LTS-4817SW-P LED顯示器規格書 - 0.39英吋字高 - 白色字元段 - 3.2V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-4817SW-P是一款表面黏著型單一位數英數字LED顯示器模組。其設計採用0.39英吋（10.0公釐）的字元高度，非常適合需要緊湊、高可讀性數字或有限英數字指示的應用。本裝置利用InGaN（氮化銦鎵）半導體技術產生白光，為傳統濾光或螢光粉轉換的白光LED提供了現代化的替代方案。其灰色面板搭配白色字元段，提供了出色的對比度，以實現最佳可讀性。

1.1 主要特色與市場定位

此顯示器專為消費性電子產品、工業儀表、汽車儀表板及家電控制面板的可靠性和效能而設計。其核心優勢包括連續、均勻的字元段設計，消除了間隙，呈現乾淨的外觀，以及寬廣的視角，確保從不同位置都能清晰可見。本裝置根據發光強度和順向電壓進行分級，可在批量生產中實現更嚴格的亮度和顏色一致性。其無鉛封裝符合RoHS指令，適用於具有嚴格環保法規的全球市場。

2. 技術規格深入解析

LTS-4817SW-P的效能由一系列全面的電氣和光學參數定義，這些參數對於設計導入至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。每個字元段的最大功耗為35 mW。峰值順向電流為50 mA，但僅在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1 ms脈衝寬度）適用。每個字元段的連續順向電流在25°C時從10 mA開始，以0.11 mA/°C的速率遞減，這意味著允許的電流會隨著環境溫度升高而降低。操作和儲存溫度範圍指定為-35°C至+105°C，顯示其適用於惡劣環境的穩健性。焊接條件指定為在安裝平面下方1/16英吋（約1.6公釐）處，260°C持續3秒。

2.2 電氣與光學特性

在典型測試條件下（Ta=25°C，IF=5mA），關鍵參數如下：每個晶片的平均發光強度範圍從最小值71 mcd到最大值165 mcd。每個晶片的順向電壓（VF）範圍為2.7V至3.2V。在VR=5V時，反向電流（IR）最大值為100 µA，但這僅為測試條件；本裝置不適用於連續反向偏壓操作。字元段之間的發光強度匹配比為2:1或更好，確保亮度均勻。色度座標（x, y）根據1931 CIE標準提供，典型值約為x=0.294，y=0.286，定義了白點。串擾規格註明為≤ 2.5%，這是指相鄰字元段之間不期望的光線洩漏。

3. 分級系統說明

為確保一致性，此顯示器中使用的LED根據關鍵參數進行分級。

3.1 順向電壓（VF）分級

LED根據其在5mA時的順向電壓分為不同等級（3, 4, 5, 6, 7）。每個等級有0.1V的範圍（例如，等級3：2.70-2.80V，等級4：2.80-2.90V）。每個等級內允許±0.1V的公差。這使得設計師可以為對電壓降或電源設計敏感的應用選擇合適的元件。

3.2 發光強度（IV）分級

亮度分為標記為Q11、Q12、Q21、Q22、R11、R12、R21的等級。每個等級涵蓋5mA下特定的mcd範圍（例如，Q11：71.0-81.0 mcd，R21：146.0-165.0 mcd）。每個等級適用±15%的公差。此系統使得多個顯示器或數位之間的亮度能夠匹配。

3.3 色調（色度）分級

白光的顏色通過色調等級（S1-2、S2-2、S3-1、S3-2、S4-1、S4-2、S5-1、S6-1）進行控制。每個等級由CIE 1931色度圖上的一個四邊形區域定義，指定了x和y座標的允許範圍。保持±0.01的公差。這最小化了字元段或顯示器之間可見的顏色差異。

4. 性能曲線分析

雖然文件中引用了具體的圖形數據，但此類裝置的典型曲線包括順向電流（IF）與順向電壓（VF）之間的關係，該關係呈指數性。順向電流（IF）與發光強度（IV）之間的關係在操作範圍內通常是線性的。環境溫度（Ta）對發光強度的影響顯示出負係數；亮度隨著溫度升高而降低。理解這些曲線對於驅動電路設計和熱管理至關重要，以確保產品在其生命週期內保持穩定的光學輸出。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

本裝置符合特定的SMD佔位面積。關鍵尺寸包括總長度、寬度和高度，以及引腳間距和尺寸。除非另有說明，公差通常為±0.25公釐。額外的品質註解涉及異物、油墨污染、字元段內氣泡、反射器彎曲和引腳毛刺的限制，這些對於組裝良率和最終外觀至關重要。

5.2 引腳配置與電路圖

此顯示器採用共陽極配置。內部電路圖顯示十個引腳：兩個是共陽極引腳（引腳3和8），其餘八個是字元段A、B、C、D、E、F、G和小數點（DP）的陰極。引腳1標示為"無連接"。此配置需要一個電流吸收型驅動器；陽極連接到正電源（通過限流電阻），而通過將相應的陰極引腳接地來點亮各個字元段。

5.3 建議焊接圖案

提供了用於PCB設計的焊墊圖案（佔位面積）。此圖案確保在迴焊過程中形成適當的焊點，提供足夠的機械強度，並防止焊錫橋接。遵循此圖案對於可靠的表面黏著組裝至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊參數

