LTS-5825CTB-PR LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - InGaN藍光 - 3.8V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-5825CTB-PR是一款表面黏著元件，設計為單數位英數字顯示器。其主要功能是在電子設備中提供清晰、明亮的數字及有限的英數字元輸出。其核心技術採用生長於藍寶石基板上的氮化銦鎵半導體材料，負責其高效的藍光發射。該元件採用灰色面板與白色發光段設計，增強了對比度與可讀性。它被歸類為共陽極型顯示器，意味著所有LED發光段的陽極在內部相連，簡化了多工掃描的電路設計。

1.1 主要特性與優勢

• 字元尺寸：0.56英吋（14.22毫米）的字元高度，為中距離觀看提供了極佳的視覺效果。
• 光學性能：提供高亮度與高對比度，得益於連續均勻的發光段，確保了字元照明的均勻性。
• 視角：提供寬廣的視角，使顯示器能從不同位置清晰辨識。
• 電源效率：功耗需求低，有助於實現節能設計。
• 可靠性：得益於固態無活動零件的可靠性，具有長使用壽命。
• 品質控制：元件根據發光強度進行分級，確保在多數位應用中亮度匹配的一致性。
• 環保合規：封裝為無鉛設計，符合RoHS（有害物質限制）指令。

1.2 目標應用與市場

此顯示器適用於一般電子設備。典型的應用領域包括辦公室自動化設備（如影印機、印表機）、通訊設備、家用電器、儀表板以及需要清晰數字讀數的消費性電子產品。它適用於要求可靠性、良好可見性及緊湊尺寸的應用。設計師應諮詢涉及特殊可靠性要求的應用，例如航空、醫療或安全關鍵系統。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不建議在這些極限值或接近極限值下連續操作元件。

• 每段最大功耗：70 mW。
• 每段峰值順向電流：30 mA（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：在25°C時為25 mA。此額定值會隨著環境溫度超過25°C而線性遞減，遞減率為0.28 mA/°C。
• 操作與儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。
• 焊接溫度：在安裝平面下方1/16英吋（約1.6毫米）處可承受260°C達3秒。

2.2 電氣與光學特性

這些是在環境溫度為25°C下測量的典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：在順向電流為10mA時，為8600至28500 µcd（微燭光）。此測量值有15%的容差。_F峰值發射波長（λ
• ）：_p468奈米，表示藍光譜中最強的發光點。主波長（λ
• ）：_d470奈米，這是人眼感知的波長，容差為±1奈米。譜線半高寬（Δλ）：
• 25奈米，定義了發射藍光的光譜純度或頻寬。每晶片順向電壓（V
• ）：_F在I=5mA時為3.3V至3.8V，容差為±0.1V。這是驅動電路設計的關鍵參數。_F逆向電流（I
• ）：_R在逆向電壓為5V時，最大100 µA。請注意，此為測試條件；元件並非設計用於連續逆向偏壓操作。發光強度匹配比：_R在相似發光區域內的發光段，最大為2:1，確保視覺均勻性。
• 串擾：規定為≤ 2.5%，以最小化相鄰關閉發光段的不必要照明。
• 2.3 靜電放電敏感度LED易受靜電放電損壞。規格書強烈建議在處理和組裝過程中實施ESD控制措施：

使用接地腕帶或防靜電手套。

確保所有工作站、工具和儲存設施正確接地。

• 使用離子產生器來中和可能積聚在塑膠封裝上的靜電荷。
• 3. 分級與分類系統
• LTS-5825CTB-PR主要採用針對

發光強度

的分類系統。元件根據其在標準測試電流下的測量光輸出進行測試和分類。這使設計師能夠選擇亮度匹配的顯示器，這對於多數位應用以避免外觀不均勻至關重要。指定的強度範圍為8600-28500 µcd。雖然本文檔未明確詳細說明波長分級，但主波長的嚴格容差（±1奈米）本質上確保了元件間良好的色彩一致性。4. 性能曲線分析規格書參考了典型的特性曲線，這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。雖然提供的文本中未複製具體圖表，但它們通常包括：

順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：

顯示非線性關係，對於確定所需電流對應的驅動電壓至關重要。

• 發光強度 vs. 順向電流：說明光輸出如何隨電流增加，有助於優化亮度與功耗/熱量之間的權衡。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出隨溫度升高而下降，這對於應用中的熱管理至關重要。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，確認峰值波長、主波長和頻譜寬度。
• 5. 機械與封裝資訊5.1 封裝尺寸

