LTS-4812CKR-PM LED顯示屏規格書 - 0.39吋數碼管 - 超級紅色 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTS-4812CKR-PM係一款表面貼裝器件（SMD），設計為單一位數數碼顯示屏。佢採用先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，喺GaAs基板上生長，以產生超級紅色光輸出。顯示屏採用灰色面殼配白色發光段，提供高對比度，確保最佳可讀性。佢主要應用於消費電子產品、工業儀錶同控制面板，呢啲場合需要緊湊、可靠同光猛嘅數字指示器。

1.1 主要特點

• 數碼管高度：0.39吋（10.0毫米），提供清晰可見嘅字元尺寸。
• 發光段均勻度：所有發光段嘅光線輸出連續且均勻，確保外觀一致。
• 電源效率：功耗低，適合用於電池供電設備。
• 光學性能：高亮度同高對比度，確保喺各種照明條件下都有極佳嘅可見度。
• 視角：寬廣視角，允許從唔同角度閱讀。
• 可靠性：固態結構確保長使用壽命，並具有抗衝擊同抗振動能力。
• 分級（Binning）：根據發光強度進行分類，確保多位數顯示應用中亮度匹配一致。
• 環保合規：無鉛封裝，符合RoHS（有害物質限制）指令。

1.2 器件配置

呢款器件配置為共陽極顯示屏。特定型號LTS-4812CKR-PM表示右側小數點配置。共陽極設計簡化咗電路設計，特別係當連接至提供電流嘅微控制器或驅動IC時。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。操作應始終保持喺呢啲極限之內。

• 每段最大功耗：最大70毫瓦。
• 每段峰值正向電流：90毫安（脈衝條件下：1/10佔空比，0.1毫秒脈衝寬度）。
• 每段連續正向電流：25°C時為25毫安。當環境溫度高於25°C時，呢個額定值會以0.28毫安/°C嘅速率線性遞減。
• 工作溫度範圍：-35°C至+105°C。
• 儲存溫度範圍：-35°C至+105°C。
• 焊接溫度：可承受260°C烙鐵焊接3秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋處。

2.2 電氣及光學特性

典型性能喺環境溫度（Ta）為25°C時測量。

• 平均發光強度（Iv）：正向電流（IF）為1毫安時，範圍從最小201微坎德拉到典型650微坎德拉。喺10毫安時，典型強度為8250微坎德拉。
• 峰值發射波長（λp）：639納米，定義咗超級紅色光譜中嘅主色點。
• 譜線半寬度（Δλ）：20納米，表示發射光嘅光譜純度。
• 主波長（λd）：631納米。
• 每顆晶片正向電壓（VF）：典型值為2.6V，IF=20毫安時最大值為2.6V。最小值為2.0V。
• 每段反向電流（IR）：反向電壓（VR）為5V時，最大100微安。注意：此條件僅用於測試目的；器件唔適用於連續反向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：IF=1毫安時，相似發光區域內嘅發光段之間最大為2:1，確保亮度均勻。
• 串擾：規定為≤2.5%，最小化相鄰發光段嘅非預期照明。

3. 分級系統說明

LTS-4812CKR-PM嘅發光強度被分類到唔同嘅級別（Bin），以保證一致性。級別代碼（E、F、G、H、J）對應於以微坎德拉（µcd）為單位嘅特定發光強度範圍。每個級別嘅公差為+/-15%。

• 級別E：201 - 320 µcd
• 級別F：321 - 500 µcd
• 級別G：501 - 800 µcd
• 級別H：801 - 1300 µcd
• 級別J：1301 - 2100 µcd

呢個系統允許設計師為多位數顯示屏選擇亮度緊密匹配嘅部件，防止照明不均勻。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定嘅圖形曲線，但背後嘅關係對於設計至關重要。

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：AlInGaP技術表現出典型嘅正向電壓特性，喺20毫安時約為2.6V。設計師必須確保驅動電路能夠提供足夠嘅電壓，並考慮潛在嘅壓降。
• 發光強度 vs. 正向電流：強度隨電流增加而增加，但並非線性。喺建議嘅10-20毫安範圍內操作可提供最佳亮度同效率。
• 溫度依賴性：同所有LED一樣，發光輸出會隨接面溫度升高而降低。連續電流嘅遞減率（高於25°C時0.28毫安/°C）對於高溫環境中嘅熱管理至關重要。
• 光譜分佈：圍繞639納米嘅窄半寬度（20納米）表明係飽和、純淨嘅紅色，相比其他一些LED技術，佢對電流或溫度變化嘅敏感性較低。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸

