目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 主要特點同優勢
- 2. 技術參數同特性
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性 (Ta=25°C)
- 2.3 熱力考量
- 3. 分級系統解釋
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同公差
- 5.2 引腳配置同電路圖
- 5.3 推薦焊接焊盤圖案
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接說明
- 6.2 濕度敏感性同儲存
- 7. 包裝同訂購規格
- 7.1 帶裝同捲盤包裝
- 8. 應用建議同設計考量
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 關鍵設計考量
- 9. 常見問題 (基於技術參數)
- 9.1 峰值波長 (639nm) 同主波長 (631nm) 有咩分別？
- 9.2 我可唔可以直接用3.3V微控制器GPIO引腳驅動呢個顯示屏？
- 9.3 點解最大回流焊接週期限制為兩次？
- 9.4 我點樣揀合適嘅光度分級？
- 10. 技術背景同趨勢
- 10.1 AlInGaP LED技術
- 10.2 SMD LED顯示屏趨勢
1. 產品概覽
LTS-4812SKR-P係一款專為數碼顯示應用而設計嘅表面貼裝器件 (SMD)。佢係一個單數碼顯示屏，字元高度為0.39吋 (10.0 mm)。核心技術採用喺GaAs基板上生長嘅AlInGaP (鋁銦鎵磷) 外延層，以產生超級紅光發射。器件採用灰色面同白色段嘅設計，增強對比度同可讀性。佢採用共陽極配置構建，呢種係簡化多段顯示屏驅動電路嘅標準設計。
1.1 主要特點同優勢
- 緊湊尺寸同高可讀性：0.39吋數碼高度喺元件佔用面積同字元可見度之間提供良好平衡，適合消費電子產品、儀器儀表同控制面板。
- 卓越光學性能：AlInGaP材料系統喺紅色光譜中提供高光度同出色嘅色純度。連續、均勻嘅段同廣闊視角確保從唔同角度睇都有一致嘅外觀。
- 能源效率：特點係低功耗要求，適合電池供電或注重能源嘅應用。
- 增強可靠性：作為固態器件，同其他顯示技術（例如VFD或白熾燈泡）相比，佢提供更高可靠性同更長嘅使用壽命。
- 質量保證：器件根據光度進行分類（分級），確保多數碼顯示屏嘅亮度匹配一致。封裝係無鉛並符合RoHS指令。
2. 技術參數同特性
本部分提供對設計至關重要嘅電氣同光學規格嘅詳細、客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲係任何情況下都唔可以超過嘅應力極限，以防止永久損壞。
- 每段功耗：70 mW。呢個限制咗每個LED段可以處理嘅最大連續功率。
- 每段峰值正向電流：90 mA (喺1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下)。僅適用於脈衝操作。
- 每段連續正向電流：25 mA @ 25°C。呢個額定值會隨住環境溫度 (Ta) 升高超過25°C而線性降低，降額率為0.28 mA/°C。例如，喺85°C時，最大允許連續電流大約為：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA。
- 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
- 焊接溫度：260°C 持續3秒 (烙鐵頭喺安裝平面下方1/16吋)。
2.2 電氣同光學特性 (Ta=25°C)
呢啲係喺指定測試條件下嘅典型操作參數。
- 平均光度 (IV)：3000 µcd (典型值) @ IF=2mA。最小值為1301 µcd，最大值為8600 µcd，反映分級範圍。
- 每晶片正向電壓 (VF)：2.6V (典型值) @ IF=20mA，最大值為2.6V。必須根據呢個VF同電源電壓計算限流電阻。
- 峰值發射波長 (λp)：639 nm。呢個係發射光強度最高嘅波長。
- 主波長 (λd)：631 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長，定義顏色點。
