LTS-4812CKS-PM LED顯示器規格書 - 0.39英吋數位高度 - 黃色 - 典型2.05V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-4812CKS-PM是一款表面黏著元件，設計為單一數位顯示器。它採用生長於GaAs基板上的AlInGaP半導體技術來產生黃光。顯示器具有灰色面板與白色發光段，提供高對比度以確保字元清晰可見。其主要應用於需要緊湊、可靠且明亮的數位讀數之電子設備，例如儀表板、消費性電子和工業控制裝置。

1.1 主要特性與優勢

• 緊湊尺寸：標準數位高度為0.39英吋（10.0毫米），適合空間受限的應用。
• 光學品質：提供連續均勻的發光段、出色的字元外觀、高亮度以及寬廣視角，確保從不同位置都能獲得最佳可讀性。
• 能源效率：設計功耗低，有助於整體系統節能。
• 高可靠性：得益於固態結構，確保長使用壽命以及抗衝擊和振動能力。
• 標準化輸出：元件根據發光強度和主波長進行分級，確保批量生產中的性能一致性。
• 環保合規：封裝為無鉛設計，符合RoHS指令。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

在任何情況下均不得超過以下限制，以防止對元件造成永久性損壞。所有數值均在環境溫度25°C下指定。

• 每段最大功耗：最大70毫瓦。
• 每段峰值順向電流：90毫安（脈衝條件下：1/10工作週期，0.1毫秒脈衝寬度）。
• 每段連續順向電流：25毫安。此額定值在溫度超過25°C時，以每°C 0.28毫安的速率線性遞減。
• 工作與儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
• 焊接溫度：可承受260°C烙鐵焊接3秒，測量點位於安裝平面下方1/16英吋處。

2.2 電氣與光學特性

典型性能參數在環境溫度25°C下量測。這些參數定義了顯示器的標準工作行為。

• 平均發光強度：在順向電流1毫安下，範圍為1301至5400微燭光。在順向電流10毫安下，典型強度可達30250微燭光。
• 每晶片順向電壓：典型值為2.05伏特，在順向電流20毫安下，範圍從1.6伏特（最小值）到2.6伏特（最大值）。
• 峰值發射波長：在順向電流20毫安下為588奈米。
• 主波長：在順向電流20毫安下，範圍從582.1奈米至590奈米。
• 譜線半寬度：在順向電流20毫安下為15奈米。
• 每段逆向電流：在逆向電壓5伏特下，最大值為100微安。注意：此為測試條件；元件不適用於連續逆向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：在順向電流1毫安下，相似發光區域中最亮與最暗發光段之間的比例最大為2:1，確保外觀均勻。
• 串擾：規定≤ 2.5%，以最小化相鄰發光段的不必要照明。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色和亮度一致性，元件會根據量測參數進行分級。

3.1 發光強度分級範圍

元件根據其在1毫安下量測的發光強度分為三個等級。分級容差為±15%。

• 等級 J：1301 – 2100 微燭光
• 等級 K：2101 – 3400 微燭光
• 等級 L：3401 – 5400 微燭光

3.2 色調分級範圍

元件亦根據其主波長分為四個色調組，容差為±1奈米。

• 色調 0：582.1 – 584.0 奈米
• 色調 1：584.1 – 586.0 奈米
• 色調 2：586.1 – 588.0 奈米
• 色調 3：588.1 – 590.0 奈米

指定分級允許設計師選擇光學特性嚴格控制的元件，適用於需要多個顯示器之間顏色或亮度一致性的應用。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體的圖形曲線，它們通常說明了對設計至關重要的以下關係：

• 順向電流 vs. 順向電壓：顯示非線性關係，對於計算限流電阻值和功耗至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加，有助於亮度優化和效率計算。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明光輸出隨溫度升高而下降，對於設計在高溫環境下運作的系統至關重要。
• 光譜分佈：描繪了在波長範圍內發射的相對功率，對於此黃光LED，其中心位於588奈米的峰值波長。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

元件符合標準SMD外形。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米。
• 標準公差為±0.25毫米，除非另有說明。
• 針對異物、油墨污染、發光段內氣泡、反射器彎曲以及塑膠腳毛邊定義了具體的品質標準，以確保一致的製造性和外觀。

