目錄
1. 產品概覽
LTS-5325CKR-P係一款表面貼裝器件（SMD），設計為單數碼數字顯示屏。佢嘅主要功能係喺各種電子應用中提供清晰、高可見度嘅數字讀數。核心技術採用生長喺GaAs基板上嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）外延層，以產生超級紅光發射。呢種材料系統以高效率同埋喺相對較低驅動電流下具有出色亮度而聞名。器件採用灰色面配白色段嘅設計，增強咗對比度，並喺唔同光照條件下提高可讀性。佢根據發光強度進行分類，確保生產批次之間嘅亮度水平一致，並且採用符合RoHS指令嘅無鉛材料製造。
1.1 主要特點同優勢
呢款顯示屏為集成到現代電子設計中提供咗幾個明顯優勢：
- 0.56吋數碼高度（14.22 mm）：提供適合需要從中等距離清晰可見嘅應用嘅字符尺寸。
- 連續均勻段：確保發光字符嘅外觀一致且無斷裂，營造專業外觀。
- 低功耗要求：AlInGaP技術實現高發光效率，喺提供明亮輸出嘅同時，將功耗降至最低。
- 高亮度同高對比度：明亮嘅超級紅光發射對比灰色面，提供卓越嘅對比度，提高可讀性。
- 寬視角：SMD封裝同光學設計提供廣闊嘅視角，令顯示屏從唔同角度睇都有效。
- 固態可靠性：作為一款基於LED嘅器件，相比機械顯示屏，佢提供更長嘅工作壽命、抗衝擊同埋耐振動性。
- 分類發光強度：部件根據強度進行分檔，允許設計師為其應用選擇具有一致亮度嘅組件。
2. 技術規格深入分析
本節根據規格書提供器件電氣同光學參數嘅詳細、客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗應力極限，超出呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。唔建議喺呢啲極限之外操作。
- 每段功耗：70 mW。呢係單個LED段可以安全耗散嘅最大功率。
- 每段峰值正向電流：90 mA。呢個僅允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）以防止過熱。
- 每段連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高於25°C時，呢個電流以0.28 mA/°C嘅速率線性降額。例如，喺85°C時，最大連續電流約為：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。呢個寬廣嘅範圍令器件適合工業同汽車環境。
- 焊接溫度：喺安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）處可承受260°C持續3秒。
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性能參數。
- 平均發光強度（IV）：根據驅動電流，範圍從501 µcd（最小）到18000 µcd（典型）。喺標準測試電流1mA下，典型強度為1700 µcd。喺10mA時，達到18000 µcd，顯示出高效率。
- 峰值發射波長（λp）：639 nm（典型）。呢個定義咗光譜輸出最強嘅波長，將其置於可見光譜嘅紅橙色區域。
- 主波長（λd）：631 nm（典型）。呢係人眼對顏色嘅單一波長感知，略短於峰值波長。
- 譜線半寬（Δλ）：20 nm（典型）。呢個表示光譜純度；寬度越窄，顏色越單色。
- 每晶片正向電壓（VF）：IF=20mA時為2.0V（最小），2.6V（典型）。呢個參數對於設計驅動電路同計算功耗至關重要。
- 反向電流（IR）：VR=5V時為100 µA（最大）。規格書明確指出，反向電壓僅用於測試目的，器件不應喺連續反向偏壓下操作。
- 發光強度匹配比：2:1（最大）。呢個指定咗單個器件內最亮段同最暗段之間嘅最大允許比率，確保外觀均勻。
- 串擾：≤ 2.5%。呢個指由於電氣洩漏或光耦合導致非選中段嘅不必要照明。
2.3 分檔系統解釋
規格書指出器件"根據發光強度分類"。呢意味著一個分檔過程，製造出嘅單元根據其喺標準測試電流（可能係1mA或10mA）下測量嘅光輸出進行分類。設計師可以指定一個分檔代碼，以確保組裝中所有顯示屏嘅亮度匹配，防止照明不均勻。具體嘅分檔代碼範圍同標籤喺呢段摘錄中未詳細說明，但通常會係訂購信息嘅一部分。
