射光嘅顏色。非透明嘅GaAs基板吸收任何向下發射嘅光,提高器件頂部嘅整體光提取效率。
12. 技術趨勢
LED顯示屏技術嘅趨勢繼續朝向更高效率、更小型化同更高可靠性發展。雖然AlInGaP係一種成熟且高效嘅紅、橙、琥珀同綠光LED技術,但像氮化銦鎵(InGaN)等新材料而家能夠以極高效率覆蓋整個可見光譜,包括綠色同藍色。對於單數碼顯示屏,趨勢係朝向更薄嘅封裝、更高像素密度(用於點陣字母數字顯示屏),以及與驅動IC或智能功能集成。然而,對於需要簡單、耐用、高亮度單數碼嘅特定應用,像LTS-5825CKG-PST1咁樣嘅分立段式顯示屏仍然係一種具成本效益同可靠嘅解決方案。環境考慮亦推動咗有害物質嘅消除同包裝材料可回收性嘅改進。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |