SMD ミッドパワーLED 67-24ST データシート - PLCC-2 パッケージ - 順方向電圧最大13.0V - 80mA - 白色光 - 日本語技術文書

1. 製品概要

67-24STシリーズは、幅広い照明用途向けに設計された表面実装型（SMD）ミッドパワーLEDです。PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用し、現代のスペース制約のある設計に適したコンパクトな形状を実現しています。白色光を発光し、様々な相関色温度（CCT）および演色評価数（CRI）のバリエーションが用意されており、多様なアプリケーション要件に対応します。

本製品の中核的な利点は、高い発光効率にあり、消費電力あたりの光出力が大きいことを意味します。120度の広い視野角を特徴とし、均一な光分布を保証します。製品は、RoHS（有害物質使用制限）、EU REACH規制などの主要な環境・安全基準に準拠しており、ハロゲンフリー（臭素および塩素の特定制限値内）で製造されています。

本LEDのターゲット市場は、一般照明、装飾・エンターテインメント照明、インジケータランプ、スイッチ照明、信頼性が高く効率的でコンパクトな光源を必要とするその他のアプリケーションを含みます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

LEDの性能は、標準はんだ付け点温度25℃で規定されています。主な動作条件は、順方向電流（IF）80mAです。

• 光束（Φ）：最小光束は製品バリアントにより異なり、代表的なビンは125ルーメン（lm）から始まります。光束の許容差は±11%です。
• 順方向電圧（VF）：最大順方向電圧は13.0Vです。代表値はこれより低く、許容差は±0.1Vです。このパラメータは、ドライバ設計および電源選択において極めて重要です。
• 演色評価数（Ra/CRI）：最小CRI 80で利用可能であり、許容差は±2です。CRI値が高いほど、照明対象物の色の忠実度が優れていることを示します。
• 視野角（2θ1/2）：代表的な視野角は120度であり、光度がピーク値の半分に低下する角度として定義されます。

2.2 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生じる可能性のある限界を定義します。動作は常にこれらの限界内に維持する必要があります。

• 順方向電流（IF）：100 mA（連続）。
• ピーク順方向電流（IFP）：200 mA、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅10ms）でのみ許容されます。
• 電力損失（Pd）：1300 mW。
• 動作温度（Topr）：-30℃ ～ +85℃。
• 保存温度（Tstg）：-40℃ ～ +100℃。
• 熱抵抗（Rth J-S）：12 ℃/W（接合部からはんだ付け点まで）。これは熱設計における重要なパラメータです。
• 接合温度（Tj）：最大 115 ℃。
• はんだ付け温度：リフローはんだ付け：最大10秒間 260℃。手はんだ付け：最大3秒間 350℃。デバイスは静電気放電（ESD）に敏感であるため、適切な取り扱い手順が必要です。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、生産における色および性能の一貫性を確保するために、事前定義されたビンで提供されます。製品番号自体が主要なビン情報をコード化しています。

3.1 製品番号の構造

型番 67-24ST/KKE-NXXXXX130Z8/SZM/2T は以下のように解読できます：

• K：最小演色評価数（CRI）が80であることを示します。
• NXX：ケルビン単位の相関色温度（CCT）を100の位で表します（例：N271 = 2700K）。
• XXX：ルーメン単位の最小光束を表します（例：251 = 125 lm、301 = 130 lm）。
• 130：最大順方向電圧が13.0Vであることを示します。
• Z8：定格順方向電流が80mAであることを指定します。

3.2 光束ビニング

光束は、S3B、S4Aなどのコードを使用してビニングされます。各コードは、IF=80mAで測定した場合の最小および最大光束出力の狭い範囲を定義します（例：S3B: 125-130 lm）。これにより、設計者は一貫した輝度レベルを得るためにLEDを選択できます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、A10、A15などのコードでビニングされ、電圧範囲を定義します（例：A10: 11.0V-11.5V）。VFビンを一致させることは、特に直列接続されたストリングにおいて、より効率的なドライバ回路の設計に役立ちます。

