LTS-5825CKR-PR LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - 超級紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-5825CKR-PR是一款單一位數的表面黏著LED顯示器模組，專為需要清晰、高可見度數字讀數的應用而設計。其字元高度為0.56英吋（14.22毫米），適用於各種電子設備中的中型顯示器。核心技術採用生長於GaAs基板上的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）磊晶層，以產生超級紅光發射。此材料系統以其高效率和出色的色彩純度而聞名。顯示器具有灰色面板與白色段碼，可在不同照明條件下提供高對比度，實現最佳可讀性。

1.1 主要特點

• 0.56英吋字元高度：提供清晰且易於閱讀的字元尺寸。
• 連續均勻段碼：確保所有段碼照明一致，呈現專業外觀。
• 低功耗需求：高效運作，適合電池供電或注重能源效率的應用。
• 高亮度與高對比度：超級紅光AlInGaP晶片在灰色背景上提供強烈的光輸出。
• 寬廣視角：從多個角度都能提供良好的可見度。
• 發光強度分級：元件經過分級，以確保一致的亮度水準。
• 無鉛封裝：符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 固態可靠性：受益於LED技術固有的長壽命和抗衝擊性。

1.2 元件配置

這是一款共陽極、單一位數的顯示器，並帶有右側小數點（DP）。特定型號LTS-5825CKR-PR即標識此配置。共陽極設計在使用提供電流的微控制器或驅動IC時，可簡化電路設計。

2. 技術參數：深入客觀解讀

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。它們是在環境溫度（Ta）為25°C時指定的。

• 每段功耗：最大70 mW。超過此值可能導致過熱並縮短使用壽命。
• 每段峰值順向電流：90 mA，但僅在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms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時為25 mA。當環境溫度超過25°C時，此電流會以0.28 mA/°C的速率線性遞減。這是熱管理設計的關鍵參數。
• 工作與儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。此元件適用於工業和汽車環境，具有高穩健性。
• 焊接溫度：烙鐵焊接應在260°C下進行，最多3秒，烙鐵頭應位於元件安裝平面下方至少1/16英吋（約1.6毫米）處。

2.2 電氣與光學特性

這些是在Ta=25°C、特定測試條件下測得的典型工作參數。

• 平均發光強度（Iv）：範圍從501 µcd（最小）到18000 µcd（最大），取決於順向電流。在典型的10mA驅動電流下，強度為1700 µcd（最小）。發光強度是使用模擬人眼明視覺響應（CIE曲線）的濾光片測量的。
• 峰值發射波長（λp）：639 nm（典型值）。這是發射光強度最高的波長。
• 主波長（λd）：631 nm（典型值）。這是人眼感知到的、與光色相匹配的單一波長，定義了其超級紅光色調。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型值）。這表示光譜純度；寬度越窄，顏色越接近單色光。
• 每晶片順向電壓（Vf）：在IF=20mA時為2.6V（最大）。設計人員必須確保驅動電路能提供足夠的電壓。
• 逆向電流（Ir）：在VR=5V時為100 µA（最大）。此參數僅供測試用途；不建議施加連續逆向偏壓。
• 發光強度匹配比：2:1（最大）。這意味著在同一元件、相同驅動電流下，最亮的段碼亮度不應超過最暗段碼亮度的兩倍，以確保均勻性。
• 串擾：≤ 2.5%。這規定了當一個段碼亮起而相鄰段碼熄滅時，兩者之間非預期光泄漏的最大量。

3. 分級系統說明

規格書明確指出元件已針對發光強度進行分級。這意味著一個分級過程，顯示器根據其在標準測試電流（可能為1mA或10mA，依特性表而定）下測得的光輸出進行分類。這確保了終端產品在不同單元間具有一致的亮度水準。若需在多個顯示器間實現嚴格的亮度匹配，設計人員應向製造商諮詢具體的分級代碼細節。

4. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示順向電壓與順向電流之間的關係，對於選擇限流電阻至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨驅動電流增加而增加，有助於優化亮度與功耗/熱量之間的平衡。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出如何隨溫度升高而降低，對於高溫環境中的應用非常重要。
• 光譜分佈：繪製相對強度與波長關係的圖表，可視化地確認峰值波長、主波長和光譜寬度。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

顯示器符合特定的SMD封裝尺寸。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米，一般公差為±0.25毫米。實施了特定的品質控制：段碼上的異物必須≤10密耳，表面油墨污染≤20密耳，段碼內氣泡≤10密耳，彎曲度≤反射器長度的1%，塑膠腳毛邊最大為0.14毫米。

