LTC-4624JS LED顯示器規格書 - 0.4英吋數位高度 - AlInGaP黃光 - 2.6V順向電壓

1. 產品概述

LTC-4624JS是一款0.4英吋（10.0毫米）數位高度、三位數的七段式LED顯示模組。此裝置採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）黃光LED晶片，製作於不透明的GaAs基板上。顯示器具有灰色面板與白色段區，提供高對比度以實現最佳可讀性。其設計為多工共陽極顯示器，非常適合需要最小化驅動接腳數量的應用。

1.1 主要特點

0.4英吋（10.0毫米）數位高度
連續均勻的段區
低功耗需求
優異的字元外觀
高亮度與高對比度
寬廣視角
固態可靠性
依發光強度分級
無鉛封裝（符合RoHS規範）

1.2 裝置識別

型號LTC-4624JS特指一款AlInGaP黃光、多工共陽極、並帶有右側小數點的顯示器。

2. 機械與封裝資訊

2.1 封裝尺寸

顯示器的實體尺寸詳見詳細圖面。所有主要尺寸均以毫米為單位標示。關鍵公差與注意事項包括：

一般尺寸公差：±0.25毫米，除非另有規定。
接腳尖端偏移公差：±0.4毫米。
段區內異物、油墨汙染與氣泡的限制。
反射器彎曲限制為其長度的1%。
建議使用1.0毫米的PCB孔徑以獲得最佳配合。

3. 電氣配置

3.1 內部電路圖

此顯示器採用多工共陽極配置。三個數位陽極（數位1、數位2、數位3）以及右側小數點的共用陽極（L1、L2、L3）是分開的，允許進行分時多工控制。

3.2 接腳連接與功能

裝置採用15接腳配置（其中數個接腳為無連接）。接腳定義如下：

接腳 1：數位1共用陽極
接腳 2：陰極 E
接腳 3：陰極 C, L3
接腳 4：陰極 D
接腳 5：數位2共用陽極
接腳 6：陰極 DP（小數點）
接腳 7：數位3共用陽極
接腳 8：陰極 G
接腳 9, 10, 13：無接腳 / 無連接
接腳 11：陰極 B, L2
接腳 12：陰極 A, L1
接腳 14：小數點 L1, L2, L3 共用陽極
接腳 15：陰極 F

4. 額定值與特性

4.1 絕對最大額定值（Ta=25°C）

每段功耗：70 mW
每段峰值順向電流（1/10佔空比，0.1ms脈衝）：60 mA
每段連續順向電流：25 mA（從25°C起線性遞減，速率為0.33 mA/°C）
操作溫度範圍：-35°C 至 +85°C
儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C
焊接條件：260°C，持續3秒，位於安裝平面下方1/16英吋處。

4.2 電氣與光學特性（Ta=25°C）

每段平均發光強度（I_V）：最小值200，典型值650，最大值 – µcd（測試條件：I_F=1mA）
峰值發射波長（λ_p）：588 nm（I_F=20mA）
譜線半高寬（Δλ）：15 nm（I_F=20mA）
主波長（λ_d）：587 nm（I_F=20mA）
每晶片順向電壓（V_F）：典型值2.05V，最大值2.6V（I_F=20mA）
每段反向電流（I_R）：最大值100 µA（V_R=5V）
發光強度匹配比：最大值2:1（I_F=1mA）

注意事項：發光強度使用CIE人眼響應濾波器測量。反向電壓僅供測試，不適用於連續操作。串擾規格為 ≤ 2.5%。

4.3 典型性能曲線

規格書包含典型曲線，說明順向電流與發光強度、順向電壓之間的關係，以及環境溫度的影響。這些曲線對於設計人員至關重要，可在整個操作溫度範圍內保持可靠性的同時，優化驅動電流以達到所需亮度。

5. 應用指南與注意事項

5.1 設計與使用考量

預期用途：適用於普通電子設備（辦公室、通訊、家用）。若用於安全關鍵應用（航空、醫療等），需事先諮詢。
額定值遵循：必須遵守絕對最大額定值，以防止損壞。
電流與溫度：超過建議的驅動電流或操作溫度，可能導致嚴重的光輸出衰減或提早失效。
電路保護：驅動電路必須保護LED，防止在電源循環期間受到反向電壓和瞬態尖峰的影響。
定電流驅動：建議使用以獲得一致的發光性能。
順向電壓範圍：電路設計必須能適應完整的V_F範圍（2.05V至2.6V），以確保始終提供目標電流。
熱降額：根據最高環境溫度選擇操作電流。
避免反向偏壓：可能導致金屬遷移，增加漏電流或造成短路。
凝結：在潮濕環境中避免溫度劇烈變化，以防止顯示器表面凝結水氣。
機械處理：組裝時請勿對顯示器本體施加異常外力。
圖案薄膜：若使用裝飾薄膜，請避免其與前面板直接接觸，以防移位。
多顯示器分級：組裝多個單元時，請使用來自相同發光強度分級的顯示器，以確保外觀均勻。
掉落/振動測試：進行測試前，請分享測試條件以供評估。

