SMD ミッドパワーLED 67-22ST データシート - PLCC-2 パッケージ - 最大19.0V - 50mA - 白色光 - 日本語技術文書

1. 製品概要

67-22STは、PLCC-2パッケージに収められた表面実装型（SMD）ミッドパワーLEDです。白色LEDとして設計されており、高効率、高演色性（CRI）、低消費電力、広視野角を兼ね備えています。コンパクトな形状は、省スペースと良好な光質が重要な幅広い照明用途に適しています。

1.1 中核的利点

本製品を特徴付ける主な機能は、明るい照明を保証する高輝度出力です。広視野角により、広範囲に均一な光分布を提供します。鉛フリー材料で構成され、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー基準（臭素<900ppm、塩素<900ppm、Br+Cl<1500ppm）を含む主要な環境・安全規制に準拠しています。製品は、色と性能の一貫した分類のためにANSI標準ビニングを採用しています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、様々な照明用途における理想的なソリューションです。主な用途は、住宅および商業スペースの一般照明です。色品質と信頼性が鍵となる装飾照明やエンターテイメント照明にも適しています。さらに、電子機器や器具のインジケータランプおよび一般照明目的にも使用できます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

本セクションでは、指定条件下におけるLEDの動作限界と性能特性について詳細に説明します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、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。これらの定格は、はんだ付け点温度（T_{はんだ付け}）25°Cで規定されています。

• 順方向電流（I_F）：60 mA（連続）。
• ピーク順方向電流（I_FP）：120 mA、デューティサイクル1/10、パルス幅10msのパルス条件下で許容されます。
• 電力損失（P_d）：1080 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}）：17 °C/W（接合部からはんだ付け点まで）。
• 接合部温度（T_j）：115 °C（最大）。
• はんだ付け温度：リフローはんだ付けの場合、260°Cで10秒間が規定されています。手はんだ付けの場合、350°Cで3秒間が限界です。

重要注意：この部品は静電気放電（ESD）に敏感です。損傷を防ぐため、組立および取り扱い時には適切なESD対策手順に従わなければなりません。

2.2 電気光学特性

代表的な性能は、順方向電流（I_F）50mA、はんだ付け点温度25°Cで測定されます。

• 光束（Φ）：最小光束は118ルーメンから始まり、特定の製品ビンに依存します（セクション3参照）。量産時の代表値は133 lmおよび145 lmシリーズです。許容差は±11%です。
• 順方向電圧（V_F）：最大順方向電圧は、50mA時に19.0Vです。代表的な範囲は17.0Vから19.0Vの間で、それに応じてビニングされます。許容差は±0.1Vです。
• 演色評価数（Ra / CRI）：標準シリーズの最小CRIは80で、R9値は0です。許容差は±2です。
• 視野角（2θ_1/2）：代表的な半値角は120度で、非常に広いビームを提供します。

3. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要な性能パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 演色評価数（CRI）ビニング

製品は、最小演色評価数を示すために単一文字の記号を使用します。記載されている67-22STシリーズでは、記号Mが使用されており、これは最小CRI 60に対応します。その他の可能性のあるビンには、N（65）、L（70）、Q（75）、K（80）、P（85）、H（90）、R（R9 >50の90）が含まれます。

3.2 順方向電流インデックス

記号Z5は、動作順方向電流が50mAであることを示します。

3.3 順方向電圧インデックス

品番のコード190は、最大順方向電圧が19.0Vであることを示します。

3.4 光束ビニング

4000Kの色温度を基準として、2つの主要な光束シリーズが定義されています：133ルーメン（最小）シリーズと145ルーメン（最小）シリーズです。各シリーズはさらに5ルーメンステップのビンに細分化されます。例えば、133Lmシリーズには、118L5（118-123 lm）、123L5（123-128 lm）、148L5（148-153 lm）までのビンが含まれます。

3.5 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、17.0Vから20.0Vまで0.5Vステップでビニングされます。ビンコードは、170E（17.0-17.5V）、175E（17.5-18.0V）、195E（19.5-20.0V）のようになります。

3.6 色度（色）ビニング

LEDは、白色LEDのためのANSI C78.377規格に従い、マクアダム5ステップ楕円システムを使用してビニングされます。これにより、同じビン内のLEDは色が視覚的に区別できないことが保証されます。ビンコードは、2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K、6000K、6500Kの相関色温度（CCT）と、CIE 1931図上のそれらの目標色度座標（Cx, Cy）に対して提供されます。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのLEDの挙動を理解するのに役立ちます。