本裝置最多可承受兩個迴焊週期，週期之間需要冷卻至室溫。建議的迴焊曲線預熱區為120-150°C，最長120秒，峰值溫度不超過260°C。對於手動維修，烙鐵溫度不應超過300°C，接觸時間限制在最多3秒。超過這些條件可能會損壞塑膠封裝或LED晶片。

6.2 靜電放電（ESD）預防措施

InGaN晶片對靜電放電敏感。強制性預防措施包括人員使用接地腕帶或防靜電手套。所有工作站、設備和儲存設施必須妥善接地。建議使用離子產生器來中和在處理過程中可能積聚在塑膠封裝上的靜電荷。未能遵守ESD控制措施可能導致潛在或災難性的裝置故障。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶包裝

元件以壓紋載帶形式供應，捲繞在捲盤上，適用於自動貼片機。詳細說明了捲盤尺寸（捲盤直徑、軸心寬度等）和載帶尺寸（口袋尺寸、間距、鏈輪孔細節）。關鍵公差包括每10個鏈輪孔累積公差±0.20公釐，以及每250公釐載帶的翹曲限制為1公釐。

8. 應用註記與設計考量

8.1 典型應用電路

典型的驅動電路涉及將共陽極引腳通過限流電阻連接到正電壓源（例如5V）。此電阻的值是根據電源電壓、LED字元段的順向電壓（VF）和所需的順向電流（IF）計算得出。對於多工多個數位，可以使用電晶體或專用驅動器IC來切換共陽極，而字元段陰極則由移位暫存器或埠擴展器驅動。

8.2 亮度與電流控制

由於發光強度大致與順向電流成正比，因此可以通過驅動電流的PWM（脈衝寬度調變）來控制亮度。這比通過可變電壓進行類比調光更有效且效率更高。在高溫應用中必須遵守連續電流的遞減曲線，以防止過熱和加速流明衰減。

8.3 熱管理

儘管每個字元段的功耗很低，但必須考慮小型封裝中多個點亮字元段產生的總熱量。焊墊周圍足夠的PCB銅面積可以作為散熱片。確保最終產品外殼內有良好的氣流有助於將接面溫度維持在安全限度內，從而保持使用壽命和顏色穩定性。

9. 技術比較與差異化

與濾光型GaP或GaAsP LED等舊技術相比，InGaN白光LED提供了更高的亮度、更好的效率和更現代的白色色點。共陽極配置很常見，並受到許多標準驅動器IC的支持。0.39英吋的尺寸填補了較小指示燈和較大多位數顯示器之間的利基市場。針對強度、電壓和色調的詳細分級提供了一致性水平，這對於視覺均勻性至關重要的專業級產品來說是必不可少的。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 兩個共陽極引腳的用途是什麼？

這兩個引腳（3和8）在內部是連接的。提供兩個引腳有助於分配總陽極電流，降低封裝引腳中的電流密度，並有助於PCB佈局的對稱性和可靠性。

10.2 我可以用3.3V微控制器驅動此顯示器嗎？

可以，但需要謹慎設計。典型的VF為2.7-3.2V。在3.3V電源下，限流電阻的電壓餘裕非常小（0.1-0.6V）。這需要非常小的電阻值，使得電流對VF和電源電壓的變化很敏感。通常建議使用5V電源以實現更穩定的操作，或者應使用專用的恆流LED驅動器。

10.3 如何解讀色調分級代碼（例如S3-2）？

分級代碼對應於規格書中定義的CIE色度圖上的特定區域。設計師可以在訂購時指定所需的分級或分級範圍，以確保整個生產批次中的顏色匹配。對於大多數一般應用，任何標準的白光分級都是可以接受的。

11. 實務設計案例研究

考慮使用四個LTS-4817SW-P數位設計一個數位計時器顯示器。設計將涉及根據建議的焊接圖案創建一個具有四個相同佔位面積的PCB。微控制器將多工這些數位，一次激勵一個數位的共陽極，同時輸出該數位的字元段圖案。限流電阻將放置在共陽極線路上。刷新率必須足夠高（通常>60 Hz）以避免可見閃爍。應向供應商指定強度和色調的分級代碼，以確保所有四個數位看起來完全相同。組裝和處理過程中的ESD保護是強制性的。

12. 技術原理

LTS-4817SW-P使用基於InGaN的LED晶片。InGaN是一種能夠發射藍光到紫外光譜的半導體材料。為了產生白光，本裝置可能採用發藍光的InGaN晶片結合螢光粉塗層。螢光粉吸收一部分藍光並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光和發射的黃光的混合被人眼感知為白色。這是製造白光LED的常見且高效的方法。

13. 產業趨勢

SMD顯示器和指示器的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，從而實現更低的功耗或更高的亮度。同時，在保持或提高可讀性的同時，也朝著微型化方向發展。顏色一致性和更嚴格的分級對於高端消費性電子產品越來越重要。此外，將驅動電路直接整合到顯示器封裝中是一個日益增長的趨勢，簡化了終端使用者的系統設計。