65-21 Series Miniature Top View LED Datasheet - Bright Red - 20mA - 120° Viewing Angle - Technical Documentation

1. Product Overview

Mfululizo wa 65-21 ni aina ya Diodi Inayotoa Mwanga (LED) ambazo ni kompakt, zinazowekwa kwenye uso, na zinazotazama juu. Vipengele hivi vimeundwa mahsusi kwa matumizi yanayohitaji pembe ya kuona pana na kuunganishwa kwa ufanisi wa mwanga. Aina kuu inayoelezewa kwenye hati hii hutoa mwanga mwekundu mkali, unaotokana na chipu ya semikondukta ya AlGaInP iliyofungwa kwenye resini ya uwazi. Muundo wake wa kipekee wa kufunga hutumia mwelekeo wa kusanikishwa kutoka juu kwenda chini, ambapo mwanga hutolewa kuputa bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB), na hii inaufanya ufanisi hasa kwa mabomba ya kuongoza mwanga na wavuguide.

Faida kuu za mfululizo huu ni pamoja na: kufaa kwa mchakato wa usanikishaji wa kiotomatiki kama vile infrared reflow soldering; kutoa ufungaji wa reeli ya mkanda, unaofaa kwa uzalishaji wa kiwango kikubwa; kufuata viwango vya RoHS na vya mazingira visivyo na risasi. Pembe ya upana ya digrii 120 inahakikisha muonekano mzuri kutoka kila pembe, jambo muhimu kwa matumizi ya taa za kiashiria na taa za nyuma.

2. In-depth Technical Parameter Analysis

2.1 Absolute Maximum Ratings

The operating limits of the device are defined under the condition of an ambient temperature (Ta) of 25°C. Exceeding these ratings may cause permanent damage.

• Reverse Voltage (V_R):5 V. Applying a reverse voltage exceeding this limit may cause junction breakdown.
• Continuous forward current (I_F):50 mA. This is the maximum DC current the LED can continuously withstand.
• Peak forward current (I_FP):100 mA. Hii inaruhusu hali ya mkondo mwingi wa muda mfupi, inayotumika kwa kuzidisha njia nyingi au mwanga wa mapigo, kulingana na thamani ya kiwango cha mkondo wa mapigo (kwa mzunguko wa kazi 1/10, 1 kHz).
• Matumizi ya nguvu (P_d):110 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kutawanya kama joto, ikikokotolewa kutokana na voltage ya mbele na mkondo.
• Utoaji wa umeme wa tuli (ESD) mfano wa mwili:2000 V. This Human Body Model rating indicates a medium level of ESD sensitivity; appropriate handling precautions are required.
• Operating Temperature (T_opr):-40°C to +85°C. This device is rated for the industrial temperature range.
• Storage temperature (T_stg):-40°C to +90°C.
• Welding Temperature:For reflow soldering, the peak temperature is specified as 260°C for 10 seconds. For manual soldering, the limit is 350°C for 3 seconds.

2.2 Electro-Optical Characteristics

Performance is measured at Ta=25°C and a standard test current (I_F) of 20 mA.

• Luminous intensity (I_v):ranges from a minimum of 72 mcd to a maximum of 180 mcd, with typical values within this range. A tolerance of ±11% applies.
• Viewing angle (2θ_1/2):120 degrees (typical). This is the full angle at which the luminous intensity drops to half of its peak value.
• Peak wavelength (λ_p):632 nm (typical). This is the wavelength at which the spectral power distribution reaches its maximum.
• Wavelength kuu (λ_d):Anuwani kutoka 616.5 nm hadi 634.5 nm, na uvumilivu wa ±1 nm. Hii inafafanua rangi inayohisiwa (nyekundu mkali).
• Upana wa wigo (Δλ):20 nm (kiwango cha kawaida). Hii ni upana wa wigo wa utoaji katika nusu ya nguvu yake ya juu.
• Forward Voltage (V_F):Ranging from 1.75 V to 2.35 V at 20mA, with a tolerance of ±0.1 V.
• Reverse Current (I_R):Maximum 10 μA when a reverse voltage of 5V is applied.

3. Grading System Description

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinagawanywa katika vikundi tofauti kulingana na vigezo muhimu.

3.1 Dominant Wavelength Binning (Group A)

Hii inafafanua nukta ya rangi. Viwango vina alama E4 hadi E7, kila kimoja kinashughulikia masafa ya 6 nm (mfano, E4: 616.5-622.5 nm, E5: 620.5-626.5 nm). Hii inawawezesha wabunifu kuchagua LED yenye tone maalum sana la nyekundu kwa matumizi yao.