4.1 スペクトル分布

データシートにはスペクトル分布曲線が含まれており、異なる波長にわたって放出される光の相対強度を示します。蛍光体コーティングを施した青色チップに基づく白色LEDの場合、この曲線は通常、チップからの強い青色ピークと、蛍光体からのより広い黄色/緑/赤色の発光を示し、これらが組み合わさって白色光を生成します。正確な形状が色温度と演色性を決定します。

4.2 代表的な電気光学特性曲線

2つの主要な曲線が提示されています：

図1：順方向電圧シフト vs. 接合部温度。この曲線は、順方向電圧（V_F）が接合部温度（T_j）の上昇に伴って減少する様子を示しています。これは半導体LEDに典型的な負の温度係数の挙動です。これを理解することは、熱管理と定電流ドライバ設計にとって重要です。

図2：相対光度 vs. 順方向電流。この曲線は、駆動電流と光出力の関係を示しています。光度は通常、電流とともに増加しますが、高電流では効率低下と発熱増加により非線形になる可能性があります。

5. デバイス選択および注文情報

5.1 品番の説明

品番 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T は、主要な仕様を伝えるように構成されています：

- 67-22ST/KKES：基本製品シリーズおよびパッケージコード。

- 5M：光束/性能レベルおよびCRIビンに関連する可能性が高い（M=CRI 80 最小）。

- XX：相関色温度（CCT）コードを表す（例：40は4000K）。

- XX：最小光束コードを表す（例：133は133 lm）。

- XXX：その他の潜在的なコードのプレースホルダー。

- 190：最大順方向電圧インデックス（19.0V）。

- Z5：順方向電流インデックス（50mA）。

- /2T：おそらく包装タイプ（テープ＆リール）および数量またはその他のバリアント情報を示します。

5.2 量産リスト

データシートは、8つのCCT（2700Kから6500K）にわたる133 lmおよび145 lmシリーズ内の利用可能な製品の詳細な表を提供します。各リストには、完全な品番、最小CRI（80）、最小R9（0）、最小光束、および最大順方向電圧（19.0V）が含まれます。これにより、設計者はアプリケーションに適した色温度と輝度の正確な組み合わせを選択できます。

6. アプリケーションガイドラインおよび設計上の考慮事項

6.1 熱管理

接合部からはんだ付け点までの熱抵抗が17°C/Wであるため、性能と寿命を維持するには効果的な放熱が不可欠です。最大順方向電流付近で動作すると、かなりの熱が発生します。PCB設計には、LEDのはんだ付け点から熱を放散させ、接合部温度を最大定格115°Cを十分に下回るように保つために、適切な銅パッドまたはスルーホールを含める必要があります。

6.2 電気的駆動

このLEDは、定電圧源ではなく定電流源で駆動する必要があります。推奨動作電流は50mAです。V_Fの負の温度係数のため、定電流ドライバはわずかな温度変動に関係なく安定した光出力を保証します。ドライバは、LEDあたり最大19.0Vまでの必要な電圧を供給できる必要があります。複数のLEDを直列に使用する設計では、ドライバ電圧をそれに応じて調整する必要があります。

6.3 光学設計

120度の広い視野角により、このLEDは二次光学系なしで広く拡散した照明を必要とする用途に適しています。より焦点を絞ったビームには、外部レンズまたは反射器を使用できます。設計者は、光分布を計画する際に代表的な空間放射パターンを考慮する必要があります。

6.4 はんだ付けおよび組立

指定されたはんだ付けプロファイルに従うことが重要です。リフローはんだ付けの場合、ピーク温度は260°Cを10秒間超えてはなりません。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は最大350°Cに制御し、接触時間は3秒間に制限する必要があります。常に標準的なSMD組立およびESD保護対策に従ってください。

