LTS-4817SKR-P LED顯示器規格書 - 0.39英吋字高 - 超紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-4817SKR-P是一款表面黏著元件，設計為單一位數的數值顯示器。其核心功能是在各種電子應用中提供清晰、明亮的數值讀數。此元件採用基於GaAs基板的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，以產生其特有的超紅光色彩。此材料選擇是實現紅光譜範圍內高亮度與高效率的關鍵。顯示器採用灰色面板搭配白色發光段，此組合設計旨在最大化對比度與可讀性，特別是在環境光條件下。它專為適合反向貼裝製程而設計，為PCB設計與最終產品美學提供了靈活性。

1.1 主要特性與優勢

• 字元尺寸：具備0.39英吋（10.0公釐）的字元高度，在可見度與電路板空間效率之間取得平衡。
• 發光段品質：提供連續、均勻的發光段，確保字元外觀一致，無間隙或不規則。
• 電源效率：設計為低功耗需求，適用於電池供電或注重能源效率的應用。
• 光學性能：提供高亮度與高對比度，確保極佳的可辨識性。寬廣的視角能從多個角度維持可見度。
• 可靠性：受益於固態元件的可靠性，無活動部件，從而具有長使用壽命。
• 分級：元件根據發光強度進行分類（分級），確保在多位數顯示器中亮度匹配一致。
• 合規性：封裝為無鉛製程，符合RoHS（有害物質限制）指令製造。

1.2 元件識別

料號LTS-4817SKR-P解碼了元件的關鍵屬性：這是一款具有超紅光發射、共陽極配置及右側小數點的單一位數顯示器。此特定配置對於正確的電路設計與接腳映射至關重要。

2. 技術規格深入探討

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。

• 每發光段功耗：最大70 mW。
• 每發光段峰值順向電流：90 mA（在脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。
• 每發光段連續順向電流：在25°C時為25 mA。此額定值會隨著環境溫度升高超過25°C，以每°C 0.28 mA的速率線性遞減。
• 溫度範圍：操作與儲存溫度範圍為-35°C至+105°C。
• 焊接耐受度：可承受260°C的烙鐵焊接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

這些是在環境溫度（Ta）為25°C下測量的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：在順向電流（I_F）為1 mA時，範圍從500 µcd（最小）到1600 µcd（典型）。當I_F=10 mA時，典型強度為20,800 µcd。強度是使用匹配CIE明視覺響應曲線的濾光片測量的。
• 波長：峰值發射波長（λ_p）為639 nm（典型）。主波長（λ_d）為631 nm（典型）。譜線半高寬（Δλ）為20 nm（典型）。這些定義了純紅色的光輸出。
• 順向電壓（V_F）：每個LED晶片，在I_F=20 mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。最小值為2.05V。
• 逆向電流（I_R）：在逆向電壓（V_R）為5V時，最大值為100 µA。此參數僅供測試用途；元件不適用於連續逆向偏壓操作。
• 強度匹配比：在相似發光區域內，各發光段之間的發光強度比在I_F=1 mA時最大為2:1，確保外觀均勻。
• 串擾：規定≤ 2.5%，最小化相鄰發光段之間不必要的漏光。

2.3 分級系統說明

規格書指出元件根據發光強度進行分類。這意味著LED會根據其在標準測試電流下測得的光輸出進行測試與分類（分級）。此過程確保當單一顯示器中使用多個位數時（例如時鐘或儀表），所有位數將具有一致的亮度水平，防止某個位數明顯比相鄰位數更暗或更亮。設計師可以指定分級代碼以保證此均勻性。

3. 性能曲線分析

規格書參考了典型性能曲線，這些曲線以圖形方式呈現關鍵參數之間的關係。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類元件的標準曲線通常包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係，對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定極限。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，突顯了熱管理的重要性。
• 光譜功率分佈：顯示在不同波長下發射光的相對強度圖，中心圍繞639 nm峰值。

這些曲線讓工程師能夠預測元件在非標準條件（不同電流、溫度）下的行為，並針對性能與可靠性優化其設計。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

除非另有說明，元件具有特定的物理尺寸，公差為±0.25 mm。關鍵尺寸註記包括發光段內異物限制（≤10 mil）、表面油墨污染（≥20 mils）、發光段內氣泡（≤10 mil）、反射器彎曲（≤其長度的1%）以及最大塑膠接腳毛邊（0.14 mm）。詳細的尺寸圖對於建立PCB焊墊圖案至關重要。

4.2 內部電路與接腳定義

此顯示器採用共陽極配置。內部電路圖顯示十個接腳連接到七個發光段（A-G）和小數點（DP）的陽極與陰極。

接腳連接表：

• 接腳 1：陰極 E
• 接腳 2：陰極 D
• 接腳 3：共陽極
• 接腳 4：陰極 C
• 接腳 5：陰極 DP（小數點）
• 接腳 6：陰極 B
• 接腳 7：陰極 A
• 接腳 8：共陽極
• 接腳 9：陰極 F
• 接腳 10：陰極 G

接腳3和接腳8在內部均連接到共陽極。此雙陽極接腳設計有助於電流分佈與熱管理。

4.3 建議焊接圖案

規格書提供了兩種不同的PCB焊墊圖案設計：一種用於正常貼裝，另一種用於反向貼裝。反向貼裝圖案包含PCB上的開孔。使用正確的圖案對於形成良好的焊點、機械穩定性以及實現預期的視覺效果（反向貼裝的齊平安裝）至關重要。

5. 焊接與組裝指南

5.1 SMT焊接說明

此元件適用於表面黏著技術組裝。關鍵說明包括：

• 迴焊焊接（主要方法）：最多兩個迴焊循環。循環之間需要冷卻至常溫。
  • 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
• 手工焊接（烙鐵）：應限於一次性維修。烙鐵最高溫度為300°C，每個焊點最大焊接時間為3秒。

