目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特點
- 1.2 裝置識別
- 2. 機械與封裝資訊
- 3. 電氣配置與接腳定義
- 3.1 內部電路圖
- 3.2 接腳連接詳情
- 4. 絕對最大額定值與特性
- 4.1 絕對最大額定值(Ta=25°C)
- 4.2 電氣與光學特性(Ta=25°C)
- 5. 典型性能曲線
- 6. 分級與分類系統
- 7. 可靠性測試
- 8. 焊接與組裝指南
- 8.1 自動焊接
- 8.2 手動焊接
- 9. 應用說明與設計考量
- 9.1 典型應用場景
- 9.2 設計與使用注意事項
- 9.3 比較與差異化
- 10. 常見問題(FAQ)
- 11. 包裝規格
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
LTC-5677KD-J是一款專為數值讀取應用設計的三位數七段式LED顯示模組。其字元高度為0.52英吋(13.2毫米),提供清晰易讀的字元,適用於各種電子設備。本裝置採用先進的AS-AlInGaP(磷化鋁銦鎵)磊晶層,生長於GaAs基板上,以產生超紅光發射。其外觀特點為灰色面板搭配白色段區,提供高對比度以提升可讀性。其核心優勢包括低功耗、優異的字元均勻性、高亮度以及寬視角,非常適合需要可靠數值指示的儀器儀表、消費性電子產品和工業控制面板等應用。
1.1 主要特點
- 0.52英吋(13.2毫米)字元高度。
- 連續均勻的段區,外觀一致。
- 低功耗需求。
- 優異的字元外觀與高對比度。
- 高亮度輸出。
- 寬視角。
- 固態可靠性。
- 發光強度已分類(分級)。
- 符合RoHS指令的無鉛封裝。
1.2 裝置識別
型號LTC-5677KD-J指定為一個共陽極、超紅光(AlInGaP)顯示器,並具有右側小數點配置。
2. 機械與封裝資訊
本顯示器採用標準的穿孔式DIP(雙列直插封裝)外型。關鍵尺寸公差為±0.20毫米,除非另有規定。重要的機械注意事項包括:接腳尖端偏移公差±0.4mm、段區表面異物與油墨汙染的限制、反射器彎曲的限制,以及段區內氣泡大小的限制。建議用於接腳的PCB孔徑為1.30毫米。模組上標示有型號(LTC-5677KD-J)、YYWW格式的日期碼、製造國,以及用於發光強度分類的分級代碼。
3. 電氣配置與接腳定義
3.1 內部電路圖
本裝置採用共陽極配置。三個位數共用一個共陽極接腳(分別為第8、9、12腳對應位數3、2、1)。各個段區的陰極(A至G,以及小數點DP)則連接到獨立的接腳,以便進行多工驅動。
3.2 接腳連接詳情
- 接腳 1:陰極 E
- 接腳 2:陰極 D
- 接腳 3:陰極 DP(小數點)
- 接腳 4:陰極 C
- 接腳 5:陰極 G
- 接腳 6:無連接
- 接腳 7:陰極 B
- 接腳 8:共陽極(位數 3)
- 接腳 9:共陽極(位數 2)
- 接腳 10:陰極 F
- 接腳 11:陰極 A
- 接腳 12:共陽極(位數 1)
4. 絕對最大額定值與特性
4.1 絕對最大額定值(Ta=25°C)
- 每段功耗:75 mW
- 每段峰值順向電流(1 kHz,10%工作週期):100 mA
- 每段連續順向電流:25 mA
- 順向電流自25°C起之遞減率:0.28 mA/°C
- 操作溫度範圍:-35°C 至 +105°C
- 儲存溫度範圍:-35°C 至 +105°C
- 焊接條件:於260°C下,在安裝平面下方1/16英吋處焊接5秒。
4.2 電氣與光學特性(Ta=25°C)
- 每段平均發光強度(IV):最小值 5400,典型值 10000 μcd @ IF=10mA
- 峰值發射波長(λp):650 nm @ IF=20mA
- 譜線半高寬(Δλ):20 nm @ IF=20mA
- 主波長(λd):640 nm @ IF=20mA
- 每段順向電壓(VF):典型值 2.0V,最大值 2.6V @ IF=20mA
- 每段逆向電流(IR):最大值 100 μA @ VR=5V(註:僅供測試,不可用於連續操作)
- 發光強度匹配比(相似發光區域):最大值 2:1 @ IF=10mA
- 串擾規格:≤ 2.5%
註:發光強度是使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器/濾光片進行測量。
5. 典型性能曲線
本規格書包含典型特性曲線,以圖形方式呈現順向電流與發光強度、順向電壓與順向電流之間的關係,以及這些參數隨環境溫度的變化。這些曲線對於設計人員至關重要,可在熱限制範圍內確保可靠運作,同時優化驅動電流以達到所需亮度。順向電壓在20mA時典型值約為2.0V,並具有正溫度係數。發光強度隨順向電流增加而提高,但設計人員必須遵守連續與脈衝操作的絕對最大額定值,以防止加速劣化。
