目錄
1. 產品概述
LTD-3812SW-P是一款設計為雙位數數值顯示的表面黏著元件。其主要功能是在電子設備中提供清晰、高可見度的數值讀數。核心技術基於安裝在藍寶石基板上的InGaN（氮化銦鎵）白光LED晶片。此組合產生了具有黑色面板與白色發光段的顯示器，提供出色的對比度，易於閱讀。
1.1 主要特性與優勢
此顯示器專為現代電子產品中的效能與可靠性而設計。其特性組合滿足了指示器與顯示應用的常見需求。
- 字元尺寸：具備0.3英吋（7.62毫米）的字元高度，適用於空間有限但可讀性至關重要的應用。
- 光學品質：提供連續、均勻的發光段，確保一致的外觀、高亮度與寬廣視角。
- <效率與可靠性：運作所需功耗低，並具備固態可靠性，確保長使用壽命。
- 標準化：元件根據發光強度與色度進行分類（分檔），確保批量生產中的性能一致性。
- 環保合規性：封裝為無鉛設計，符合RoHS（有害物質限制）指令。
2. 技術規格深入解析
本節提供在定義條件下，對元件操作極限與性能特性的詳細、客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
這些數值代表應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。為確保可靠性能，不建議在或接近這些極限下操作。
- 每段功耗：最大35 mW。
- 每段峰值順向電流：50 mA（在脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。
- 每段連續順向電流：在25°C時為10 mA。此額定值會隨著環境溫度（Ta）超過25°C，以每°C 0.11 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。
- 焊接耐受性：元件可承受260°C的烙鐵焊接3秒，烙鐵頭需置於安裝平面下方至少1/16英吋處。
2.2 電氣與光學特性
這些是在環境溫度（Ta）25°C、順向電流（IF）5 mA（標準測試條件）下測得的典型性能參數。
- 發光強度（IV）：每顆晶片範圍從最小71 mcd到最大165 mcd。強度是使用近似於明視覺（CIE）人眼反應曲線的感測器-濾光片組合進行測量。
- 色度座標（x, y）：定義於CIE 1931色度圖上。提供的典型值為x=0.294和y=0.286，表示一個白點。
- 順向電壓（VF）：每顆晶片在5mA下，典型值介於2.7V至3.2V之間。
- 逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）5V下，最大值為100 µA。此參數僅供測試用途；LED並非設計用於連續逆向偏壓操作。
- 發光強度匹配：在相似點亮區域內，各段之間的強度比為2:1或更佳，確保外觀均勻。
- 串擾：規定≤ 2.5%，以最小化相鄰未點亮段的不必要照明。
2.3 靜電放電（ESD）敏感性
與大多數半導體元件一樣，這些LED易受靜電放電損壞。規格書強烈建議採用標準ESD防護措施：使用接地腕帶或防靜電手套，確保所有工作站與設備妥善接地，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. 分檔系統說明
為確保一致性，LED根據關鍵參數被分類到不同的檔位中。這使得設計師能為其應用選擇特性緊密集中的元件。
3.1 順向電壓（VF）分檔
LED根據其在5mA下的順向電壓降被分類到檔位（3至7）。每個檔位有0.1V的範圍（例如，檔位3：2.70V-2.80V，檔位4：2.80V-2.90V），每個檔位內有±0.1V的容差。這有助於設計穩定的電流驅動電路。
3.2 發光強度（IV）分檔
發光輸出使用如Q11、Q12、R11等代碼進行分檔。每個檔位定義了在5mA下特定的毫燭光（mcd）輸出範圍（例如，Q11：71.0-81.0 mcd，R21：146.0-165.0 mcd）。檔位內發光強度的容差為±15%。
3.3 色調（色度）分檔
白光的顏色通過色調檔位（S1-2、S2-2、S3-1等）進行精確控制。每個檔位由CIE 1931色度圖上的一個四邊形區域定義，指定了允許的x和y座標範圍。檔位內色度座標（x, y）的容差為±0.01。規格書中的圖表可視化地標示了這些檔位。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