5.2 腳位配置與電路圖

顯示器採用10腳位配置，並使用共陽極電路拓撲。內部電路圖顯示發光段共用陽極連接，而每個發光段均有其專用的陰極腳位。此配置常見於多工驅動多個數位。腳位定義如下：腳位3和腳位8為共陽極。腳位1、2、4、5、6、7、9、10分別為發光段E、D、C、DP、B、A、F、G的陰極。

5.3 建議焊接墊圖案

提供了焊墊圖案設計，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點。遵循此圖案有助於防止墓碑效應、錯位和焊點不足。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊焊接說明

此元件適用於迴焊焊接，但有以下關鍵限制：

• 最大迴焊次數：元件進行迴焊焊接的次數不得超過兩次。
• 冷卻要求：在第一次和第二次焊接過程之間，必須讓元件冷卻至正常環境溫度。
• 溫度曲線：建議的熱曲線包括在120–150°C的預熱階段，最長120秒，峰值溫度不得超過260°C。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接，應僅限於一次，烙鐵溫度不得超過300°C，每個焊點的焊接時間最長為3秒。

7. 包裝與處理

7.1 載帶與捲盤規格

元件以壓紋載帶包裝於捲盤上供應，用於自動化組裝。關鍵規格包括：

• 載帶材料為黑色導電聚苯乙烯合金。
• 尺寸符合EIA-481-D標準。
• 包裝長度為每22英吋捲盤44.5米。
• 元件數量為每13英吋捲盤800片。
• 對於剩餘批次，定義了最小包裝數量為200片。
• 捲盤包含用於機器送料的前導和尾隨部分。

7.2 濕度敏感性與儲存

作為表面黏著元件，它對濕氣吸收敏感。

• 運輸：元件以防潮包裝運輸。
• 儲存：未開封的包裝袋應儲存在≤30°C且相對濕度≤60%的環境中。
• 烘烤：如果包裝袋被打開或元件長時間暴露於潮濕環境中，在進行迴焊前需要烘烤，以防止爆米花效應或分層。建議的烘烤條件為：捲盤包裝的元件在60°C下烘烤≥48小時；散裝元件在100°C下烘烤≥4小時或125°C下烘烤≥2小時。

8. 應用註記與設計考量

8.1 典型應用電路

為此共陽極顯示器設計驅動電路時，必須在每個陰極腳位串聯一個限流電阻。電阻值可使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算，其中Vcc為電源電壓，VF為LED的順向電壓，IF為期望的順向電流。對於驅動多個數位的多工應用，陽極側需要適當的開關電晶體或驅動IC。

8.2 亮度與電流選擇

發光強度高度依賴於順向電流。設計師可以參考發光強度與順向電流的特性曲線，選擇滿足所需亮度的工作電流，同時保持在連續電流和功耗的絕對最大額定值內。在高環境溫度下降低電流額定值對於可靠性至關重要。

8.3 熱管理

儘管每段功耗較低，但仍需考慮整個數位的總功耗以及PCB上的密度。確保LED焊墊有足夠的PCB銅箔面積有助於散熱，特別是在較高電流或高溫環境下工作時。

9. 常見問題

9.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長是發射光功率達到最大值時的波長。主波長是與LED光感知顏色相匹配的單色光波長，是用於色調分級的參數。

9.2 我可以不使用限流電阻來驅動此顯示器嗎？

不可以。LED是電流驅動元件。直接從電壓源驅動而不限流將導致過大電流，可能超過絕對最大額定值並損壞LED發光段。請務必使用串聯電阻或恆流驅動器。

9.3 為什麼迴焊次數限制為兩次？

此限制是由於封裝材料、內部打線以及LED晶粒本身承受的熱應力。多次高溫循環可能使材料劣化、增加分層風險或削弱焊點，影響長期可靠性。

9.4 訂購時應如何解讀分級代碼？

分級代碼指定了發光強度的保證範圍。為了確保產品中所有數位的亮度一致，您應在採購訂單中指定所需的分級。製造商將供應該特定分級的元件。

10. 技術與原理介紹

LTS-4812CKS-PM基於生長在GaAs基板上的AlInGaP半導體材料。此材料系統對於產生光譜中黃色、橙色和紅色區域的光非常高效。當在p-n接面施加順向電壓時，電子和電洞復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP層的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長。SMD封裝內含LED晶片、打線以及模塑環氧樹脂透鏡，後者用於塑造光輸出並提供環境保護。