目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 主要特點
- 1.2 器件配置
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 引腳連接及極性
- 5.3 推薦焊接圖案
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 SMT焊接說明
- 7. 包裝及訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 7.2 濕度敏感性及儲存
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮事項
- 9. 常見問題解答(基於技術參數)
- 9.1 峰值波長同主波長有咩區別?
- 9.2 我可以連續以20mA驅動呢個顯示屏嗎?
- 9.3 點解回流過程限制喺兩個循環?
- 9.4 點樣計算串聯電阻值?
- 10. 工作原理簡介
1. 產品概覽
LTS-5825CKR-PR係一款單數碼、表面貼裝嘅LED顯示屏模組,專為需要清晰、高可見度數字顯示嘅應用而設計。佢嘅數碼高度為0.56吋(14.22毫米),適合用於各種電子設備嘅中型顯示屏。核心技術採用咗喺GaAs基板上嘅AlInGaP(鋁銦鎵磷)外延層,以產生超級紅光發射。呢種材料系統以其高效率同出色嘅色彩純度而聞名。顯示屏採用灰色面殼配白色段位,提供高對比度,確保喺唔同光線條件下都有最佳可讀性。
1.1 主要特點
- 0.56吋數碼高度:提供清晰易讀嘅字元尺寸。
- 連續均勻段位:確保所有段位發光一致,呈現專業外觀。
- 低功耗要求:運作高效,適合電池供電或注重能源嘅應用。
- 高亮度及高對比度:超級紅光AlInGaP晶片喺灰色背景上提供強勁光輸出。
- 寬廣視角:從多個角度都提供良好可見度。
- 按發光強度分級:器件經過分選,確保亮度水平一致。
- 無鉛封裝:符合RoHS(有害物質限制)指令。
- 固態可靠性:得益於LED技術固有嘅長壽命同抗衝擊性。
1.2 器件配置
呢款係一個共陽極、單數碼顯示屏,帶有右側小數點(DP)。特定型號LTS-5825CKR-PR就係指呢種配置。共陽極設計喺使用微控制器或提供電流嘅驅動IC時,可以簡化電路設計。
2. 技術參數:深入客觀解讀
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。佢哋係喺環境溫度(Ta)為25°C時指定嘅。
- 每段功耗:最大70 mW。超過此值可能導致過熱同縮短壽命。
- 每段峰值正向電流:90 mA,但僅適用於脈衝條件(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。呢個額定值適用於短暫嘅高電流脈衝,唔係連續操作。
- 每段連續正向電流:25°C時為25 mA。當環境溫度高於25°C時,此電流會以0.28 mA/°C嘅線性速率降額。呢個係散熱管理設計嘅關鍵參數。
- 工作及儲存溫度範圍:-35°C 至 +105°C。器件適用於工業同汽車環境,相當穩陣。
- 焊接溫度:烙鐵焊接應喺260°C下進行,最多3秒,烙鐵頭應喺元件安裝平面下方至少1/16吋(約1.6毫米)。
2.2 電氣及光學特性
呢啲係喺Ta=25°C同指定測試條件下測量嘅典型工作參數。
- 平均發光強度(Iv):根據正向電流,範圍由501 µcd(最小)到18000 µcd(最大)。喺典型驅動電流10mA下,強度為1700 µcd(最小)。發光強度係使用模擬人眼明視覺響應(CIE曲線)嘅濾光片測量嘅。
- 峰值發射波長(λp):639 nm(典型值)。呢個係發射光強度最高嘅波長。
- 主波長(λd):631 nm(典型值)。呢個係人眼感知到與光顏色相匹配嘅單一波長,定義咗其超級紅光色調。
- 譜線半寬度(Δλ):20 nm(典型值)。呢個表示光譜純度;寬度越窄,顏色越單一。
- 每晶片正向電壓(Vf):IF=20mA時為2.6V(最大)。設計師必須確保驅動電路能夠提供足夠電壓。
- 反向電流(Ir):VR=5V時為100 µA(最大)。此參數僅供測試用途;唔建議施加連續反向偏壓。
- 發光強度匹配比:2:1(最大)。意思係喺相同驅動電流下,同一器件內最光嘅段位亮度唔應該超過最暗段位亮度嘅兩倍,以確保均勻性。
- 串擾:≤ 2.5%。呢個指定咗當一個段位著而另一個段位熄時,相鄰段位之間最大嘅非預期漏光量。
3. 分級系統說明
規格書明確指出器件按發光強度分級。呢個意味住一個分選過程,顯示屏會根據佢哋喺標準測試電流(可能係1mA或10mA,根據特性表)下測量到嘅光輸出進行分類。咁樣可以確保最終產品喺唔同單元之間具有一致嘅亮度水平。如果需要在多個顯示屏之間實現嚴格嘅亮度匹配,設計師應向製造商查詢具體嘅分級代碼詳情。
4. 性能曲線分析
規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本中無詳細圖表,但呢類曲線通常包括:
- I-V(電流-電壓)曲線:顯示正向電壓同正向電流之間嘅關係,對於選擇限流電阻至關重要。
- 發光強度 vs. 正向電流:展示光輸出如何隨驅動電流增加,有助於優化亮度同功耗/熱量之間嘅平衡。
- 發光強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出如何隨溫度升高而下降,對於高溫環境下嘅應用非常重要。