3. 性能曲線分析
雖然具體圖表未以文本形式複製，但規格書包含典型曲線。基於標準LED行為同提供嘅參數，呢啲曲線通常會說明：
- 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：會顯示指數關係，膝點電壓約為2.0-2.6V。該曲線有助於選擇限流電阻值。
- 發光強度 vs. 正向電流：會顯示光輸出隨電流增加而增加，但由於熱效應同效率下降，喺較高電流下可能開始飽和。
- 發光強度 vs. 環境溫度：會顯示輸出隨溫度升高而降低，呢個係高溫應用嘅關鍵考慮因素。
- 光譜分佈：會繪製相對強度對波長嘅圖，顯示峰值約為639nm，半寬約為20nm。
4. 機械同封裝信息
4.1 封裝尺寸
器件封裝喺SMD封裝中。關鍵尺寸註釋包括：所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25mm。註明咗特定質量控制，例如異物限制（≤10 mil）、油墨污染（≤20 mils）、段內氣泡（≤10 mil）、彎曲（≤反射器長度嘅1%）同塑膠引腳毛刺（最大0.14mm）。
4.2 引腳連接同電路圖
顯示屏採用共陰極配置，有兩個共陰極引腳（引腳3同引腳8）。呢種配置通常喺多路復用驅動方案中更受歡迎。引腳排列如下：引腳1（陽極E）、引腳2（陽極D）、引腳3（共陰極）、引腳4（陽極C）、引腳5（陽極DP - 小數點）、引腳6（陽極B）、引腳7（陽極A）、引腳8（共陰極）、引腳9（陽極F）、引腳10（陽極G）。內部電路圖顯示咗十個獨立嘅LED段（a、b、c、d、e、f、g同右側小數點DP），佢哋嘅陽極連接到相應引腳，陰極則連接到共陰極引腳。
4.3 推薦焊接圖案
提供咗用於PCB設計嘅焊盤圖案（佔位面積）。遵循呢個圖案對於形成可靠嘅焊點、正確對齊同回流焊期間嘅熱管理至關重要。
5. 焊接同組裝指引
5.1 SMT焊接說明
提供咗關鍵說明以防止組裝期間損壞：
- 回流焊接（最多2次）：建議預熱階段為120-150°C，最多120秒。回流期間嘅峰值溫度不得超過260°C。如果需要第二次焊接，喺第一次同第二次焊接過程之間必須進行冷卻至常溫嘅過程。
- 手工焊接（烙鐵）：如果需要，烙鐵頭溫度不應超過300°C，接觸時間應限制喺最多3秒。
- 限制嘅重要性：超過溫度、時間或回流次數可能會損壞塑膠封裝、降低LED環氧樹脂性能或導致內部引線鍵合失效。
5.2 濕度敏感性同儲存
器件以防潮包裝運輸。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，組件開始從大氣中吸收水分。如果佢哋唔立即使用並且暴露喺超出指定限制嘅環境條件下，必須喺回流前進行烘烤，以防止焊接期間因水汽快速膨脹而導致"爆米花"效應或分層。指定咗烘烤條件：捲帶包裝時為60°C烘烤≥48小時，散裝時為100°C烘烤≥4小時 / 125°C烘烤≥2小時。烘烤應只進行一次。
6. 包裝同訂購信息
6.1 包裝規格
器件以壓紋載帶同捲盤形式提供，兼容自動貼片設備。關鍵包裝細節包括：
- 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成。尺寸符合EIA-481-D標準。翹曲度喺250mm內喺1mm以內。厚度為0.30±0.05mm。
- 捲盤信息：22吋捲盤包含44.5米載帶。13吋捲盤包含700件組件。
- 最小訂購量（MOQ）：剩餘/捲盤末端嘅最小包裝數量為200件。
- 引導/尾帶：捲盤包括用於機器送料嘅引導帶（最小400mm）同尾帶（最小40mm）。
7. 應用建議同設計考慮
7.1 典型應用場景
LTS-5325CKR-P非常適合需要緊湊、可靠同明亮數字顯示屏嘅應用。例子包括：
- 工業控制面板同儀器儀表（例如，計時器、計數器、溫度顯示）。
- 消費電器（例如，微波爐、洗衣機、空調控制器）。
- 汽車改裝配件（例如，電壓監測器、轉速錶）。
- 醫療設備讀數。
- 測試同測量設備。
7.2 設計考慮