超過這些熱曲線或循環次數可能會損壞塑膠封裝或內部LED晶粒。

5.2 濕度敏感性與儲存

SMD顯示器以防潮包裝出貨。它們必須儲存在≤30°C且≤60%相對濕度的環境中。一旦密封袋被打開，元件便開始從空氣中吸收濕氣。如果零件未立即使用且未儲存在受控的乾燥環境中（例如乾燥櫃），則必須在進行迴焊製程前進行烘烤，以防止在加熱過程中因水氣快速膨脹而導致爆米花效應或封裝破裂。

烘烤條件（僅一次）：

• 捲帶包裝零件：60°C，≥48小時。
• 散裝零件：100°C，≥4小時或125°C，≥2小時。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

此元件以捲帶包裝供應，適用於自動化取放組裝。規格書詳細說明了包裝捲盤與載帶的尺寸。

• 捲盤尺寸：提供標準捲盤尺寸。
• 載帶尺寸：分別提供正常貼裝與反向貼裝元件的規格，反映它們在載帶中的不同方向。關鍵載帶規格包括累積間距公差、彎曲度限制以及符合EIA-481-C標準。
• 數量：標準13英吋捲盤包含800片。剩餘料的最小訂購量為200片。
• 前導/尾帶：捲盤包含前導帶（最小400 mm）和尾帶（最小40 mm），用於機器處理。

6.2 標籤與可追溯性

載帶上包含料號、日期代碼和分級代碼的標記，為製造與品質控制目的提供完整的可追溯性。

7. 應用說明與設計考量

7.1 典型應用場景

LTS-4817SKR-P非常適合需要緊湊SMD格式的明亮、可靠單一位數數值顯示器的應用。常見用途包括：

• 消費性電子產品：電子秤、廚房計時器、音響設備顯示器。
• 工業設備：面板儀表、儀器讀數、控制系統狀態指示器。
• 汽車改裝：儀表組、行車電腦。
• 醫療設備：低功耗與高對比度是關鍵的攜帶式監視器。
• 家電：微波爐、洗衣機、恆溫器（特別是採用反向貼裝以實現時尚、一體化的外觀）。

7.2 關鍵設計考量

• 限流：LED是電流驅動元件。每個發光段或共陽極必須串聯一個限流電阻或恆流驅動電路，以防止超過最大連續順向電流，特別是考慮到隨溫度遞減的額定值。
• 熱管理：雖然每個發光段的功耗很低，但必須考慮多位數設計中多個發光段產生的總熱量，或在高環境溫度下操作的情況。足夠的PCB銅箔面積與通風有助於將接面溫度維持在安全範圍內。
• 反向貼裝美學：使用反向貼裝選項時，請確保PCB開孔精確加工，並遵循建議的焊墊圖案，以實現與前面板齊平的乾淨外觀。
• ESD防護：雖然本規格書中未明確說明，但AlInGaP LED可能對靜電放電敏感。在組裝過程中應遵守標準的ESD處理預防措施。

8. 技術比較與差異化

LTS-4817SKR-P透過以下幾個關鍵屬性實現差異化：

• 材料技術（AlInGaP）：與GaAsP等舊技術相比，AlInGaP為紅光和琥珀色提供了顯著更高的發光效率與更好的溫度穩定性，從而實現更明亮的顯示器，並且在溫度與使用壽命期間顏色更一致。
• 反向貼裝能力：並非所有SMD LED顯示器都設計或適用於反向貼裝。此元件指定的機械公差與提供的焊墊圖案使其成為此設計方法的可靠選擇。
• 強度分級：保證的強度匹配（2:1比例）是多位數顯示器的關鍵特性，消除了未分級零件可能出現的亮度不匹配問題。
• 寬視角與高對比度：晶片技術、灰色面板與白色發光段的組合，經過設計可提供比不同顏色組合的顯示器更優越的寬視角可讀性。

9. 常見問題解答

Q1：峰值波長與主波長有何不同？
A1：峰值波長（λ_p）是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長（λ_d）是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於像這樣的窄光譜紅光LED，兩者很接近（639 nm vs. 631 nm），但λ_d與人眼顏色感知更相關。

Q2：為什麼有兩個共陽極接腳（3和8）？
A2：擁有兩個陽極接腳有助於將總順向電流（即所有點亮發光段的電流總和）分佈到兩條PCB走線和焊點上。這改善了電流處理能力，減少了走線發熱，並增強了機械連接的可靠性。

Q3：我可以直接用微控制器接腳驅動此顯示器嗎？
A3：不行。典型的微控制器GPIO接腳無法提供或吸收足夠的電流（每段25 mA，如果顯示數字'8'，所有段可能超過175 mA），並且會損壞。您必須使用由微控制器控制的外部驅動器（如電晶體陣列或專用LED驅動IC）。

Q4：對於連續順向電流，從25°C線性遞減是什麼意思？
A4：這意味著最大安全連續電流會隨著溫度升高超過25°C而減少。遞減係數為每°C 0.28 mA。例如，在50°C環境溫度下，最大電流將為：25 mA - [0.28 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 25 mA - 7 mA = 每段18 mA。

Q5：打開包裝袋後是否總是需要烘烤？
A5：烘烤是必要的僅當元件已暴露在指定儲存條件（≤30°C/60% RH）之外的環境濕度中一段足以吸收濕氣的時間，並且在進行迴焊製程之前。如果立即使用或儲存在乾燥環境中，則可能不需要烘烤。請參閱包裝袋上的MSL（濕度敏感等級）標籤以了解具體的暴露時間限制。