3.4 色度およびCCTビニング

データシートは、CIE 1931色度図上で、異なるCCT値（2700K、3000K、3500Kなど）に対する詳細な色度座標（CIE x, y）範囲を提供します。ビンは高精度で定義されています（例：2700Kおよび3000K用の3ステップおよび5ステップマクアダム楕円、特定の7ステップ四角形）。これにより、非常に厳密な色の一貫性が確保され、複数のLED間で均一な白色光の外観が求められるアプリケーションにおいて重要です。

4. 量産リストおよび注文ガイド

データシートには、量産可能な具体的な部品番号がリストされています。これらは様々なビンを標準的な製品構成にまとめたものです。例は以下の通りです：

• 67-24ST/KKE-N27125130Z8/SZM/2T：CRI 80（最小）、CCT 2700K、光束 125 lm（最小）、VF 13.0V（最大）、IF 80mA。
• 67-24ST/KKE-N30130130Z8/SZM/2T：CRI 80（最小）、CCT 3000K、光束 130 lm（最小）。
• 各CCTにおいて、異なる光束レベルのシリーズが提供されています（例：2700K用の125Lmシリーズおよび130Lmシリーズ）。

このリストは直接的な注文ガイドとして機能し、エンジニアがプロジェクトに必要な色温度、輝度、電気的特性の正確な組み合わせを選択できるようにします。

5. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

5.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 一般照明：その効率と広い視野角により、LED電球、管灯、パネルライトに理想的です。
• 装飾・エンターテインメント照明：色品質（CRI）と一貫した白色点が重要なアクセント照明、サイン、舞台照明に適しています。
• インジケータ・スイッチ照明：そのコンパクトなサイズと信頼性により、スイッチのバックライト、制御パネル、状態表示灯に最適です。

5.2 重要な設計上の考慮事項

• 熱管理：熱抵抗12℃/Wであるため、効果的な放熱が不可欠です。長期信頼性を確保し光出力を維持するためには、最大接合温度115℃を超えてはなりません。動作温度範囲は-30℃から+85℃です。
• 電流駆動：LEDは定格電流80mAで設計されています。安定した性能を確保し、熱暴走を防ぐために、定電圧源よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。最大連続電流は100mAです。
• ESD保護：敏感な半導体デバイスであるため、組立および設置中は適切なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。
• リフロープロファイル（ピーク260℃、最大10秒）または手はんだ付けの制限を厳守してください。過度の熱または時間は、内部ダイおよび蛍光体を損傷する可能性があります。6. 技術比較および差別化

PDFは他の製品と直接比較していませんが、67-24STシリーズの主要な差別化機能は以下のように推測できます：

パッケージ：

• PLCC-2パッケージは、優れた熱特性および光学特性を備えた、堅牢で実績のあるSMDプラットフォームを提供します。ビニングの厳密さ：
• 詳細な色度座標（3ステップ、5ステップ楕円、7ステップ四角形）の提供は、高い色の一貫性に焦点を当てていることを示しており、ビニングが緩いLEDに対する大きな利点です。適合性：
• RoHS、REACH、ハロゲンフリー基準への完全準拠により、厳格な環境規制を持つ世界市場に適しています。性能バランス：
• 効率（ルーメン/ワット）、CRI（80以上）、広い視野角のバランスの取れた組み合わせを提供し、特定の1分野だけの専門家ではなく、多くの照明アプリケーションにおける汎用的な選択肢となっています。7. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: このLEDにはどのようなドライバが必要ですか？

A: 80mAを供給できる定電流ドライバが必要です。ドライバの出力電圧は、LEDストリングの総順方向電圧よりも高くなければなりません。単一LEDの場合、ドライバ電圧は>13.0Vである必要があります。複数のLEDを直列に接続する場合は、それらの最大VF値を合計してください。

Q2: 複数のLED間で一貫した白色を確保するにはどうすればよいですか？

A: データシートに記載されている同じCCTビン、できれば同じ色度サブビン（例：同じ3ステップまたは5ステップ楕円コード）からLEDを注文してください。これにより、目に見える色の違いを最小限に抑えることができます。