- 驅動電路：為每個段陽極使用恆流驅動器或適當嘅限流電阻。共陰極配置簡化咗多路復用。根據電源電壓（VCC）、典型正向電壓（VF~2.6V）同所需段電流（IF）計算電阻值。例如，使用5V電源：R = (VCC- VF) / IF= (5V - 2.6V) / 0.01A = 240Ω，適用於10mA驅動。
- 熱管理：遵守電流降額曲線。喺高環境溫度環境中，相應降低驅動電流，以保持喺功耗限制內並確保長期可靠性。
- PCB佈局：遵循推薦嘅焊接圖案。確保走線寬度足以承載段電流。考慮相對於其他發熱元件嘅放置位置。
- 光學集成：灰色面/白色段設計提供良好對比度。對於額外嘅擴散或濾色，確保任何覆蓋材料喺主波長（~631nm）處具有高透射率。
8. 技術比較同區分
與舊技術（如標準GaP紅光LED）相比，基於AlInGaP嘅LTS-5325CKR-P提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同電流下實現更亮輸出，或喺更低功率下實現等效亮度。與某些白光LED背光LCD相比，呢種直接LED段顯示屏提供更寬視角、更高對比度同埋喺明亮環境光下更好嘅性能。其SMD封裝比通孔LED顯示屏提供更大嘅機械穩健性同更容易嘅自動組裝。
9. 常見問題（FAQ）
Q1: 峰值波長（639nm）同主波長（631nm）有咩區別？
A1: 峰值波長係光譜發射最大嘅物理點。主波長係人眼感知嘅"顏色"，根據完整光譜計算得出。佢哋通常略有不同。
Q2: 我可唔可以直接用3.3V微控制器GPIO引腳驅動呢個顯示屏？
A2: 唔可以直接驅動。GPIO引腳必須通過限流電阻提供電流。使用3.3V電源同VF為2.6V時，電阻上嘅壓降僅為0.7V。要實現10mA電流，你需要一個70Ω電阻（R = 0.7V / 0.01A）。不過，要確保微控制器引腳可以安全地連續提供10mA電流。
Q3: 如果唔應該施加反向電壓，點解反向電流規格重要？
A3: 佢係一個質量同洩漏測試參數。高反向電流可能表示LED晶片結存在缺陷。該規格確保器件嘅完整性。
Q4: 點樣理解"2:1"發光強度匹配比？
A4: 佢意味著喺單個器件內，喺相同條件下（IF=1mA）測試時，最亮段嘅測量強度不應超過最暗段強度嘅兩倍。呢個確保視覺均勻性。
10. 實際使用案例
場景：設計一個簡單嘅數字計時器顯示。
計時器需要顯示分鐘同秒（四位數）。將使用四個LTS-5325CKR-P顯示屏。將採用具有足夠I/O引腳嘅微控制器進行多路復用驅動方案。所有相同段字母（例如，所有"A"段）嘅段陽極將連接喺一齊，並通過一個限流電阻由單個微控制器引腳驅動。每個數碼嘅共陰極將連接到一個單獨嘅微控制器引腳，作為數碼選擇開關。微控制器將快速循環點亮一個數碼（例如，喺10ms總週期中每個2.5ms），依靠視覺暫留使所有數碼看起來同時點亮。呢種方法將所需驅動引腳數量從40個（4位數 * 10引腳）大幅減少到14個（7段陽極 + 1 DP + 4共陰極 + 2未使用）。設計必須確保每個段喺其短暫開啟期間嘅峰值電流不超過絕對最大額定值，同時平均電流提供所需亮度。
11. 工作原理
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時，來自n型AlInGaP層嘅電子同來自p型層嘅空穴復合。呢個復合事件以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢種情況下係超級紅光。光從有源區發射，由封裝嘅反射杯同環氧樹脂透鏡成形，形成可見段。
12. 技術趨勢
AlInGaP技術代表咗一種成熟且高效嘅紅光、橙光同黃光LED解決方案。顯示技術嘅當前趨勢包括開發更高效率嘅材料，例如基於氮化鎵（GaN）嘅材料以實現更寬嘅光譜覆蓋，以及集成微型LED用於超高分辨率直視顯示屏。對於單數碼同小型字母數字顯示屏，趨勢繼續朝向小型化、更高亮度、更低功耗同改進與符合RoHS同現代SMT組裝線所需嘅無鉛高溫回流工藝嘅兼容性。使用先進塑膠同封裝材料也提高咗長期可靠性同對濕度同紫外線照射等環境因素嘅抵抗力。
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。 |