SMD ミッドパワーLED 67-23ST データシート - PLCC-2パッケージ - 最大電圧55V - 白色光 - 技術文書

1. 製品概要

67-23STシリーズは、標準的なPLCC-2（プラスチック・リーデッド・チップ・キャリア）パッケージに収められた、コンパクトで高性能なSMD（表面実装デバイス）ミッドパワーLEDです。様々な相関色温度（CCT）で白色光を発光するように設計されています。その中核的な利点は、高い発光効率、優れた演色性（最小CRI 90までのオプション）、120度の広い視野角、低消費電力です。本パッケージは鉛フリー、ハロゲンフリーであり、RoHSやEU REACHなどの主要な環境指令に準拠しており、信頼性と光の品質が最も重要となる幅広い一般照明および装飾照明アプリケーションに適しています。

1.1 対象アプリケーション

• 一般室内照明・環境照明
• 装飾照明・建築照明
• エンターテインメント照明・ステージ照明
• インジケータ・バックライト用途
• スイッチ・制御パネル照明

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。動作はこれらの範囲内で維持する必要があります。

• 順電流（I_F）：20 mA（連続）
• ピーク順電流（I_FP）：40 mA（パルス、デューティ比1/10、パルス幅10ms）
• 電力損失（P_d）：1100 mW
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +100°C
• 熱抵抗（R_{th J-S}）：12 °C/W（接合部～はんだ付け点）
• 最大接合部温度（T_j）：115 °C
• はんだ付け温度：リフロー：最大260°C、10秒以内；手はんだ：最大350°C、3秒以内。

注意：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。組立および取り扱い時には適切なESD対策手順に従う必要があります。

2.2 電気光学特性

はんだ付け点温度（T_soldering）25°C、順電流（I_F）17mA（代表的な動作条件）で測定。

• 光束（Φ）：最小値はCCTに応じて140 lmから155 lmの範囲（量産リスト参照）。代表的な許容差は±11%。
• 順電圧（V_F）：最大定格は55.0V。代表的なビニング範囲は50Vから55V。許容差は±0.1V。
• 平均演色評価数（CRI/Ra）：最小値60から90が選択可能（CRIインデックス表参照）。量産リストでは、Ra（最小）は80。許容差は±2。
• R9値：記載製品では0（最小）と規定。これは一部の白色LED蛍光体システムで一般的な、深紅の彩度における潜在的な制限を示しています。
• 視野角（2θ_{3.2 色度座標ビニング}）：120度（代表値）。この広い角度により、均一な光分布が確保されます。

3. ビニングシステム解説

本製品は、色と光束の一貫性を確保するため、ANSI規格のビニングシステムを採用しています。品番にはこれらのビンを示すコードが含まれます。

3.1 品番構成の解説

例：67-23ST/KKE-H27140550Z2/2T

• 67-23ST/：パッケージタイプ（PLCC-2）。
• KKE：内部コード。
• H：CRIインデックスコード（H = CRI 90 最小）。量産モデルでは、'H'はCRI 80 最小に対応（CRI表参照）。
• 27：色温度コード（27 = 2700K）。
• 140：最小光束コード（140 = 140 lm 最小）。
• 550：順電圧インデックス（550 = 55.0V 最大）。
• Z2：順電流インデックス（Z2 = I_F17mA）。
• 2T：リールあたりの梱包数量（2T = 特定のリール本数）。

.2 Chromaticity Coordinate Binning

LEDの白色点（色）は、CIE 1931色度図上の定義された領域内で厳密に管理されています。データシートには、各CCT（2700K、3000K、3500Kなど）およびサブビン（A、B、C...）ごとの特定の（x, y）座標ボックスが提供されています。例えば、2700Kの場合、27K-A、27K-Bなどのビンは異なる四角形領域を定義し、発光する白色光が精密な色範囲内（通常は2ステップまたは4ステップのマクアダム楕円内）に収まることを保証し、同じビンからのLED間の視覚的な色差を最小限に抑えます。

3.3 光束ビニング

光束は段階的にビニングされます。例えば、2700Kの場合：

• ビン140L10：140 lm（最小）～ 150 lm（最大）
• ビン150L10：150 lm（最小）～ 160 lm（最大）

3.4 順電圧ビニング

電圧は50Vから55Vまで1V刻みでビニングされます（例：50J: 50-51V、51J: 51-52V）。これは、LEDの電圧範囲を一致させることで、より効率的な駆動回路の設計に役立ち、電流制御を簡素化する可能性があります。

4. 性能曲線分析と設計上の考慮事項

具体的なグラフ（IV特性、温度対光束）は抜粋では提供されていませんが、主要な関係はパラメータから推測できます。

4.1 電流対光束（L-I特性）

光束は17mAで規定されています。この電流以上（絶対最大20mAまで）で動作させると、光出力は増加しますが、電力損失（V_F* I_F）と接合部温度も増加します。この関係は一般的にある範囲内で線形ですが、発熱の増加により、より高い電流では効率（ワットあたりのルーメン）が低下する可能性があります。