該元件符合特定的SMD佔位面積。關鍵尺寸說明包括：所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25毫米。顯示面板有特定的品質控制：發光段上的異物≤ 10密耳，油墨污染≤ 20密耳，發光段內的氣泡≤ 10密耳，反射器彎曲≤其長度的1%。塑膠引腳毛邊限制在最大0.14毫米。

5.2 引腳配置與電路圖

顯示器採用10引腳配置。內部電路圖顯示為共陽極架構。引腳定義如下：引腳3和引腳8為共陽極。引腳1、2、4、5、6、7、9和10分別為發光段E、D、C、DP（小數點）、B、A、F和G的陰極。引腳5專門用於右側小數點的陰極。

5.3 建議焊接焊盤圖案

提供了建議的PCB設計焊盤圖案，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點和正確的機械對齊。遵循此圖案對於製造良率至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊參數

該元件適用於迴焊。關鍵參數為：

預熱：

120–150°C。

• 預熱時間：最長120秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 液相線以上時間：最長5秒。
• 迴焊次數：最多2次。組裝必須在第一次和第二次焊接過程之間冷卻至常溫。
• 6.2 手工焊接（烙鐵）若需手工焊接，烙鐵溫度不應超過300°C，且每個焊點的焊接時間應限制在最多3秒。

6.3 濕度敏感性與儲存

SMD封裝對濕度敏感。元件以防潮包裝附乾燥劑出貨。應儲存在≤ 30°C且相對濕度≤ 60%的環境中。一旦密封袋被打開，元件便開始從環境中吸收濕氣。如果暴露時間超過指定限制（此摘錄未詳述），或零件未儲存在乾燥櫃中，則在迴焊前

必須進行烘烤

，以防止焊接過程中發生爆米花效應或分層。烘烤條件為：60°C下≥48小時（捲帶包裝），或100°C下≥4小時 / 125°C下≥2小時（散裝）。烘烤只能進行一次。7. 包裝與訂購資訊7.1 包裝規格

元件以捲帶包裝供應，便於自動化組裝。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成。包裝符合EIA-481-D標準。關鍵捲盤規格包括：每22英吋捲盤包裝長度為44.5米，每13英吋捲盤包含700片。剩餘訂單的最小包裝數量為200片。載帶包含引導段和尾段（分別至少400毫米和40毫米），以方便機器送料。

7.2 料號解讀

料號LTS-5825CTB-PR可解碼為：LTS（產品系列）、5825（可能為系列/型號識別碼）、C（可能為藍色顏色代碼）、T（封裝類型）、B（亮度分級或變體）、PR（可能表示右側小數點）。

8. 應用說明與設計考量

8.1 驅動電路設計

作為共陽極顯示器，陽極（引腳3和8）應連接到正電源電壓。通過將各個陰極引腳的電流灌入地來開啟個別發光段。選擇電源電壓時必須考慮3.3-3.8V的順向電壓。每個陰極需要串聯一個限流電阻（或可使用恆流驅動器）來設定順向電流至所需水平，通常在5-20 mA之間，以平衡亮度和壽命。對於多數位多工掃描，共陽極以高頻率順序切換。

8.2 熱管理

連續順向電流的線性遞減（超過25°C時為0.28 mA/°C）凸顯了熱管理的重要性。在高環境溫度或高工作週期應用中，必須相應降低有效的最大電流。充足的PCB鋪銅和通風有助於散熱。_CC8.3 光學整合_F灰色面板和白色發光段提供了固有的對比度。為了進一步增強，可以考慮添加中性密度濾光片或彩色擴散片。寬廣的視角使其適用於使用者可能不直接在顯示器前方的應用。_F9. 比較與差異化

與較舊的技術（如紅色GaAsP LED或較大的穿孔LED顯示器）相比，LTS-5825CTB-PR提供了多項優勢：

更小的尺寸：

SMD封裝節省了大量電路板空間，並實現了更薄的設計。

更高的效率：

InGaN技術在較低電流下提供更高的亮度。

更好的可靠性：固態結構和堅固的SMD封裝提高了抗衝擊和抗振動能力。易於組裝：與高速、自動化的取放和迴焊製程相容，降低了製造成本。其在同類產品中的主要區別在於0.56英吋字高、藍色、共陽極配置的特定組合，以及文件中記載的詳細性能規格和品質控制。10. 常見問題Q1: 峰值波長和主波長有什麼區別？A1: 峰值波長是光譜功率輸出的最大值點。主波長是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。它們通常接近但不完全相同。Q2: 我可以用5V電源驅動這個顯示器嗎？A2: 可以，但必須為每個發光段使用串聯限流電阻。電阻值計算公式為 R = (電源電壓 - 順向電壓) / 順向電流。對於5V電源、3.5V順向電壓和10mA順向電流，R = (5 - 3.5) / 0.01 = 150 Ω。