器件符合標準SMD封裝尺寸。關鍵尺寸註釋包括公差為±0.25毫米（除非另有說明）。質量控制標準定義咗異物、油墨污染、發光段內氣泡、反射器彎曲同塑膠引腳毛刺（最大0.1毫米）等。

5.2 引腳連接及電路圖

顯示屏採用10引腳配置。內部電路圖顯示所有發光段共用一個陽極連接。引腳排列如下：引腳3同引腳8係共陽極。其餘引腳（1、2、4、5、6、7、9、10）分別係發光段E、D、C、DP（小數點）、B、A、F同G嘅陰極。引腳5專門用於右側小數點（DP）。

5.3 推薦焊接圖案

提供咗焊盤圖案設計，以確保喺回流焊接過程中形成可靠嘅焊點，促進正確嘅自對齊同熱電連接。

6. 焊接及組裝指引

6.1 SMT焊接說明

器件額定最多可承受兩次回流焊接循環。第一次同第二次循環之間必須完全冷卻至常溫。

• 回流焊接溫度曲線：
  • 預熱：120-150°C
  • 預熱時間：最長120秒
  • 峰值溫度：最高260°C
  • 液相線以上時間：最長5秒
• 手動焊接（烙鐵）：烙鐵頭最高溫度300°C，每個焊點最長3秒。

6.2 濕度敏感性及儲存

SMD封裝對濕度敏感。器件以防潮包裝連乾燥劑出貨。必須儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度嘅環境中。一旦密封袋打開，元件就會開始從環境中吸收濕氣。

烘烤要求（如果暴露）：如果元件喺開袋後冇儲存喺乾燥櫃中，則必須喺回流焊接前進行烘烤，以防止焊接過程中出現\"爆米花\"現象或內部分層。

• 捲帶包裝：60°C烘烤≥48小時。
• 散裝：100°C烘烤≥4小時或125°C烘烤≥2小時。

重要提示：烘烤只應進行一次，以避免塑膠封裝劣化。

7. 包裝及訂購信息

7.1 包裝規格

器件以凸紋載帶捲裝形式供應，兼容自動貼片設備。

• 捲盤尺寸：提供標準捲盤尺寸，包括元件載帶同整體捲盤（例如13吋或22吋捲盤）。
• 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成。尺寸符合EIA-481-D標準。關鍵規格包括翹曲度（250毫米內在1毫米內）同厚度（0.40±0.05毫米）。
• 包裝數量：
  • 每13吋捲盤：800件。
  • 每22吋捲盤包裝長度：44.5米。
  • 散裝最小訂購量：200件。
• 引帶及尾帶：捲盤包含引帶（最少400毫米）同尾帶（最少40毫米），用於機器處理。

8. 應用備註及設計考慮

8.1 典型應用場景

• 消費電子產品：數字鐘、微波爐顯示屏、音響設備讀數。
• 工業控制：面板儀錶、過程指示器、計時器顯示。
• 汽車改裝市場：儀錶同輔助顯示屏（需針對汽車環境進行額外認證）。
• 醫療設備：非關鍵監測設備上嘅簡單數字讀數。

8.2 設計考慮

• 限流：始終為每個發光段使用一個串聯限流電阻或專用恆流LED驅動IC。根據電源電壓（Vcc）、LED正向電壓（Vf ~2.6V）同所需正向電流（例如10-20毫安）計算電阻值。
• 多工掃描：對於多位數顯示屏，多工掃描驅動方案係常見嘅。共陽極設計非常適合呢種方案。確保多工操作中嘅峰值電流唔超過絕對最大額定值，並計算平均電流以保持喺連續額定值內。
• 熱管理：雖然功耗低，但應確保足夠嘅PCB佈局以散熱，特別係喺高環境溫度應用或喺較高電流驅動時。遵循高於25°C時嘅電流遞減曲線。
• 靜電防護：同所有半導體器件一樣，喺處理同組裝過程中應遵守標準嘅ESD預防措施。

9. 技術比較及差異化

LTS-4812CKR-PM通過使用AlInGaP技術實現超級紅色而與眾不同。

• 對比傳統GaAsP/GaP紅色LED：AlInGaP喺相同電流水平下提供顯著更高嘅發光效率同亮度。佢仲提供更好嘅溫度穩定性同更長嘅使用壽命。
• 對比高效能紅色LED：雖然唔係絕對最高效率，但佢為標準數字顯示應用提供咗性能、成本同可靠性之間嘅極佳平衡。
• 主要優勢：高亮度、良好對比度（灰色面殼/白色發光段）、寬廣視角同可靠嘅SMD封裝，結合0.39吋數碼管尺寸，使其成為許多應用嘅多功能選擇。