- 譜線半寬度 (Δλ)：20 nm。呢個表示光譜純度；數值越細，表示光越單色。
- 反向電流 (IR)：100 µA (最大值) @ VR=5V。請注意，反向電壓操作僅用於測試目的，唔適用於連續使用。
- 光度匹配比：2:1 (最大值)。喺多數碼顯示屏中，最光嘅段喺類似點亮區域內唔應該比最暗嘅段光超過兩倍，以確保均勻性。
- 串擾：≤ 2.5%。呢個指定咗當相鄰段通電時，非驅動段嘅最大非預期照明。
2.3 熱力考量
正向電流隨溫度線性降額係一個關鍵設計參數。喺高溫下超過降額後嘅電流限制會導致流明衰減加速同使用壽命縮短。建議採用適當嘅PCB佈局以散熱，特別係喺同時驅動多個段或數碼時。
3. 分級系統解釋
LTS-4812SKR-P根據光度進行分類以確保一致性。分級代碼 (例如 J1, K2, M1) 表示該組器件保證嘅最小同最大強度範圍，以微坎德拉 (µcd) 為單位測量，條件係 IF=2mA，公差為±15%。
- 較低分級 (J1, J2)：1301-2100 µcd。適合可接受較低亮度或節能至關重要嘅應用。
- 中級分級 (K1, K2, L1)：2101-4300 µcd。為通用顯示屏提供亮度同效率嘅平衡。
- 較高分級 (L2, M1, M2)：4301-8600 µcd。專為高亮度應用或需要喺高環境光條件下具有卓越可見度嘅情況而設計。
喺訂購時指定分級代碼對於需要跨多個單元外觀一致嘅應用至關重要。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定圖表，但佢哋嘅含義對於LED器件係標準嘅。
- 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)：顯示指數關係。典型 VF值 2.6V @ 20mA 係驅動器設計嘅關鍵操作點。
- 光度 vs. 正向電流 (I-L曲線)：光度隨電流增加而增加，但並非線性。效率 (每瓦流明) 通常喺低於絕對最大額定值嘅電流下達到峰值。
- 光度 vs. 環境溫度：光度通常隨接面溫度升高而降低。呢點強調咗熱管理對於保持亮度一致嘅重要性。
- 光譜分佈：一個以639 nm (峰值) 為中心、半寬度為20 nm嘅圖，確認窄帶超級紅光發射。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸同公差
器件符合標準SMD外形。關鍵尺寸包括總長度、寬度同高度，以及引腳間距同尺寸。除非另有說明，所有主要尺寸嘅公差為±0.25 mm。關鍵質量注意事項包括異物、墨水污染、段區域內氣泡同塑料引腳毛刺嘅限制。
5.2 引腳配置同電路圖
顯示屏採用10引腳配置。佢係一個共陽極器件。內部電路圖顯示八個獨立嘅LED段 (a, b, c, d, e, f, g, dp)，佢哋嘅陽極內部連接到兩個共陽極引腳 (引腳3同引腳8)。每個段陰極都有自己專用嘅引腳。
引腳排列：
1: 陰極 E
2: 陰極 D
3: 共陽極 1
4: 陰極 C
5: 陰極 DP (小數點)
6: 陰極 B
7: 陰極 A
8: 共陽極 2
9: 陰極 F
10: 陰極 G
極性識別：共陽極引腳必須連接到正電源電壓 (通過適當嘅限流電阻)。通過將各個段嘅陰極引腳連接到較低電壓 (通常係地) 來開啟各個段。
5.3 推薦焊接焊盤圖案
提供焊盤圖案以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點。遵循呢個圖案有助於防止墓碑效應、錯位同焊料圓角不足。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接說明
器件額定最多可承受兩次回流焊接週期。週期之間需要完全冷卻至室溫。
- 溫度曲線：預熱：120-150°C，最多120秒。峰值溫度：最高260°C。
- 手動焊接 (烙鐵)：烙鐵頭最高溫度300°C，每個焊點最多3秒。呢個應該僅限於一次性維修。
6.2 濕度敏感性同儲存
元件以防潮包裝運輸。必須儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度 (RH) 嘅環境中。一旦密封袋打開，元件就會開始從環境中吸收水分。
烘烤要求：如果元件暴露喺超出指定限制嘅環境條件下，必須喺回流焊接前進行烘烤，以防止喺高溫焊接過程中出現爆米花裂紋或分層。
