SMD 高輝度LED 67-22ST データシート - PLCC-2 パッケージ - 最大6.8V - 150mA - 白色LED - 技術文書

1. 製品概要

67-22STは、高要求の照明用途向けに設計された表面実装型（SMD）高輝度LEDです。PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用しており、自動組立プロセスに適したコンパクトな形状を実現しています。主な発光色は白色で、暖白色（2700K）から昼白色（6500K）までの様々な相関色温度（CCT）が用意されています。その中核的な利点は、高い発光効率、最小80の演色評価数（CRI）による優れた演色性、120度の広視野角、そしてRoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件などの主要な環境・安全規格に準拠した堅牢な構造です。

本デバイスは、一般照明、装飾照明、エンターテインメント照明、インジケータ用途、スイッチ照明向けに設計されています。高い光出力、良好な色品質、信頼性の高い性能を兼ね備えており、民生用およびプロフェッショナル用照明製品の両方で汎用性の高い部品となっています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えて動作させてはなりません。最大連続順電流（I_F）は180 mAで、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅10ms）では最大300 mAのピーク順電流（I_FP）が許容されます。最大許容損失（P_d）は1020 mWです。動作周囲温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。接合部からはんだ付け点までの熱抵抗（R_{th J-S}）は17 °C/Wであり、熱設計において重要な値です。最大許容接合温度（T_j）は115°Cです。はんだ付けは特定のプロファイルに従う必要があります：リフローはんだ付けは260°Cで最大10秒間、手はんだ付けは350°Cで最大3秒間です。

2.2 電気・光学特性

これらのパラメータは、はんだ付け点温度（T_Soldering）25°C、順電流（I_F）150 mAの標準試験条件で規定されています。光束（Φ）は、特定の製品ビンに応じて（セクション3参照）、最小値120ルーメンから始まります。順電圧（V_F）は通常5.8Vから最大6.8Vの範囲です。演色評価数（RaまたはCRI）の最小値は80で、許容差は±2です。R9値（彩度の高い赤）が0と規定されている点に注意が必要です。これは多くの白色LEDに典型的な値であり、深い赤色の再現性に弱点があることを示しています。視野角（2θ_1/2）は120度で、広く均一な光分布を提供します。逆電流（I_R）は、逆電圧（V_R）10Vにおいて最大50 µAです。

3. ビニングシステムの説明

3.1 品番とビニングコード

品番は特定の構造に従います：67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T。このコード内の主要セグメントが重要なパラメータを定義します。'5M'に続く文字は、CRI、CCT、および光束ビンを示します。例えば、'5M40140'では、'40'が4000KのCCTを、'140'が最小140ルーメンの光束を表します。'68'は最大順電圧ビン（6.8V）を示します。'Z15'は動作順電流150mAを指定します。'/2T'はおそらく包装タイプまたはリール数量を示しています。

3.2 演色評価数（CRI）ビニング

CRIは、定義された最小値を持つ単一文字コードでビニングされます：M (60)、N (65)、L (70)、Q (75)、K (80)、P (85)、H (90)。このデータシートに記載されている製品は主に'K'ビンを使用しており、最小CRI 80（許容差±2）に対応します。

3.3 光束ビニング

光束は一貫性を確保するために厳密にビニングされています。ビンは、4000Kでの基準光束（例：135Lm、140Lm、145Lm、155Lm）に基づいてシリーズごとに整理されています。各シリーズには複数のビンコード（例：120L5、125L5）が含まれており、5ルーメンの範囲を定義します。例えば、140Lmシリーズでは、140L5ビンはI_F=150mAにおいて最小140 lm、最大145 lmを持ちます。全体の光束許容差は±11%です。

3.4 順電圧ビニング

順電圧は0.2Vの範囲でビンにグループ化されています。ビンコードは58B (5.8-6.0V)、60B (6.0-6.2V)、62B (6.2-6.4V)、64B (6.4-6.6V)、66B (6.6-6.8V)です。順電圧の許容差は±0.1Vです。品番中の'68'は、そのグループの最大電圧が6.8Vであることを示します。

3.5 相関色温度（CCT）とマクアダム楕円

CCTはケルビン（K）単位で規定され、標準値は2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K、6000K、6500Kです。色の一貫性は5ステップマクアダム楕円内で管理されています。これは、同じビンからのLEDの色度座標（Cx, Cy）がCIE色度図上の楕円内に収まることを意味し、その楕円は色合わせの標準偏差の5倍の大きさであり、非常に厳密な色の均一性を保証します。2700K、5ステップビンの座標例として、Cx=0.4583、Cy=0.4104が示されています。

4. 量産品リストとデバイス選定

データシートには、4000Kにおける最小光束ごとに整理された、広範な量産品番リストが記載されています。各リストには、すべての標準CCT（2700Kから6500Kまで）のバリエーションが含まれています。例えば、4000Kで140 lmを目標とするシリーズには、67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T（4000K、最小140 lm）や67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T（6500K、最小135 lm）などの品番が含まれます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な色温度と光出力の正確な組み合わせを選択できます。デバイス選定ガイドでは、チップ材料がInGaNであり、水色透明樹脂レンズで白色光（冷白色、中間色、暖白色）を発光することが確認されています。