5.2 儲存與處理

標準儲存：產品置於原始包裝內。溫度：5°C至30°C。濕度：低於60% RH。
不當儲存的後果：可能發生接腳氧化，使用前需重新電鍍。
庫存管理：請及時消耗庫存。避免長期大量儲存。
濕度敏感性：若防潮袋開封超過6個月，請在60°C下烘烤48小時，並在一週內完成組裝。

6. 技術深入探討與分析

6.1 光度與色度分析

使用AlInGaP技術產生黃光，相較於傳統的螢光粉轉換黃光LED具有優勢，包括潛在更高的效率以及隨溫度和時間變化時更好的色彩穩定性。其主波長587 nm位於光譜的純黃色區域。窄譜線半高寬（15 nm）是直接半導體發射的特徵，能產生飽和的色彩。

6.2 電氣參數解讀

對於AlInGaP LED而言，其順向電壓（V_F）相對較低，在20mA下典型值約為2.05V。設計人員必須確保電源能提供足夠的電壓，特別是在進行多工驅動時，需考慮驅動電路上的壓降。連續電流的降額曲線至關重要；在環境溫度85°C時，最大允許連續電流會從25°C時的額定值25mA顯著下降。

6.3 分級與匹配

此顯示器根據發光強度進行分級。2:1的匹配比意味著同一批次中最暗的段區亮度不應低於最亮段區的一半。對於多數位組裝，指定相同的分級代碼對於視覺均勻性至關重要，可防止某些數位看起來比其他數位更亮。

7. 應用情境與設計備註

7.1 典型應用

LTC-4624JS非常適用於儀表板、工業控制讀數、測試與量測設備、銷售點終端機以及家電顯示器等需要清晰、明亮、多位數數值讀出的場合。其多工設計減少了微控制器I/O接腳的需求。

7.2 驅動電路設計

典型的驅動器涉及一個微控制器，搭配段驅動器（例如帶有限流電阻的74HC595移位暫存器）和數位驅動器（例如PNP電晶體或專用的灌電流驅動器）。多工頻率應足夠高（>60Hz）以避免閃爍。強烈建議使用定電流驅動器（整合式LED驅動IC），而非簡單的電阻限流，以確保在不同單元和溫度下的亮度穩定。

7.3 熱管理考量

雖然顯示器本身沒有定義熱阻參數，但電路板佈局應確保足夠的氣流，特別是在接近最大額定值操作時。每段功耗限制為70mW。在最大連續電流下，必須計算實際功耗（V_F* I_F），並考慮隨溫度降額，將其維持在此限制內。

8. 比較與區別

與較舊的技術（如標準GaP黃光LED）相比，AlInGaP提供了顯著更高的亮度和效率。相較於使用濾光片的當代白光LED，它能提供更純淨的光譜色彩，並且對於單色黃光通常具有更高的發光效率。此穿孔式封裝提供了機械穩固性，便於原型製作時的手工焊接，與節省電路板空間的表面黏著替代方案形成對比。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以用5V微控制器直接驅動這個顯示器嗎？

答：不行。您必須使用限流電阻，或者更理想的是使用定電流驅動器。順向電壓約為2.05V，因此需要一個電阻來降低剩餘電壓（例如，5V - 2.05V = 2.95V）並設定電流。在20mA下，R = 2.95V / 0.02A = 147.5Ω（可使用150Ω）。

問：數位和小數點分開的陽極有什麼用途？

答：它允許獨立控制。您可以使用各自的陽極依序點亮數位1、數位2和數位3（多工），而段陰極是共用的。小數點陽極也是分開的，允許您在每個數位的多工時槽內獨立開啟/關閉其小數點。

問：進行多工驅動時，如何實現均勻的亮度？

答：由於每個數位僅在部分時間點亮（例如，3位數時佔空比為1/3），在其點亮期間的峰值電流必須更高，才能達到與靜態驅動數位相同的平均亮度。如果目標平均電流為5mA，則多工脈衝期間的峰值電流應約為 5mA *（數位數量）= 15mA（對於1/3佔空比）。

問：規格書中提到無鉛封裝，這對焊接有何影響？

答：無鉛焊料通常比傳統的錫鉛焊料具有更高的熔點。規定的焊接條件（260°C，持續3秒）符合常見的無鉛迴焊溫度曲線。請確保您的組裝製程符合此要求，以避免熱損壞。

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。

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