Q3: 為什麼迴焊次數限制為兩次？

A3: 重複暴露於高焊接溫度會對內部晶片黏著、焊線和塑膠封裝造成熱應力，可能導致可靠性降低或故障。此限制確保了元件的長期完整性。

Q4: 如果在迴焊前不烘烤受潮的捲盤會怎樣？_pA4: 殘留的濕氣在高溫迴焊過程中會迅速汽化，產生高內部壓力。這可能導致封裝破裂、內部分層或焊線損壞，造成立即或潛在的故障。_d11. 實際應用案例

情境：設計數位電錶顯示器。

設計師需要一個明亮、可靠的單數位顯示器用於緊湊型電錶。選擇了LTS-5825CTB-PR。使用四個顯示器來顯示最多1999計數。微控制器使用多工掃描技術：它設定數位1的圖案到陰極線，啟用數位1的共陽極，等待短時間，然後關閉數位1，設定數位2的圖案，啟用其陽極，依此類推，快速循環。每個發光段的電流通過電阻設定為8 mA，在低功耗下提供足夠的亮度。灰色面板確保了在電錶保護玻璃下的良好對比度。元件來自相同的發光強度分級，以保證所有四個數位的亮度均勻。_{12. 技術原理介紹}發光基於半導體p-n接面的電致發光。活性材料是氮化銦鎵。當施加超過二極體導通電壓的順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入活性區域。當電子與電洞復合時，能量以光子的形式釋放。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長——在本例中為藍光。藍寶石基板為生長高品質InGaN層提供了晶體模板。_F13. 技術趨勢與背景_F此元件代表了InGaN藍光LED技術的成熟應用。英數字SMD顯示器的趨勢是朝向更高的像素密度、全彩能力以及更低的功耗。此外，也有朝向板上晶片和整合驅動器解決方案的發展，以減少外部元件數量。螢光粉轉換技術的進步允許單個藍光或紫外晶片產生白光或其他顏色，擴展了應用可能性。此元件所體現的效率、可靠性和小型化原則持續推動整個LED產業的創新。_Fof 3.5V, and I_Fof 10mA, R = (5 - 3.5) / 0.01 = 150 Ω.

Q3: Why is the number of reflow cycles limited to two?

A3: Repeated exposure to high soldering temperatures can cause thermal stress on the internal die attach, wire bonds, and plastic package, potentially leading to reduced reliability or failure. The limit ensures long-term device integrity.

Q4: What happens if I don't bake a moisture-exposed reel before reflow?

A4: Trapped moisture can rapidly vaporize during the high-temperature reflow profile, creating high internal pressure. This can cause package cracking (\"popcorning\"), internal delamination, or bond wire damage, resulting in immediate or latent failure.

. Practical Use Case Example

Scenario: Designing a Digital Multimeter Display.A designer needs a bright, reliable, single-digit display for a compact multimeter. The LTS-5825CTB-PR is selected. Four displays are used to show up to 1999 counts. The microcontroller uses a multiplexing technique: it sets the pattern for digit 1 on the cathode lines, enables the common anode for digit 1, waits a short time, then disables digit 1, sets the pattern for digit 2, enables its anode, and so on, cycling rapidly. The current for each segment is set to 8 mA via resistors, providing adequate brightness with low power consumption. The gray face ensures good contrast under the protective glass of the multimeter. The devices are sourced from the same luminous intensity bin to guarantee uniform brightness across all four digits.

. Technical Principle Introduction

The light emission is based on electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The active material is Indium Gallium Nitride (InGaN). When a forward voltage exceeding the diode's turn-on voltage (approx. 3.3V) is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region (quantum well). When an electron recombines with a hole, energy is released in the form of a photon. The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which in turn dictates the wavelength (color) of the emitted light—in this case, blue (~470 nm). The sapphire substrate provides a crystalline template for growing the high-quality InGaN layers.

. Technology Trends and Context

This device represents a mature application of InGaN blue LED technology. The trend in alphanumeric SMD displays is towards higher pixel density (multi-digit and dot-matrix in a single package), full-color capability (integrating red, green, and blue chips), and even lower power consumption. There is also a move towards chip-on-board (COB) and integrated driver solutions that reduce external component count. Furthermore, advancements in phosphor-converted technology allow single blue or UV chips to produce white or other colors, expanding application possibilities. The principles of efficiency, reliability, and miniaturization seen in this component continue to drive innovation across the LED industry.