目錄
1. 產品概述
LTS-5825SW-P是一款表面黏著元件，設計為單一數位顯示器。其主要功能是在電子設備中提供清晰、高可見度的數位讀數。核心元件是安裝在藍寶石基板上的氮化銦鎵白色LED晶片。此結構以其高效率和穩定性著稱。顯示器配備灰色面板以增強對比度，並結合發白光的字元段。
1.1 主要特點與優勢
此元件為整合至現代電子設計提供了多項顯著優勢：
- 數位尺寸：0.56英吋（14.22毫米）的數位高度提供了優異的遠距離可讀性，使其適用於面板儀表、儀器設備和消費性家電。
- 光學性能：提供高亮度與高對比度，確保即使在光線充足的環境下也能清晰可見。寬廣的視角允許從不同位置觀看顯示器，而不會顯著損失清晰度。
- 字元段設計：連續均勻的字元段造就了乾淨且專業的字元外觀，避免了某些顯示器的點陣感。
- 電源效率：InGaN技術使每個字元段功耗低，這對於電池供電或對能耗敏感的應用至關重要。
- 可靠性：作為固態元件，它提供了高可靠性和長使用壽命，沒有會磨損的活動部件。
- 品質保證：元件根據發光強度進行分類，允許設計師為均勻的顯示面板選擇亮度一致的元件。
- 環保合規：封裝為無鉛設計，並符合RoHS（有害物質限制）指令製造。
2. 技術規格深入解析
本節在定義條件下，對元件的操作極限和性能特性提供詳細、客觀的分析。
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應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。
- 每段功耗：最大35 mW。超過此值可能導致過熱並加速LED晶片劣化。
- 每段峰值順向電流：50 mA，但僅在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1毫秒脈衝寬度）。此額定值適用於短暫的高電流脈衝，而非連續操作。
- 每段連續順向電流：在25°C時的基本額定值為10 mA。超過25°C時，適用0.1 mA/°C的降額因子。例如，在85°C時，最大連續電流為：10 mA - ((85°C - 25°C) * 0.1 mA/°C) = 4 mA。
- 溫度範圍：元件額定操作溫度範圍為-35°C至+105°C，並可在相同範圍內儲存。
- 焊接條件：元件可承受波焊或迴焊，烙鐵頭需置於安裝平面下方至少1/16英吋（約1.6毫米）處，在260°C下最多3秒。
2.2 電氣與光學特性
這些是在Ta=25°C和順向電流5 mA（常見的測試與操作條件）下測得的典型性能參數。
- 平均發光強度：範圍從最小71 mcd到最大165 mcd。強度是使用經過濾波以匹配人眼明視覺（適應日光）反應的感測器測量。
- 色度座標：在CIE 1931色度圖上，典型色點指定為x=0.294，y=0.286。這定義了字元段發出的白色。
- 每晶片順向電壓：在5 mA時，典型值介於2.7V至3.2V之間。此參數對於設計顯示器的限流電路很重要。
- 逆向電流：在逆向電壓5V時，最大100 µA。必須注意這僅是測試條件；LED並非設計用於逆向偏壓下操作。
- 發光強度匹配比：在相似發光區域內的字元段，最大比值為2:1。這確保一個數位的所有字元段具有合理均勻的亮度。
- 串擾規格：定義為≤ 2.5%。這測量當驅動一個字元段時，相鄰字元段的非預期發光程度，對於清晰的顯示應為最小。
2.3 靜電放電敏感性
與大多數半導體元件一樣，LED晶片易受靜電放電損壞。規格書強烈建議採用標準的ESD防護措施：使用接地腕帶或防靜電手套，確保所有工作站和設備正確接地，並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。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，元件根據關鍵參數進行分級。這允許製造商選擇特性幾乎相同的零件，以獲得均勻的最終產品。
3.1 順向電壓分級
元件根據其在5 mA時的順向電壓分為不同等級。每個等級有0.1V的範圍。匹配V_F等級有助於設計更簡單、更均勻的驅動電路。
3.2 發光強度分級
這是顯示器均勻性的關鍵分級參數。等級標有定義的最小和最大發光強度值。使用來自相同或相鄰I_V等級的零件對於所有數位具有相等亮度的顯示器至關重要。
3.3 色調分級
白色色點也進行分級。規格書定義了幾個色調等級，每個等級在CIE 1931色度圖上指定一個由四個座標對定義的四邊形區域。一致的顏色等級可防止在多數位顯示器中，字元段或數位之間出現明顯的顏色差異。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
元件符合標準SMD佔位面積。所有關鍵尺寸均以毫米提供，除非另有說明，一般公差為±0.25毫米。關鍵尺寸注意事項包括字元段區域內異物限制、表面油墨污染、字元段內允許的氣泡、反射器最大彎曲度以及塑膠引腳上的最大毛邊尺寸。這些確保了機械相容性和視覺品質。
4.2 引腳配置與電路圖
LTS-5825SW-P是一款共陽極元件。內部電路圖顯示十個引腳控制七個主要字元段、小數點和兩個共陽極連接。引腳排列如下：引腳1：陰極E，引腳2：陰極D，引腳3：共陽極，引腳4：陰極C，引腳5：陰極DP，引腳6：陰極B，引腳7：陰極A，引腳8：共陽極，引腳9：陰極F，引腳10：陰極G。引腳3和引腳8在內部連接為共陽極。要點亮一個字元段，必須將其對應的陰極引腳驅動為低電位，同時將共陽極保持為高電位。
5. 組裝與應用指南
5.1 SMT焊接說明
此元件設計用於採用迴焊製程的表面黏著組裝。一個關鍵說明是迴焊製程循環次數應限制在少於兩次。重複的熱循環會對封裝和焊點造成應力。迴焊後的冷卻過程應以受控方式使組裝件恢復到正常環境溫度，以防止熱衝擊。
5.2 應用建議
LTS-5825SW-P非常適合需要單一、高可讀性數位顯示的應用。常見使用案例包括：
- 測試與量測設備：數位萬用電錶、頻率計數器、電源供應器。
- 消費性家電：微波爐、空調、洗衣機（用於計時器或溫度顯示）。
- 工業控制：用於製程監控的面板儀表、計數器顯示。
- 汽車改裝市場：儀表和讀數顯示。
5.2.1 設計考量
- 限流：始終為每個字元段或共陽極使用串聯電阻，以將電流限制在額定值。電阻值計算為 R = (電源電壓 - V_F) / I_F。
- 多工掃描：對於使用類似元件的多數位顯示器，可以使用時分多工掃描以較少的驅動引腳控制多個數位。確保多工操作中的峰值電流不超過絕對最大額定值。
- ESD保護：如果顯示器位於使用者可接觸的區域，除了組裝期間的處理預防措施外，還應在輸入線路上加入ESD保護二極體。
6. 技術比較與趨勢
6.1 工作原理
此元件基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞在InGaN晶片的主動區域復合，以光子形式釋放能量。藍寶石基板為生長高品質InGaN層提供了穩定、晶格匹配的基礎，這對於高效的白光發射是必要的，通常透過使用帶有螢光粉塗層的藍光LED晶片實現。
6.2 差異化與趨勢
與較舊的技術相比，基於InGaN的白光LED提供了更優異的效率、更長的使用壽命、更低的工作電壓和更現代的外觀。SMD顯示器的趨勢是朝向更高的像素密度、全彩能力以及與觸控感測器或微控制器的整合。然而，對於簡單、低成本、高可靠性的數位讀數，像LTS-5825SW-P這樣的單數位字元段顯示器，由於其簡單性、優異的可讀性和經過驗證的性能，仍然具有高度相關性。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |