ELD-426UYOWB/S530-A3 七段顯示器規格書 - 10.16mm 字高 - 橙色 605nm - 最大 2.4V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

ELD-426UYOWB/S530-A3 是一款通孔安裝式七段字母數字顯示器，專為清晰的數位讀數而設計。其採用標準工業尺寸，字元高度為 10.16 毫米（0.4 英吋），適用於需要顯示中型數字或有限字母數字資訊的應用。該裝置採用黑色背景表面搭配白色發光段，即使在明亮環境光線下也能提供高對比度和出色的可讀性。此設計選擇能最大限度地減少眩光，並增強使用者辨識發光字元的能力。

核心技術採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料作為發光晶片。這種材料能有效產生橙紅色光譜的光線。發出的橙色光，主波長為 605 奈米，具有良好的可見度，常被選用於指示燈面板和儀器儀表。用於封裝的樹脂為白色擴散型，有助於均勻散射來自各個 LED 段的發光，使字元的所有部分呈現均勻一致的外觀。

1.1 主要特點與優勢

此顯示器為設計師和製造商提供了多項關鍵優勢。其主要特點是低功耗，這對於電池供電設備或優先考慮能源效率的系統至關重要。元件已根據發光強度進行分類（分級）。這意味著顯示器會根據測量的光輸出進行分類和標記，從而確保單一產品中使用多個元件時，其亮度具有一致性，這對於多位數顯示器或使用多個此類元件的面板至關重要。

該裝置符合無鉛和 RoHS（有害物質限制）指令，適合在具有嚴格環保法規的市場銷售的產品中使用。其通孔設計提供了堅固的機械連接，使其在承受振動或物理應力的應用中具有可靠性。工業標準的封裝尺寸確保其與常見的 PCB 佈局和自動插件設備相容。

1.2 目標應用與市場

此七段顯示器針對需要可靠且清晰數字介面的廣泛電子應用。其主要應用領域包括家用電器，例如烤箱、微波爐、洗衣機和空調，可用於顯示設定、計時器或狀態碼。它同樣適用於工業設備的儀表板、汽車儀表板（用於輔助顯示器）以及測試和測量設備。

另一個重要應用是用於磅秤、計數器、計時器和簡單控制面板的數位讀數顯示器。在需要顯示器易於辨識或用作警告或狀態指示器的環境中，橙色通常是首選。其堅固性和標準尺寸使其成為消費性和工業電子產品的多功能選擇。

2. 技術參數與規格

詳細了解裝置的極限和工作特性對於可靠的電路設計和長期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致裝置永久損壞的應力極限。在操作或處理過程中，絕對不能超過這些額定值，即使是瞬間超過也不行。對於 ELD-426UYOWB/S530-A3，最大反向電壓（V_R）為 5V。施加更高的反向電壓可能會擊穿 LED 接面。最大連續順向電流（I_F）為 25 mA。超過此電流將產生過多熱量，導致 LED 內部結構劣化並縮短其使用壽命。

對於脈衝操作，允許較高的峰值順向電流（I_FP）為 60 mA，但僅在特定條件下：工作週期為 1/10（10%），頻率為 1 kHz。這允許短時間內達到更高的亮度。最大功耗（P_d）為 60 mW，計算方式為順向電壓與電流的乘積。裝置的工作溫度（T_opr）額定在 -40°C 至 +85°C 之間，使其適用於惡劣環境。儲存溫度（T_stg）範圍可從 -40°C 至 +100°C。焊接溫度（T_sol）不得超過 260°C，且烙鐵接觸時間應為 5 秒或更短，以防止對塑膠封裝和內部接合造成熱損壞。

2.2 電氣光學特性

這些特性是在標準測試條件下（Ta=25°C）測量的，代表裝置的典型性能。當以順向電流（I_v）10 mA 驅動時，發光強度（I_F）的典型值為 12.5 mcd，最小規定值為 5.6 mcd。請務必注意，規格書中註明這是在一個七段顯示器上測得的平均值。發光強度的容差為 ±10%。

光譜特性定義了發射光的顏色。峰值波長（λ_p）通常為 611 奈米，而與感知顏色更相關的主波長（λ_d）通常為 605 奈米（橙色）。光譜輻射頻寬（Δλ）通常為 17 奈米，表示發射波長的範圍。順向電壓（V_F）在 I_F=20mA 時，典型值為 2.0V，最大值為 2.4V，容差為 ±0.1V。反向電流（I_R）非常低，在 V_R=5V 時，最大值為 100 µA。