此元件符合特定的SMD封裝尺寸。所有關鍵尺寸均以毫米提供，除非另有說明，一般容差為±0.25毫米。規格書還包含關於可接受外觀缺陷的註記，例如異物限制、油墨污染、段內氣泡、反射器彎曲以及塑膠接腳毛邊的限制。
4.2 接腳配置與電路圖
LTD-3812SW-P為共陽極顯示器。內部電路圖顯示了三個位數的LED發光段互連（儘管此元件為雙位數顯示器，其接腳配置暗示了與三位數封裝相容的設計）。接腳連接表清楚列出了10個接腳中每個接腳的功能：例如，接腳1是位數1的共陽極，接腳2是段D2和D3的陰極，依此類推。接腳10標註為"未連接"。
5. 焊接與組裝指南
5.1 SMT焊接說明
此元件適用於迴焊製程。指定了關鍵參數以防止熱損壞。
- 迴焊製程限制：元件最多可承受兩次迴焊焊接循環。組裝體必須在第一次與第二次循環之間冷卻至常溫。
- 迴焊溫度曲線：建議預熱溫度為120-150°C，最長120秒。迴焊期間的峰值溫度不得超過260°C。
- 手工焊接：若使用烙鐵，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且接觸時間應限制在最多3秒。
5.2 建議焊接圖案
提供了焊墊圖案（封裝尺寸）設計以指導PCB佈局。這包括建議的焊墊幾何形狀與一個開孔區域，這對於形成正確的焊點並防止焊錫橋接至關重要。
6. 包裝規格
元件以捲帶包裝供應，適用於自動化組裝。提供了包裝捲盤與載帶的詳細尺寸，包括捲盤直徑、帶寬、口袋間距以及前導/尾帶長度。圖表指示了在送料器設定期間拉動載帶的方向。
7. 應用註記與設計考量
7.1 典型應用場景
LTD-3812SW-P非常適合需要緊湊、可靠的數值顯示的應用。這包括消費性電子產品（例如微波爐、空調、音響設備）、工業儀表（面板儀表、控制讀數）、汽車內裝顯示器（顯示溫度與其他狀態）以及醫療設備介面。
7.2 設計考量
- 電流驅動：務必使用恆流驅動器或限流電阻與每個共陽極或段陰極串聯。設計必須遵守絕對最大連續電流額定值，並實施適當的溫度遞減。
- 多工掃描：作為具有獨立段陰極的共陽極顯示器，它非常適合多工驅動電路，可減少所需的微控制器I/O接腳數量。
- ESD保護：在連接至顯示器接腳的PCB線路上加入ESD保護二極體，特別是如果顯示器可由使用者接觸。
- 熱管理：確保PCB佈局提供足夠的散熱設計，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下操作時。
8. 技術比較與差異化
與較舊的技術如紅色GaAsP LED或真空螢光顯示器（VFD）相比，基於InGaN的白光LED提供了更優異的亮度、更寬廣的視角、更低的功耗以及更長的使用壽命。在其類別中，LTD-3812SW-P的主要差異化因素是其特定的0.3英吋字元高度、精確的強度與顏色分檔、其符合RoHS的結構，以及針對SMT組裝相容性的詳細規格。
9. 常見問題（基於技術參數）
問：順向電流的遞減曲線目的是什麼？
答：遞減曲線（超過25°C時每°C 0.11 mA）對於可靠性至關重要。隨著LED接面溫度升高，其散熱能力下降。遞減電流可防止熱失控，並確保接面溫度保持在安全限度內，從而維持發光輸出與使用壽命。
問：為什麼有色度分檔？
答：白光LED的製造過程涉及螢光粉轉換，這可能導致確切白色色調的輕微變化。分檔將具有幾乎相同顏色座標的LED歸為一組。這在多位數或多元件應用中至關重要，以避免相鄰顯示器或段之間出現視覺上令人分心的顏色不匹配。
問：我可以用3.3V微控制器接腳直接驅動此顯示器嗎？
答：不行。LED晶片的順向電壓（VF）典型值為2.7-3.2V。將3.3V電源直接連接到陽極（透過電阻）可能幾乎無法點亮LED或效率極低，具體取決於實際的VF。需要適當的驅動電路來提供足夠的電壓並調節電流。
10. 運作原理
此元件基於半導體p-n接面中的電致發光原理運作。當施加超過二極體閾值的順向電壓（陽極相對於陰極為正）時，電子與電洞在主動區（InGaN量子井）中復合，以光子的形式釋放能量。來自InGaN晶片的主要光線位於藍色光譜。晶片上的螢光粉塗層吸收一部分藍光並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光與轉換後的黃光混合，被人眼感知為白光。
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。 |