- 捲盤中嘅元件：喺60°C下烘烤≥48小時。
- 散裝元件：喺100°C下烘烤≥4小時或125°C下烘烤≥2小時。
重要：烘烤應該只進行一次，以避免額外嘅熱應力。
7. 包裝同訂購規格
7.1 帶裝同捲盤包裝
器件以壓紋載帶形式供應，捲喺捲盤上，適合自動貼片組裝。
- 捲盤尺寸：提供標準捲盤尺寸 (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。關鍵規格包括彎曲公差同10個鏈輪孔上嘅累積節距公差。
- 包裝數量：一個13吋捲盤通常包含800件。一個22吋捲盤包含44.5米長嘅載帶。剩餘數量嘅最小訂購量為200件。
- 方向：載帶包括引導部分同尾部部分 (分別最少400mm同40mm)，以便機器裝載。
8. 應用建議同設計考量
8.1 典型應用場景
- 消費電子產品：數碼鐘、微波爐、冷氣機顯示屏、音響設備。
- 儀器儀表：面板儀表、測試設備、醫療設備讀數顯示。
- 工業控制：過程控制指示器、計時器顯示屏、計數器讀數顯示。
- 汽車改裝市場：輔助顯示屏，高亮度同廣視角有好處嘅地方。
8.2 關鍵設計考量
- 限流：始終為每個共陽極連接 (或者如果使用恆流驅動器，則為每個段) 使用串聯電阻。根據電源電壓 (VCC)、典型正向電壓 (VF~2.6V) 同所需正向電流 (IF) 計算電阻值。例子：對於 VCC=5V 同 IF=10mA，R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω。
- 多工驅動：對於多數碼顯示屏，多工驅動方案係常見嘅。確保呢個方案中嘅峰值電流唔超過絕對最大額定值 (90mA脈衝)，並且平均電流符合基於佔空比同溫度嘅降額連續電流限制。
- 熱管理：喺PCB上提供足夠嘅銅面積，連接到散熱焊盤 (如果有) 或器件引腳作為散熱器，特別係喺高亮度或高環境溫度應用中。
- ESD保護：雖然無明確標明為敏感器件，但建議喺組裝期間遵循半導體器件嘅標準ESD處理預防措施。
- 光學介面：選擇覆蓋層或濾光片時，考慮灰色面/白色段設計，以保持最佳對比度。
9. 常見問題 (基於技術參數)
9.1 峰值波長 (639nm) 同主波長 (631nm) 有咩分別？
峰值波長係發射光譜中最高強度點嘅物理測量值。主波長係一個計算值，代表人眼感知嘅顏色。對於像呢種紅色LED嘅單色光源，由於人眼靈敏度曲線嘅形狀，佢哋接近但唔完全相同。
9.2 我可唔可以直接用3.3V微控制器GPIO引腳驅動呢個顯示屏？
唔可以。典型嘅GPIO引腳無法提供或吸收足夠電流 (通常每引腳最大20-25mA，有總封裝限制) 來明亮且安全地驅動多個LED段。此外，LED正向電壓 (~2.6V) 接近3.3V，留俾限流電阻嘅餘量好少。你必須使用驅動電路，例如晶體管陣列或專用LED驅動器IC。
9.3 點解最大回流焊接週期限制為兩次？
多次回流焊接週期會使塑料封裝同內部鍵合線承受重複嘅熱應力，可能導致機械故障、吸濕增加或環氧樹脂材料降解。呢個限制確保長期可靠性。
9.4 我點樣揀合適嘅光度分級？
根據你應用嘅環境光條件同所需可讀性進行選擇。對於室內、低環境光，較低分級 (J, K) 可能足夠並且更節能。對於陽光下可讀或高環境光應用，指定較高分級 (L, M)。對於多數碼顯示屏，指定相同嘅分級代碼對於均勻性至關重要。
10. 技術背景同趨勢
10.1 AlInGaP LED技術
鋁銦鎵磷 (AlInGaP) 係一種專門為紅色、橙色同黃色波長嘅高效率發光而設計嘅半導體材料。喺GaAs基板上生長，同舊技術 (如GaAsP) 相比，佢提供更優越嘅性能，包括更高亮度、更好嘅溫度穩定性同更長嘅使用壽命。"超級紅光"嘅名稱通常表示一種針對高光效同視覺飽和紅色點進行優化嘅特定成分。
10.2 SMD LED顯示屏趨勢
顯示元件嘅趨勢繼續朝向小型化、更高可靠性同集成化發展。雖然像LTS-4812SKR-P咁樣嘅單數碼SMD顯示屏對於分段數碼讀數仍然至關重要，但點陣SMD顯示屏同帶嵌入式控制器嘅完全集成顯示模組亦同步增長。對更寬工作溫度範圍、更低功耗以及兼容無鉛同高溫焊接工藝 (如汽車電子所需) 嘅需求繼續推動元件發展。
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。 |