3. 性能曲線分析

圖形數據提供了對裝置在不同條件下行為的更深入見解。

3.1 光譜分佈

光譜分佈曲線（相對發光強度 vs. 波長）將顯示一個以 611 奈米（典型值）為中心的單一峰值，其半高寬（FWHM）約為 17 奈米。這證實了 AlGaInP 材料的單色橙色輸出。不應有顯著的次級峰值，表示純色發射。對於涉及顏色一致性或特定波長濾波的應用，此曲線的形狀非常重要。

3.2 順向電流 vs. 順向電壓

I-V 曲線說明了 LED 段的二極體特性。它是非線性的。在非常低的電流下，電壓極小。隨著電流增加，順向電壓急劇上升，然後在典型工作範圍內（20 mA 時約為 2.0V）逐漸增加。此曲線對於設計限流電路至關重要。驅動電壓的微小變化可能導致電流的大幅變化，這就是為什麼 LED 通常使用恆流源或具有適當串聯電阻的電路來驅動。

3.3 順向電流降額曲線

這是可靠性方面最關鍵的曲線之一。它顯示了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。在 25°C 時，允許完整的 25 mA。隨著環境溫度升高，最大允許電流必須線性降低。這是因為 LED 的內部接面溫度會隨著環境熱量和電流產生的自熱而升高。超過安全接面溫度會急劇降低發光輸出和使用壽命。該曲線通常顯示電流在最大接面溫度時降至零，這與 85°C 的最大工作環境溫度相關。設計師必須確保工作點（環境溫度 + 驅動電流）落在該曲線定義的安全區域內。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

機械圖提供了顯示器的精確實體尺寸。關鍵測量包括封裝的總高度、寬度和深度、引腳間距、引腳直徑和位置，以及數字視窗的大小和位置。圖中註明，除非另有說明，否則公差為 ±0.25 毫米。所有尺寸均以毫米（mm）為單位。此資訊對於 PCB 佈局（封裝設計）、確保在產品外殼內的正確安裝以及自動組裝過程至關重要。

4.2 引腳配置與內部電路圖

內部電路圖顯示了各個 LED 段（a, b, c, d, e, f, g，通常還有一個小數點 DP）與外部引腳的電氣連接。對於共陰極或共陽極配置，它指示哪個引腳是公共連接點。此圖對於將顯示器正確連接到驅動電路（例如微控制器或解碼器 IC）至關重要。錯誤連接公共引腳將導致顯示器無法點亮。

5. 組裝與操作指南

5.1 焊接建議

規格書規定了最高焊接溫度為 260°C，接觸時間為 5 秒或更短。這適用於手工焊接和波峰焊接製程。長時間暴露在高溫下可能會熔化塑膠封裝、損壞內部接合線或使 LED 晶片劣化。建議使用溫控烙鐵，並在焊接多個引腳之間留出足夠的冷卻時間。對於波峰焊接，應控制溫度曲線（預熱、浸潤、峰值溫度、冷卻）以保持在這些限制內。

5.2 靜電放電（ESD）防護

LED 是半導體元件，對靜電放電敏感。ESD 可能導致立即故障或潛在損壞，從而降低長期可靠性。規格書強烈建議在處理和組裝過程中採取多項防 ESD 措施：操作人員應佩戴接地腕帶並在防靜電墊上工作。工作站、工具和設備應妥善接地。建議使用離子風機來中和非導電材料上的靜電荷。驅動電路也應包含針對操作期間可能發生的電壓突波的保護。

5.3 電氣操作注意事項

LED 必須在順向偏壓下操作。驅動電路的設計必須確保即使 LED 段應該關閉時，也不會在其兩端施加顯著的反向電壓。持續施加反向電壓，即使低於 5V 的絕對最大值，也可能導致半導體材料內的電遷移，從而增加漏電流並最終導致故障。在電路設計中，通常通過確保驅動器 IC 或電晶體在關閉時只能施加順向電壓或非常小的反向電壓來解決此問題。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

該裝置以管裝包裝，便於自動化處理。標準包裝流程為：每管 25 件，每盒 64 管，每主箱 4 盒。每箱總計 6,400 件。管裝包裝可保護引腳在運輸和儲存過程中免於彎曲，並防止顯示器表面刮傷。