Q3: より多くの光を得るために、このLEDを100mAで駆動できますか？

A: 絶対最大定格は連続100mAです。可能ではありますが、最大定格で駆動すると、より多くの熱が発生し、効率が低下し、寿命が短くなる可能性があります。より高い電流を検討する場合は、定格80mAで設計し、優れた熱管理を確保することを推奨します。

Q4: 許容差の数値（光束±11%、VF±0.1V）の意味は何ですか？

A: これらは生産上の許容差です。例えば、最小125 lmと規定されたLEDは、実際には約111 lmから139 lm（125 ± 11%）の間で測定される可能性があります。ビニングシステムは、この広い生産バラツキから、より狭い範囲にLEDをグループ分けします。

8. 実践的な設計および使用事例

事例：2700Kの暖白色LED電球の設計

設計者が9WのA19 LED電球代替品を作成しています。直並列構成で10個のLEDを使用する計画です。

LED選択：

1. 暖白色（2700K）、良好なCRI（80）、およびより高い光束（最小130 lm）のために、部品番号67-24ST/KKE-N27130130Z8/SZM/2Tを選択します。電気設計：
2. 5個のLEDを直列に接続したストリングを2本並列に接続することに決定します。総電流：2 * 80mA = 160mA。ストリングあたりの総順方向電圧：5 * ~12.5V（代表値）= ~62.5V。ドライバは、出力電圧能力が>5 * 13.0V = 65Vの160mA定電流を供給できなければなりません。熱設計：
3. 総電力は約9Wです。接合部から周囲環境までの熱抵抗経路を考慮し、LEDのはんだ付け点が最大動作温度を十分に下回るようにアルミニウム放熱器を設計します。光学設計：
4. LEDの120度の広い視野角は、電球に求められる全方向性の光分布パターンを達成するのに役立ち、複雑な二次光学系の必要性を軽減する可能性があります。9. 動作原理の紹介

67-24ST LEDは、半導体発光技術に基づいています。コアは窒化インジウムガリウム（InGaN）材料で作られたチップです。順方向電圧が印加され電流（定格80mA）が流れると、半導体構造内で電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaNチップは主に青色スペクトルの光を発光します。この青色光は、その後、蛍光体コーティング（ウォータークリア樹脂封止材内に含まれる）に衝突します。蛍光体は青色光の一部を吸収し、より広いスペクトル（主に黄色領域）で再発光します。残りの青色光と変換された黄色光の組み合わせにより、白色光として知覚されます。青色と黄色の正確な比率は、蛍光体組成によって制御され、白色光の相関色温度（CCT）（例：2700Kの暖白色、4000Kの中間白色、6500Kの昼白色）を決定します。

10. 技術トレンドと背景

67-24STは、成熟し広く採用されているミッドパワーLEDのクラスを代表しています。このセグメントのトレンドは、引き続きいくつかの主要分野に焦点を当てています：

効率向上（ルーメン/ワット）：

• チップ設計、蛍光体技術、パッケージ効率の継続的な改善により、同じ電力入力からより高い光出力が得られ、エネルギー消費が削減されます。色品質の向上：
• より高い演色評価数（CRI）、特にR9（飽和赤）値、および改善された色の一貫性（より厳密なビニング）を備えたLEDへの需要が高まっており、ここで提供されている最小CRI 80を超えています。信頼性と寿命の向上：
• 材料（蛍光体、封止材、基板）およびパッケージングの進歩により、動作寿命の延長および長期間にわたる光出力の維持（ルーメンメンテナンス）が目指されています。小型化および統合：
• PLCC-2は標準的ですが、異なるアプリケーションニーズに対応するため、さらに小型のパッケージや統合モジュール（COB - Chip-on-Boardなど）へのトレンドがあります。67-24STの強みは、標準的なSMT組立プロセスにおける性能、コスト、使いやすさのバランスにあります。スマートおよび調光可能な照明：
• 広範な市場は、CCTおよび強度を動的に調整できるLEDに向かっています。この特定の製品は固定色のLEDですが、多くの照明システムにおける基本的な構成要素として機能します。The broader market is moving towards LEDs that can dynamically adjust CCT and intensity. While this specific product is a fixed-color LED, it serves as a fundamental building block in many lighting systems.