6. 分級與分類系統
LTC-5677KD-J採用發光強度分級系統,如標記中的"Z"分級代碼所示。這確保了不同生產批次間亮度的一致性。裝置經過測試並分類到特定的強度等級中,讓設計人員可以選擇符合其應用精確亮度要求的元件,從而維持多位數或多單元顯示器的視覺均勻性。
7. 可靠性測試
本產品依據軍事(MIL-STD)、日本(JIS)及內部標準進行一系列完整的可靠性測試。主要測試包括:
- 操作壽命(RTOL):於室溫下,以最大額定電流操作1000小時。
- 高溫/高濕儲存(THS):於65°C/90-95%相對濕度下儲存500小時。
- 高溫儲存(HTS):於105°C下儲存1000小時。
- 低溫儲存(LTS):於-35°C下儲存1000小時。
- 溫度循環(TC)與熱衝擊(TS):在-35°C與105°C之間進行30個循環。
- 耐焊性(SR)與可焊性(SA):確保接腳在焊接過程中完整性的測試。
這些測試驗證了顯示器在各種環境與操作應力下的穩健性。
8. 焊接與組裝指南
8.1 自動焊接
建議條件:於260°C下焊接5秒,焊點位於顯示器在PCB上安裝平面下方1/16英吋(約1.6毫米)處。組裝過程中,顯示器本體的溫度不得超過最大儲存溫度額定值。
8.2 手動焊接
建議條件:於350°C ±30°C下焊接,時間控制在5秒內,並遵循相同的1/16英吋安裝平面準則。
遵循這些製程條件對於防止LED晶片、內部打線或塑膠封裝受到熱損傷至關重要。
9. 應用說明與設計考量
9.1 典型應用場景
本顯示器適用於普通電子設備,包括辦公室自動化設備、通訊設備、家用電器、儀表板以及工業控制器。其高亮度與高對比度使其適合需要在各種照明條件下具備良好可見度的應用。
9.2 設計與使用注意事項
- 絕對最大額定值:操作超出規定的電流、電壓、功率或溫度之絕對最大額定值,可能導致永久損壞、嚴重光輸出衰減或災難性故障。
- 電流限制:當使用電壓源驅動時,必須為每個段區或共陽極線路配置外部限流電阻,以將順向電流(IF)設定為所需值,通常在10-20 mA之間以獲得最佳亮度與壽命。
- 多工驅動:由於其共陽極、每段獨立接腳的架構,本顯示器最適合使用多工技術驅動。這涉及依序激勵每個位數的共陽極,同時提供該位數段區的陰極圖案。必須計算適當的時序與驅動電流,以在未超過峰值電流限制的情況下達到所需的平均亮度。
- 熱管理:雖然本裝置具有寬廣的操作溫度範圍,但在應用限制內盡可能降低接面溫度,將能最大化發光效率與操作壽命。若用於高環境溫度中,請確保充分的通風。
- 靜電防護注意事項:儘管提供的摘錄中未明確說明,但AlInGaP LED通常對靜電放電(ESD)敏感。在組裝與處理過程中應遵守標準的ESD防護措施。
9.3 比較與差異化
LTC-5677KD-J透過採用AlInGaP技術實現超紅光發射而與眾不同,相較於舊式的GaAsP基紅光LED,通常能提供更高的效率與更好的溫度穩定性。0.52英吋的字元高度填補了小型指示燈與大型面板顯示器之間的特定利基市場。已分類的發光強度(分級)是要求所有位數與單元間視覺性能一致的應用之關鍵特性。
10. 常見問題(FAQ)
問:標示為無連接的第6腳有何用途?
答:第6腳在電氣上是隔離的,不具任何功能。其存在是為了在12腳DIP封裝中保持機械對稱性與對齊。不應將其連接到任何電路。
問:如何計算限流電阻值?
答:使用歐姆定律:R = (V電源- VF) / IF。對於5V電源供應,典型VF為2.0V,以及期望的IF為10mA:R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ω。為進行保守設計,確保IF不超過限制,應始終使用規格書中的最大VF值(2.6V)進行計算。
問:我可以用定電流源驅動此顯示器嗎?
答:可以,定電流源是驅動LED的絕佳方式,因為它能確保亮度一致,不受順向電壓微小變化的影響。電流應設定為所需的IF(例如10-20 mA),且必須符合最大連續電流額定值。
問:Z分級代碼代表什麼意思?
答:Z代碼代表裝置所屬的特定發光強度等級。每個分級代碼的確切μcd範圍通常在製造商提供的獨立分級規格中定義。設計人員應查閱此資訊以確保亮度均勻性。
11. 包裝規格
本裝置包裝於適用於自動化組裝設備的抗靜電管或托盤中。包裝規格詳細說明了每管/每盤的數量、方向以及標籤,以確保正確的處理與庫存管理。
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。 |