6.2 標籤說明

包裝標籤包含多個用於識別和追溯的編碼。關鍵欄位包括：CPN（客戶料號）、P/N（製造商料號：ELD-426UYOWB/S530-A3）、QTY（包裝數量）、CAT（發光強度等級/類別）和 LOT No（批號，用於追溯）。了解這些標籤對於庫存管理、品質控制以及確保在生產中使用正確的元件非常重要。

7. 應用設計考量

7.1 限流與驅動

驅動像這樣的單一位數七段顯示器最常見的方法是為每個段使用一個串聯電阻（或在多工設計中，在公共引腳上使用單個電阻）。電阻值使用歐姆定律計算：R = (V_supply- V_F) / I_F。例如，使用 5V 電源，典型的 V_F為 2.0V，期望的 I_F為 10 mA，則電阻值為 (5 - 2.0) / 0.01 = 300 歐姆。330 歐姆的電阻將是標準選擇。對於多位數多工，使用驅動器 IC（如 74HC595 移位暫存器或專用 LED 驅動器）來快速控制段和位數選擇，從而減少所需的微控制器引腳數量。

7.2 熱管理

雖然這是一個低功耗裝置，但熱考量對於使用壽命仍然很重要，特別是在高環境溫度應用中或驅動電流接近最大值時。確保 PCB 上顯示器周圍有足夠的氣流會有所幫助。PCB 本身可以作為引腳的散熱片。對於關鍵應用，請參考順向電流降額曲線，如果環境溫度較高，則以較低的電流操作 LED。

7.3 光學考量

黑色背景提供了高對比度。在設計覆蓋顯示器的前面板或透鏡時，應考慮使用能最大限度減少反射和眩光的材料和塗層，以保持可讀性。顯示器的視角（由擴散樹脂決定）通常很寬，但如果離軸觀看至關重要，則應驗證這一點。橙色光可能會在彩色濾光片或有色玻璃後面被過濾或呈現不同顏色，因此建議在最終組裝中進行測試。

8. 技術比較與選型

選擇七段顯示器時，關鍵的區別因素包括字元高度、顏色、亮度（發光強度）、順向電壓、功耗和封裝類型（通孔 vs. SMD）。ELD-426UYOWB/S530-A3 的主要優勢是其標準的 0.4 英吋尺寸、高可見度的橙色、為一致性而分類的發光強度，以及堅固的通孔結構。與較小的 SMD 顯示器相比，它更容易進行原型製作，並且可能更適合需要更高耐用性的應用。與其他顏色相比，在某些半導體材料中，橙色在較低電流水平下通常比紅色或綠色具有更高的感知亮度，並且在某些照明條件下可能更可見。

9. 常見問題（FAQ）

9.1 發光強度分類（CAT）的目的是什麼？

分類確保了亮度均勻性。來自相同 CAT 編碼的顯示器將具有相似的光輸出。當並排使用多個顯示器時（例如，一個 4 位數時鐘），這一點至關重要，以避免數字之間出現明顯的亮度差異，這會顯得不專業。

9.2 我可以直接從微控制器引腳驅動此顯示器嗎？

不建議直接從標準微控制器 GPIO 引腳驅動 LED 段。典型的 GPIO 引腳只能提供或吸收 20-25 mA 的電流，這是一個段的最大絕對值。以最大電流驅動一個段沒有餘量，如果意外開啟多個段，則有損壞微控制器的風險。此外，一個完全點亮的數字（所有 7 個段）的總電流將遠遠超過微控制器的能力。請務必使用串聯電阻和/或驅動器 IC（電晶體、緩衝器、專用 LED 驅動器）。

9.3 "無鉛且符合 RoHS" 是什麼意思？

這意味著該裝置在製造過程中未在其焊鍍層或其他材料中使用鉛（Pb），並且符合歐盟的有害物質限制指令。這使得該元件適合用於在大多數全球市場銷售的產品中，這些市場已採用類似的環保法規。

9.4 如何確定公共引腳（陽極或陰極）？

規格書封裝尺寸章節中的內部電路圖將清楚地顯示引腳配置。它將指示哪個引腳連接到所有段 LED 的陽極（共陽極）或所有陰極（共陰極）。您必須知道這一點才能正確設計驅動電路。如果沒有電路圖，可以使用限流電源（例如，串聯一個 1k 電阻的 3V 電源）來探測引腳對進行簡單測試。