7. 技術比較および市場状況

67-22STは、PLCC-2パッケージのミッドパワーLEDとして、特定のニッチを占めています。高出力LEDと比較して、熱密度が低く、しばしば駆動要件がより単純であるため、ライトパネル、トロファー、電球交換などのコスト重視の大量生産アプリケーションに適しています。より小型の低電力LEDと比較して、はるかに高い光束を提供し、同じ総光出力を達成するために必要なデバイス数を減らすことができ、光学および機械設計を簡素化できます。そのクラスにおける主な差別化要因は、比較的高い電圧（商用電源由来のドライバによる直列構成を容易にする）、良好なCRI（80）、および現代の環境基準への準拠の組み合わせです。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDの実際の消費電力はどれくらいですか？

A: 電力（P）は、順方向電圧（V_F）×順方向電流（I_F）で計算されます。代表的な動作点である50mAおよびおおよそのV_F18Vでは、電力は約0.9W（900mW）です。

Q: このLEDを60mAで連続駆動できますか？

A: 絶対最大定格は60mAですが、推奨動作条件およびすべての性能データは50mAで規定されています。60mAで動作すると、寿命が短縮され、接合部温度が上昇し、色パラメータが変化する可能性があります。最適な信頼性のためには、50mA以下で設計することをお勧めします。

Q: 仕様でR9値が0であるのはなぜですか？

A: R9値が0であることは、LEDが深赤色スペクトル成分をほとんど持たないことを示します。これはCRI 80の標準白色LEDでは一般的です。特に赤い物体に対して優れた演色性を必要とするアプリケーションでは、より高いCRIおよびR9値（例：Rビン）のビンからLEDを選択する必要があります。

Q: 光束ビンコード（例：133L5）はどのように解釈すればよいですか？

A: 133は、そのビンの最小光束（ルーメン）を示します。L5はおそらくビンステップサイズ（5ルーメン）とシリーズを示します。したがって、133L5は、LEDの光束が133 lm（最小）から138 lm（次の下位ビンの最大）の間であることを意味します。

9. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：4000K、1000ルーメンのLEDパネルライトを設計する。

1. LED選択：量産リストから 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T を選択します。これにより、4000K CCT、最小145 lm光束、CRI 80、V_Fmax50mA時に19.0Vが得られます。

2. 数量計算：目標光束 / LED光束 = 1000 lm / 145 lm ≈ 6.9個のLED。ビニングと許容差を考慮して、8個のLEDを使用します。これにより設計マージンが得られます。

3. 電気設計：8個のLEDを直列に駆動します。必要なドライバ電圧は、8 × 19.0V = 最大152Vです。約150V出力、50mA定格の定電流ドライバを選択します。

4. 熱設計：金属基板PCB（MCPCB）または標準PCBを設計し、はんだ付け点温度を低く保つために十分な放熱対策を施します。周囲温度、熱抵抗、総電力（8 × 0.9W = 7.2W）に基づいて予想されるT_jを計算します。

5. 光学設計：本来の120度ビームは、パネル用拡散板には十分かもしれません。個々の光源を均一なパネル照明に融合させるために、LEDの上に拡散シートを配置します。

10. 動作原理および技術トレンド

10.1 基本的な動作原理

67-22STのような白色SMD LEDは、通常、電流が流れると青色光を発する窒化インジウムガリウム（InGaN）製の半導体チップを使用します（エレクトロルミネセンス）。この青色光は、パッケージ内に堆積された蛍光体コーティング（YAG:Ceなど）に当たります。蛍光体は青色光の一部を吸収し、黄色光として再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の組み合わせが、人間の目には白色光として知覚されます。青色と黄色の正確な比率、および多成分蛍光体の使用が、相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）を決定します。

10.2 業界トレンド

ミッドパワーLEDセグメントは、いくつかの明確なトレンドとともに進化し続けています：効率向上：チップ技術と蛍光体効率の継続的な改善により、ワットあたりのルーメン（lm/W）が向上し、同じ光出力に対するエネルギー消費が減少しています。色品質の改善：特に商業および住宅照明において、より高いCRI値（90以上）およびより良い特定色飽和度（例：R9）への市場シフトがあります。小型化および統合：パッケージはより小型化され、統合される傾向にあり、複数のLEDチップを組み合わせたり、パッケージ内にドライバICを含めたりすることがあります（COB - チップオンボード、または統合モジュール）。スマートおよび調光可能な照明：調光およびCCT調整（暖色から冷色白色）を可能にする制御システムと連携するように設計されたLEDが増えています。持続可能性への焦点：厳格な環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠は現在標準要件となっており、パッケージングおよび蛍光体における材料科学の革新を推進しています。