- 光譜分佈:一張繪製相對強度對波長嘅圖表,直觀確認峰值波長、主波長同光譜寬度。
5. 機械及封裝信息
5.1 封裝尺寸
顯示屏符合特定嘅SMD封裝尺寸。關鍵尺寸註記包括:所有尺寸均以毫米為單位,一般公差為±0.25毫米。有特定質量控制:段位上嘅異物必須≤10密耳,表面油墨污染≤20密耳,段位內氣泡≤10密耳,彎曲度≤反射器長度嘅1%,塑膠腳毛邊最大為0.14毫米。
5.2 引腳連接及極性
器件採用10引腳配置。內部電路圖同引腳排列表顯示佢係共陽極類型。引腳3同8係公共陽極。其他引腳係特定段位(A, B, C, D, E, F, G, DP)嘅陰極。引腳1標記為無連接。正確識別極性對於防止安裝期間損壞至關重要。
5.3 推薦焊接圖案
提供咗用於PCB設計嘅焊盤圖案(封裝尺寸)。遵循此圖案可確保焊接過程中形成正確嘅焊點、機械穩定性同熱緩解。
6. 焊接及組裝指引
6.1 SMT焊接說明
一個關鍵嘅工藝限制係回流焊接循環次數必須少於兩次。喺第一次同第二次焊接過程之間,需要一個完整冷卻至常溫嘅過程,以盡量減少熱應力。
- 回流焊接(最多2個循環):喺120–150°C預熱,最多120秒。峰值溫度不得超過260°C。
- 烙鐵手動焊接(最多1個循環):烙鐵頭溫度不應超過300°C,接觸時間應限制喺最多3秒。
7. 包裝及訂購信息
7.1 包裝規格
器件以帶狀及捲盤形式供應,用於自動組裝。關鍵包裝詳情包括:
- 捲盤尺寸:符合標準EIA-481-D要求。
- 載帶:由黑色導電聚苯乙烯合金製成。10個鏈輪孔距累積公差為±0.20毫米。喺250毫米長度內,翹曲度喺1毫米以內。載帶厚度為0.30 ±0.05毫米。
- 包裝數量:標準捲盤長度為44.5米,裝喺22吋捲盤上。13吋捲盤包含700件。剩餘部件嘅最小包裝數量為200件。
- 前導/尾帶:包括用於機器送料嘅前導部分(最少400毫米)同尾帶部分(最少40毫米)。
7.2 濕度敏感性及儲存
SMD顯示屏以防潮包裝運輸。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。如果唔立即使用並且未喺乾燥條件下(例如,喺乾燥櫃中)儲存,則必須喺回流焊接前進行烘烤,以防止爆米花效應或分層損壞。烘烤規格:捲盤狀態下,60°C烘烤≥48小時;散裝狀態下,100°C烘烤≥4小時或125°C烘烤≥2小時。烘烤只應進行一次。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 消費電子產品:家用電器、音響設備或拖板中嘅數字讀數。
- 工業儀器儀表:面板儀表、過程控制器、測試同測量設備。
- 汽車改裝市場:汽車音響系統、儀表或診斷工具嘅顯示屏(需考慮擴展溫度範圍)。
- 醫療設備:需要清晰、可靠數字指示嘅場合(需進行進一步設備級別認證)。
8.2 設計考慮事項
- 限流:始終為每個段位使用串聯電阻,或採用恆流驅動器來設定正向電流,通常喺5-20 mA之間,具體取決於所需亮度同功率預算。高溫操作時請參考降額曲線。
- 散熱管理:如果喺高環境溫度或接近最大連續電流下操作,請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔,以管理結溫。
- ESD防護:組裝期間實施標準ESD處理程序,因為LED對靜電放電敏感。
- 光學設計:灰色面殼/白色段位設計提供良好對比度。考慮最終產品外殼嘅視角要求。
9. 常見問題解答(基於技術參數)
9.1 峰值波長同主波長有咩區別?
峰值波長(639 nm)係光譜功率最高嘅物理點。主波長(631 nm)係感知顏色匹配點。關注顏色規格嘅設計師應參考主波長。
9.2 我可以連續以20mA驅動呢個顯示屏嗎?
可以,25°C時最大連續電流為25 mA。然而,喺20mA時,你必須確保環境溫度同PCB散熱設計允許適當散熱,因為電流額定值會隨溫度降額(高於25°C時為0.28 mA/°C)。
9.3 點解回流過程限制喺兩個循環?
多次回流循環會使塑膠封裝同內部鍵合線承受重複熱應力,可能導致機械故障、正向電壓增加或可靠性降低。呢個限制確保長期性能。
9.4 點樣計算串聯電阻值?
使用歐姆定律:R = (Vsupply - Vf_total) / If。對於共陽極顯示屏,Vf_total係一個段位嘅正向電壓(設計時使用最大值2.6V以留餘量)。If係你所需嘅段位電流(例如,10mA)。如果從5V微控制器引腳驅動:R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240歐姆。使用最接近嘅標準值。
10. 工作原理簡介
LTS-5825CKR-PR基於AlInGaP半導體技術。當喺一個段位嘅陽極同陰極之間施加超過二極管閾值嘅正向電壓時,電子同空穴會喺AlInGaP外延層嘅有源量子阱區域內複合。呢種複合以光子(光)嘅形式釋放能量,處於紅光譜範圍(約631 nm主波長)。灰色塑膠封裝充當漫射器同增強對比度嘅透鏡,而白色段位區域則讓紅光清晰透過。共陽極配置意味住唔同段位嘅LED晶片嘅所有陽極都喺內部連接;要點亮一個段位,需要將其對應嘅陰極引腳驅動至低電平(接地),同時公共陽極保持正電壓。
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。 |