5.2 接腳連接與極性

此元件採用10接腳配置。內部電路圖和接腳定義表顯示其為共陽極類型。接腳3和8是共陽極。其他接腳是特定段碼（A, B, C, D, E, F, G, DP）的陰極。接腳1標記為無連接。正確識別極性對於防止安裝過程中損壞至關重要。

5.3 建議焊接圖案

提供了用於PCB設計的焊墊圖案（封裝尺寸）。遵循此圖案可確保在焊接過程中形成正確的焊點、機械穩定性以及熱緩解。

6. 焊接與組裝指南

6.1 SMT焊接說明

一個關鍵的製程限制是迴流焊接循環次數必須少於兩次。在第一次和第二次焊接過程之間，需要完整的冷卻過程降至常溫，以最小化熱應力。

• 迴流焊接（最多2個循環）：在120–150°C下預熱，最多120秒。峰值溫度不得超過260°C。
• 烙鐵手動焊接（最多1個循環）：烙鐵頭溫度不應超過300°C，接觸時間應限制在最多3秒。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

元件以捲帶包裝供應，適用於自動化組裝。關鍵包裝細節包括：

• 捲盤尺寸：符合標準EIA-481-D要求。
• 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成。10個鏈輪孔距累積公差為±0.20毫米。在250毫米長度內，翹曲度在1毫米以內。載帶厚度為0.30 ±0.05毫米。
• 包裝數量：標準捲帶長度為44.5米，使用22英吋捲盤。13英吋捲盤包含700個元件。剩餘零件的最小包裝數量為200個。
• 前導/尾隨帶：包含用於機器送料的前導部分（至少400毫米）和尾隨部分（至少40毫米）。

7.2 濕度敏感性與儲存

SMD顯示器以防潮包裝出貨。必須儲存在≤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。如果未立即使用且未儲存在乾燥條件下（例如，在乾燥櫃中），則在進行迴流焊接前必須進行烘烤，以防止爆米花效應或分層損壞。烘烤規格：捲帶包裝時，60°C烘烤≥48小時；散裝時，100°C烘烤≥4小時或125°C烘烤≥2小時。烘烤只能進行一次。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 消費性電子產品：家電、音響設備或電源延長線中的數字讀數。
• 工業儀器儀表：面板儀表、製程控制器、測試與量測設備。
• 汽車售後市場：汽車音響系統、儀表或診斷工具的顯示器（需考慮擴展的溫度範圍）。
• 醫療設備：需要清晰、可靠的數字指示的場合（需進行進一步的設備級認證）。

8.2 設計考量

• 電流限制：始終為每個段碼使用串聯電阻，或採用恆流驅動器來設定順向電流，通常在5-20 mA之間，具體取決於所需亮度和功率預算。高溫操作時請參考降額曲線。
• 熱管理：如果在高環境溫度或接近最大連續電流下操作，請確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔，以管理接面溫度。
• 靜電防護：在組裝過程中實施標準的ESD處理程序，因為LED對靜電放電敏感。
• 光學設計：灰色面板/白色段碼設計提供了良好的對比度。請考慮終端產品外殼的視角要求。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 峰值波長和主波長有何不同？

峰值波長（639 nm）是光譜功率最高的物理點。主波長（631 nm）是感知上的顏色匹配點。關注顏色規格的設計人員應參考主波長。

9.2 我可以連續以20mA驅動此顯示器嗎？

可以，在25°C時最大連續電流為25 mA。然而，在20mA下，您必須確保環境溫度和PCB熱設計允許適當的散熱，因為電流額定值會隨溫度遞減（超過25°C時為0.28 mA/°C）。

9.3 為什麼迴流製程限制在兩個循環？

多次迴流循環會使塑膠封裝和內部接線承受重複的熱應力，可能導致機械故障、順向電壓增加或可靠性降低。此限制確保了長期性能。

9.4 如何計算串聯電阻值？

使用歐姆定律：R = (電源電壓 - 總Vf) / If。對於共陽極顯示器，總Vf是一個段碼的順向電壓（設計時使用最大值2.6V以保留餘裕）。If是您期望的段碼電流（例如，10mA）。如果從5V微控制器接腳驅動：R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240歐姆。請使用最接近的標準值。

10. 工作原理簡介

LTS-5825CKR-PR基於AlInGaP半導體技術。當在一個段碼的陽極和陰極之間施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞會在AlInGaP磊晶層的主動量子阱區域中復合。這種復合以光子（光）的形式釋放能量，位於紅光光譜範圍（主波長約631 nm）。灰色塑膠封裝充當擴散器和增強對比度的透鏡，而白色段碼區域則讓紅光清晰穿透。共陽極配置意味著不同段碼的LED晶片的陽極在內部連接；要點亮一個段碼，需將其對應的陰極接腳驅動為低電位（接地），同時將共陽極保持在正電壓。