3.2 Luminous Intensity Binning

Hii inafafanua pato la mwangaza. Viwango ni Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd) na R2 (140-180 mcd). Nambari ya viwango inayoongezeka inaonyesha mwangaza wa juu zaidi.

3.3 Kugawanya kwa Voltage ya Mbele (Kikundi B)

Hii inagawanya kulingana na sifa za umeme za LED. Viwango vina 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) na 2 (2.15-2.35 V). Kufananisha kiwango cha voltage kunaweza kurahisisha muundo wa upinzani wa kudhibiti sasa katika saketi sambamba.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

The datasheet provides several characteristic curves that are crucial for the design.

4.1 Relationship Between Forward Current and Forward Voltage (I-V Curve)

Mkunjo huu unaonyesha uhusiano wa kipekee wa diode. Katika sehemu ya kazi inayopendekezwa ya 20 mA, voltage ya mwelekeo iko katika safu ya 1.75V-2.35V. Wabunifu lazima watumie upinzani wa mfululizo au kiendeshi cha mkondo wa kudumu ili kudhibiti mkondo, kwani ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha ongezeko kubwa, na linaloweza kuharibu, la mkondo.

4.2 Uhusiano wa Ukali wa Mwanga wa Jamaa na Mkondo wa Mbele

Curve hii inaonyesha kuwa mwanga wa pato huongezeka takriban kwa mstari kadri mkondo unavyoongezeka, hadi kufikia mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea. Uendeshaji zaidi ya 20mA utazalisha mwangaza wa juu zaidi, lakini pia utaongeza matumizi ya nguvu na halijoto ya kiungo, na hivyo kuathiri maisha ya huduma.

4.3 Uhusiano wa Ukali wa Mwanga wa Jamaa na Joto la Mazingira

Nguvu ya mwangaza hupungua kadri halijoto ya mazingira inavyopanda. Curve hii inaonyesha hali ya kupunguzwa kwa nguvu (derating), ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayoendeshwa katika mazingira ya halijoto ya juu. Pato la LED limebainishwa kwa 25°C; kwa 85°C, pato litapungua kwa kiasi kikubwa.

4.4 Mkunjo wa Kupunguza Mkondo wa Mbele

Mchoro huu unafafanua uhusiano kati ya mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele unaoendelea na halijoto ya mazingira. Kadri halijoto inavyoongezeka, mkondo wa juu salama hupungua ili kuzuia joto kupita kiasi. Kwa 85°C, mkondo wa juu ni chini ya kiwango cha juu kabisa cha 50mA kilichokuwa kwa 25°C.

4.5 Usambazaji wa Wigo

The spectrum is a narrow Gaussian-like curve, centered around 632 nm (peak), with a bandwidth of 20 nm, confirming monochromatic bright red emission.

4.6 Radiation Pattern

The polar plot illustrates a 120-degree viewing angle. The intensity distribution is relatively Lambertian (cosine-like), providing a uniform appearance within a wide viewing cone, making it ideal for indicator lights.

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Package Outline Dimensions

This SMD package has specific length, width, and height dimensions (in millimeters), with a typical tolerance of ±0.1mm unless otherwise specified. The drawing details the top view shape, side view, and the recommended PCB land pattern for soldering (package dimensions).

5.2 Polarity Identification

The cathode is usually marked, typically identified by a notch, a green mark, or different pad sizes on the bottom of the package. Correct polarity must be observed during assembly.

5.3 Tape and Reel Specifications

5.4 Moisture Barrier Bag

The reel is sealed in an aluminum foil moisture barrier bag with desiccant to prevent moisture absorption, which is critical for preventing "popcorn" phenomenon (package cracking) during reflow soldering.

6. Mwongozo wa Uchomeaji na Usanikishaji

6.1 Mkunjo wa Joto wa Reflow Soldering

Mkunjo wa joto unaopendekezwa unajumuisha hatua ya joto la awali, eneo la kudumisha joto, eneo la reflow lenye kiwango cha juu cha joto kisichozidi 260°C kwa sekunde 10, na hatua ya kupoa inayodhibitiwa. Mkunjo huu lazima uzingatie kiwango cha juu cha thamani ya Tsol.

6.2 Manual Soldering

If manual soldering is necessary, the soldering iron tip temperature should not exceed 350°C, and the contact time per pad should be limited to within 3 seconds. Use a heat sink if possible.