4.2 熱管理

熱抵抗（R_{th J-S}）が12°C/Wであるため、適切なPCBの熱設計が重要です。例えば、定格17mA、代表的なV_F約52.5Vでの電力損失は約0.89Wです。はんだ付け点から接合部までの温度上昇は、約0.89W * 12°C/W = 約10.7°Cとなります。接合部温度（T_j）を115°C未満に保つためには、はんだ付け点温度を約104°C未満に維持する必要があります。これには、PCB上に十分な銅面積（放熱パッド）と、最終アプリケーションでの気流が必要となる場合があります。

4.3 ドライバ設計

高い順電圧（最大55V）は、このLEDが単一パッケージ内に直列接続された複数のLEDチップを含んでいる可能性が高いことを示唆しています。定電圧源ではなく、定電流ドライバが必須です。ドライバは、選択された電圧ビンの最大V_Fを処理し、安定した17mA（または制限内の他の設計電流）を供給できるように設計する必要があります。

5. 機械的仕様と梱包情報

5.1 パッケージ外形

本デバイスは一般的なPLCC-2表面実装パッケージを使用しています。正確な寸法（長さx幅x高さ）は提供されたテキストでは指定されていませんが、PLCC-2の形状は業界標準です。上面が主な発光面です。パッケージ樹脂はウォータークリアであり、高い光取り出し効率の達成と色の一貫性の維持に最適です。

5.2 極性識別

PLCC-2パッケージは通常、マークされたカソード（多くの場合、レンズまたはボディ上の緑色の点、切り欠き、または角切り）を持ちます。PCB実装時には正しい極性を守る必要があります。逆極性ではLEDは点灯せず、デバイスにストレスがかかる可能性があります。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

• リフローはんだ付け：最大ピーク温度260°Cを10秒を超えて超えてはなりません。標準的な鉛フリーリフロープロファイルが適用可能です。
• 手はんだ付け：必要な場合、はんだごて先端温度は350°Cに制限し、パッドごとの接触時間は3秒を超えないようにし、プラスチックパッケージと内部ダイボンドへの熱損傷を防止する必要があります。
• 保管：指定された保存温度範囲（-40°C ～ +100°C）内で、乾燥した静電気防止状態で保管してください。

7. アプリケーション提案と設計上の注意点

7.1 代表的なアプリケーション回路

これらのLEDには外部の定電流ドライバが必要です。簡単な回路は、DC電源、スイッチング定電流LEDドライバIC、およびLEDモジュールで構成されます。ドライバICは、入力電圧範囲、必要な出力電流（17mA）、およびLEDストリングの総順電圧（複数の67-23ST LEDを直列に使用する場合）に基づいて選択する必要があります。

7.2 PCBレイアウト上の考慮事項

• 放熱パッド：LEDの放熱パッド（存在する場合）またはカソード/アノードパッドに接続された十分な銅面積を持つPCBフットプリントを設計し、ヒートシンクとして機能させます。内層またはボトム層への熱ビアは、放熱を大幅に改善できます。
• 電気的絶縁：特に比較的高い動作電圧（最大55V）を考慮して、適切な沿面距離と空間距離を確保してください。

8. 技術比較と差別化

67-23STは、以下の組み合わせにより差別化されています：高電圧動作（高電圧電源用の直列接続を簡素化）、高演色性オプション（最大90）、および広視野角。低電圧のミッドパワーLEDと比較して、所定の電力レベルでの電流要件を低減し、トレースやコネクタでの抵抗損失を最小限に抑えることができます。ハロゲンフリーおよび厳格な環境基準への準拠により、環境に敏感で要求の厳しい市場にも適しています。

9. よくある質問（パラメータに基づく）

Q: このLEDを12Vや24Vの電源で直接駆動できますか？

A: できません。順電圧がはるかに高い（50-55V）ため、入力電圧をLEDのV_Fを超えるまで昇圧できる定電流ドライバ回路が必要です。

Q: R9値が0であることは、照明品質にとって何を意味しますか？

A: R9値が低い、またはゼロであることは、LEDが深紅の色を鮮やかに再現しない可能性があることを示します。これは多くの一般照明用途では許容されますが、正確な赤色再現が重要な小売照明（肉、農産物、布地）や美術館照明では考慮すべき点となる可能性があります。利用可能であれば、R9仕様については特定のCRIビンを確認してください。

Q: 何個のLEDを直列に接続できますか？

A: それはドライバの最大出力電圧コンプライアンスによります。例えば、最大150V対応のドライバと、最大V_F55VのLEDを使用する場合、理論的には安全マージンを持って2個のLEDを直列接続（最大110V）できます。常に最悪ケース（最大V_F）の値で設計してください。

10. 動作原理と技術

これは蛍光体変換型白色LEDです。中核はInGaN（窒化インジウムガリウム）材料に基づく半導体チップで、順方向バイアス時に青色光を発光します。この青色光がパッケージ内部の黄色（およびしばしば赤色）の蛍光体コーティングを励起します。残りの青色光と変換された黄色/赤色光の混合により、白色光として知覚されます。蛍光体の正確な配合が相関色温度（CCT - 2700K、4000Kなど）と平均演色評価数（CRI）を決定します。PLCC-2パッケージは機械的保護、環境シールを提供し、120度のビームを形成する主光学レンズを収容しています。