10. 常見問題解答（FAQs）

10.1 分級系統嘅目的係咩？

分級系統確保唔同生產批次之間以及多位數顯示屏內部嘅亮度均勻性。通過指定一個級別代碼（例如級別G），你可以保證所有發光段喺1毫安時嘅發光強度都會喺501-800 µcd範圍內，防止一個數字睇落比另一個更光或更暗。

10.2 我可以唔用限流電阻驅動呢個顯示屏嗎？

No.LED係電流驅動器件。將佢哋直接連接到電壓源會導致電流不受控制地上升，迅速超過最大額定值並損壞LED。必須使用串聯電阻或恆流驅動器。

10.3 點解要限制回流焊接循環次數？

塑膠封裝同內部材料會吸收濕氣。喺回流焊接期間，呢啲濕氣會變成蒸汽，可能導致內部裂紋或分層（\"爆米花\"現象）。兩次循環嘅限制，加上必要時嘅適當烘烤，係為咗確保封裝完整性保持喺安全極限內。

10.4 \"共陽極\"對我嘅電路設計意味住咩？

喺共陽極顯示屏中，所有LED發光段嘅陽極（正極）喺內部連接埋一齊。要點亮一個發光段，你需要將其陰極引腳連接到低電壓（接地），同時向共陽極引腳施加正電壓。當使用吸收電流嘅驅動IC（例如許多多工掃描驅動器）時，呢種設計非常方便。

11. 實用設計示例

場景：使用LTS-4812CKR-PM設計一個4位數時鐘顯示屏，由一個I/O引腳有限嘅5V微控制器驅動。

解決方案：使用多工掃描方案，搭配專用LED驅動IC（例如MAX7219或類似嘅多工掃描移位寄存器）。

1. 連接：將四個共陽極引腳（每個數字嘅引腳3同8連接埋一齊）連接到四個獨立配置為電流源嘅驅動器輸出。
2. 發光段線路：將所有對應嘅發光段陰極（A、B、C、D、E、F、G、DP）喺四個數字之間並聯，連接到驅動器嘅發光段吸收電流輸出。
3. 電流設定：將驅動器嘅恆流值設定為例如每段15毫安。呢個值喺連續額定值範圍內，並提供良好亮度。
4. 多工掃描：驅動器會快速循環依次點亮每個數字。由於視覺暫留，所有四個數字睇落會同時亮起。確保刷新率足夠高（通常>100赫茲）以避免可見閃爍。
5. 電阻：恆流驅動器消除咗每個發光段上需要獨立串聯電阻嘅需求。

呢種方法最小化微控制器I/O使用量，同時提供穩定、均勻嘅照明。

12. 工作原理

LTS-4812CKR-PM係一款發光二極管（LED）顯示屏。每個發光段由一個或多個AlInGaP半導體晶片組成。當施加正向偏壓（超過晶片嘅正向電壓，約2.6V）時，電子同空穴喺半導體嘅有源區複合，以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP層嘅特定成分決定咗發射光嘅波長，喺呢個情況下，係喺超級紅色光譜中（峰值約639納米）。灰色面殼同白色發光段分別作為漫射器同反射器，將光輸出塑造成可識別嘅數字字元。

13. 技術趨勢

使用AlInGaP製造紅/橙/黃色LED代表咗一種成熟穩定嘅技術，提供高效率同可靠性。顯示技術嘅當前趨勢集中於：

• 微型化：更細嘅數碼管高度同像素間距，用於更高分辨率嘅顯示屏。
• 提高效率：持續嘅材料科學改進，以實現更高嘅每瓦流明（lm/W），降低功耗。
• 集成化：將LED陣列、驅動電路，有時仲包括微控制器，組合成單一嘅智能顯示模組。
• 柔性基板：研究柔性電路上嘅LED，以實現新穎外形，不過呢個同傳統分段顯示屏相比，更適用於較新嘅OLED同微型LED技術。

對於標準、具成本效益嘅單一位數數字顯示屏，基於AlInGaP嘅SMD元件，如LTS-4812CKR-PM，仍然係主流且可靠嘅解決方案。