6.3 Storage and Handling Precautions

Kinga dhidi ya Umeme wa Tuli (ESD)

• Tumia dawati na mkanda wa mkono uliogunduliwa.Moisture Sensitivity Level (MSL):
• Do not open the moisture barrier bag until ready for use. If the bag is opened, use the components within the specified floor life or rebake them according to the proper procedure.Storage Conditions:
• Store unopened bags at 30°C or below and 90% relative humidity or less.7. Maelezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

7.1 Matumizi ya Kawaida ya Kifani

Kiashiria cha Mwanga:

• Mwanga wa hali kwenye vifaa vya matumizi ya kaya, vifaa vya viwanda na dashibodi za magari.Kuunganisha bomba la kuongoza mwanga/waveguide:
• Sifa ya kutoa mwanga kupati PCB inafaa sana kuingiza mwanga kwenye bomba la kuongoza mwanga la acrylic au polycarbonate, kwa ajili ya mwanga wa nyuma wa vifungo au taa ya paneli.Backlighting:
• For LCDs, keyboards, switches, and membrane panels.General Decorative Lighting:
• For signage, accent lighting, and illuminated advertising.Taa za ndani za gari:
• Mwanga wa nyuma wa dashibodi, taa za swichi, n.k.7.2 Mambo Muhimu ya Kufikiria katika Ubunifu

Lazima punguzwe mkondo:

• An external series resistor or constant current driver must be used. The forward voltage has tolerance and a negative temperature coefficient, meaning it decreases as the junction temperature rises. Without current limiting, thermal runaway may occur, leading to rapid failure.Thermal Management:
• Although the package is small, the power dissipation (up to 110mW) generates heat. Ensure sufficient PCB copper area (thermal pad) to conduct heat away, especially when operating under high current or high ambient temperature conditions.Ubunifu wa Optics:
• Kwa matumizi ya mfereji wa mwanga, lazima uboreshe umbali kati ya LED na sehemu ya kuingilia ya mfereji wa mwanga pamoja na jiometri ya mfereji wa mwanga ili kuongeza ufanisi wa kuunganisha.Kugawa katika makundi ili kuhakikisha uthabiti:
• Kwa matumizi yanayohitaji usawa wa rangi na mwangaza kati ya LED nyingi, taja viwango vikali (mfano, kiwango kimoja cha mawimbi kuu ya rangi na kiwango cha nguvu ya mwanga).8. Ulinganishi wa Kiufundi na Tofauti

Mfululizo wa 65-21 unatofautishwa kupitia mchanganyiko maalum wa sifa zake:

Ikilinganishwa na LED ya kawaida ya mtazamo wa upande:

• Kuangalia juu na kutoa mwanga kupwa PCB ni faida kubwa kwa matumizi ya mifereji ya mwanga, kwani inaruhusu LED kushikamana kwa usawa kwenye bodi ya mzunguko chini ya mfereji wa mwanga, na kurahisisha muundo wa mitambo.Ikilinganisha na LED zenye pembe nyembamba:
• Pembe ya kuona ya digrii 120 hutoa uwazi mpana zaidi, na kufanya iwe bora zaidi kwa viashiria vya mbele ambavyo vinaonekana kutoka maeneo tofauti.Ikilinganishwa na ufungaji usio wa kiotomatiki:
• Upatikanaji wa ufungaji wa SMT na reeli za mkanda hufanya iwe bora kwa mstari wa uzalishaji wa kisasa, wa kasi, na wa kiotomatiki, na hupunguza gharama za utengenezaji ikilinganishwa na LED zenye mashimo.9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Swali: Je, naweza kutumia chanzo cha umeme cha mantiki cha 3.3V au 5V kuendesha LED hii moja kwa moja?

Jibu: Hapana. Lazima kila wakati utumie upinzani wa kudhibiti mkondo uliosanidiwa mfululizo. Fomula ya kuhesabu thamani ya upinzani ni R = (V
Chanzo cha umeme_{- V}) / I_F. Kwa ajili ya muundo uliokithiri, tafadhali tumia V ya juu kwenye maelezo ya uainishaji._FThamani (2.35V), ili kuhakikisha mkondo hauzidi 20mA._FSwali: Itakuwaje nikifanya kazi LED kwenye 30mA badala ya 20mA?

Jibu: Ukali wa mwanga utakuwa mkubwa zaidi, lakini matumizi ya nguvu na joto la kiungo pia yataongezeka. Lazima ukagua mkunjo wa kupunguza mzigo, ili kuhakikisha kuwa 30mA ni salama katika joto la juu la mazingira. Uaminifu wa muda mrefu unaweza kupungua.
Swali: Je, nambari/sehemu ya sehemu inatumika kwa ajili ya kuagiza inafasiriwaje?

Jibu: Msimbo (kwa mfano, kulingana na maelezo ya lebo: CAT/HUE/REF) hubainisha uteuzi wa kiwango. Utagiza kulingana na viwango unavyohitaji vya ukali wa mwanga (CAT), urefu wa wimbi kuu (HUE), na voltage ya mbele (REF).
Swali: Je, inahitaji radiator?

Jibu: Kwa LED moja kwa 20mA kwa kawaida haihitajiki. Hata hivyo, ikiwa LED nyingi zimewekwa karibu pamoja au zinatumika kwa joto la juu/kiwango cha juu cha joto la mazingira, joto linalozalishwa kwa pamoja linaweza kuhitaji usimamizi wa joto kwenye PCB.
10. Mfano Halisi wa Usanifu

Hali:

Buni kioleza cha hali kwa kifaa kinachotumia reli ya umeme ya 5V. LED inapaswa kuendeshwa kwenye kiwango cha kawaida cha 20mA.Hesabu upinzani wa mfululizo:

1. Tumia kawaida ya Vvalue of 2.0V for estimation: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. To account for variations in V_F, use the minimum V_Fvalue (1.75V) to calculate the maximum current: I_Fmax_{= (5V - 1.75V) / 150Ω ≈ 21.7mA, hii ni salama. Kipingamizi cha kawaida cha 150Ω, 1/10W ni cha kutosha.}Muundo wa PCB:
2. Weka LED kulingana na muundo ulipendekezwa wa pedi. Acha eneo la shaba kuzunguka pedi kwa ajili ya upitishaji joto. Hakikisha alama ya polarity kwenye silkscreen inalingana na kiashiria cha cathode ya LED.Optical Interface:
3. If using a light guide, simulate distance and alignment. A small air gap or the use of transparent silicone can improve optical coupling efficiency.11. Kanuni ya Uendeshaji

This LED is based on an AlGaInP (aluminum gallium indium phosphide) semiconductor chip. When a forward voltage exceeding the diode junction potential is applied, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. In AlGaInP material, this recombination primarily releases energy in the form of photons in the red to amber portion of the visible spectrum (approximately 590-650 nm). The specific composition of the AlGaInP layer determines the dominant wavelength, which for this bright red variant is 632 nm. The transparent epoxy encapsulant protects the chip, provides mechanical stability, and shapes the light output beam to achieve a wide viewing angle of 120 degrees.

12. Mwelekeo wa Teknolojia

Miniature top-view SMD LEDs like the 65-21 series are part of a broader trend in optoelectronics towards miniaturization, higher efficiency, and tighter integration with automated manufacturing. Key ongoing industry developments impacting such components include:

Efficiency Improvements:

• Maboresho ya kuendelea ya sayansi ya nyenzo yanalenga kutoa lumens zaidi kwa kila wati (ufanisi wa juu wa mwanga) kutoka kwa ukubwa sawa wa chip, na hivyo kufikisha pato lenye mwangaza zaidi au matumizi ya nguvu ya chini.Uboreshaji wa uthabiti wa rangi:
• Maendeleo katika mchakato wa ukuaji wa epitaxial na kugawa katika makundi yanapunguza mara kwa mara uvumilivu wa wavelength kuu na nguvu ya mwanga, na kuwapa wabunifu chanzo cha mwanga chenye usawa zaidi.Uimarishaji wa kuegemea:
• Utafiti wa nyenzo bora za kufunga na mbinu za kufunga umesababisha maisha marefu zaidi na uwezo wa juu wa kukabiliana na mzunguko wa joto, unyevunyevu na mkazo mwingine wa mazingira.Ujumuishaji na kiendeshi:
• Mwenendo wa soko ni kuunganisha saketi za udhibiti (madereva ya mkondo wa mara kwa mara, vidhibiti vya PWM) moja kwa moja kwenye vifurushi vya LED, na hivyo kurahisisha muundo wa saketi kwa mtumiaji wa mwisho.A market trend is the integration of control circuitry (constant current drivers, PWM controllers) directly into LED packages, simplifying end-user circuit design.