5. アプリケーション提案と設計上の考慮点

5.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは以下の用途に最適です：一般照明：高い効率と良好なCRIが必要なダウンライト、パネルライト、電球交換。装飾照明およびエンターテインメント照明：広視野角を活かしたアクセント照明、建築ハイライト、ステージ照明。インジケータおよびイルミネーション：明るく均一な光源を必要とする状態表示灯、パネルやスイッチのバックライト。

5.2 設計上の考慮点

熱管理：熱抵抗17 °C/W、最大T_j115°Cであるため、適切な放熱対策が不可欠です。PCB上のはんだパッドは、ヒートスプレッダとして機能するように設計する必要があります。駆動電流、周囲温度、PCBの熱性能に基づいて予想される接合温度を計算してください。電気的駆動：最適な寿命と性能のために、150mA以下に設定された定電流ドライバの使用を推奨します。ドライバが順電圧範囲（最大6.8Vまで）を扱えることを確認してください。ピーク電流定格により、パルス用途での短時間の過駆動が可能です。光学設計：120度の視野角は固有の特性です。必要に応じて、二次光学部品（レンズ、リフレクタ）を使用してビームパターンを変更できます。ESD感受性：本製品は静電気放電（ESD）に敏感です。組立および設置時には適切なESD取り扱い手順に従う必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

信頼性のためにはんだ付け仕様の遵守が重要です。リフローはんだ付けの場合、ピーク温度は260°Cを超えてはならず、260°C以上の時間は10秒以内に制限する必要があります。標準的な無鉛リフロープロファイルが適しています。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は350°Cを超えてはならず、リードごとの接触時間は3秒以内に制限する必要があります。はんだ付け中またははんだ付け後にLED本体に機械的ストレスを加えないでください。使用前は部品を乾燥した静電気防止環境で保管してください。はんだ付け後は、組立体を自然冷却させ、急冷を避けてください。

7. 包装および発注情報

LEDは自動実装機用のテープ＆リールで供給されます。リールあたりの具体的な数量は品番の接尾辞'/2T'で示唆されていますが、正確な数量はサプライヤーに確認する必要があります。品番自体が完全な発注コードとして機能し、すべての主要な光学・電気パラメータ（CRI、CCT、光束、V_F、I_F）を指定します。発注時は、必ず量産品リストから完全な品番を参照してください。

8. 技術比較と差別化

標準的なミッドパワーLEDと比較して、67-22STはより高い駆動電流（150mA、2835 LEDの典型的な60-150mAに対して）と、それに伴うより高い光束出力を提供します。そのPLCC-2パッケージは一般的で堅牢な形状です。主な差別化要因は、光束、電圧、色（5ステップマクアダム）について明確に定義された厳密なビニングであり、これは複数のユニット間で一貫した色と輝度を必要とするアプリケーションにおいて不可欠です。最小CRI 80（一部のビンでは最大90まで利用可能）の仕様は、最大効率のみを追求するLEDとは異なり、品質の高い照明用途に位置付けています。ハロゲンフリー規格への準拠は、特定の市場セグメントに対する追加の環境的利点です。

9. 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（W）＝ 順電流（A）x 順電圧（V）。典型的な駆動条件である150mA（0.15A）および典型的なV_F6.3Vでは、電力は約0.945Wです。

Q: このLEDを180mAで連続駆動できますか？

A: 180mAは絶対最大定格ですが、推奨動作条件は150mAです。180mAで動作させると、接合温度が上昇し、寿命が短縮され、光束維持率の加速劣化を引き起こす可能性があります。熱管理が特に優れており、寿命要件が厳しくない場合にのみ考慮すべきです。

Q: R9値が0です。これは光の品質にどのような意味がありますか？

A: R9値が0であることは、LEDが彩度の高い赤色調を十分に再現できないことを示しています。深い赤色の物体はくすんだり茶色がかって見える可能性があります。正確な赤色再現が重要なアプリケーション（例：食肉や生鮮食品の小売照明、美術館）では、正のR9値を持つLED（高CRIまたはフルスペクトルLEDの一部）がより適しています。

Q: 光束ビンコード'140L5'はどのように解釈すればよいですか？

A: '140'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5ルーメンのビン幅を示しています。したがって、'140L5'は、このビンのLEDが標準試験条件下で140 lm（最小）から145 lm（最大）の間の光束を持つことを意味します。

10. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：オフィス照明向けの4フィート直線型LED器具を設計。目標は4000K色温度と高い均一性。

選定：品番67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2Tを選択。これにより、最小CRI 80、CCT 4000K、LEDあたり最小光束140 lmが保証されます。

熱設計：効果的な放熱のため、PCBは金属基板（MCPCB）を使用する。目標の器具光束を達成するために必要なLED数を計算し、その後、LEDのはんだ付け点温度を安全範囲内（周囲温度85°Cを十分に下回る）に保つために、器具筐体で総熱負荷を管理できることを確認する。

電気設計：総電圧降下（直列接続LED数 * 最大V_F）に対応し、150mAを供給するように設定された定電流LEDドライバを使用する。過電圧および開放/短絡に対する適切な保護回路を含める。

光学/機械設計：LEDをMCPCB上に均等に配置する。拡散カバーを使用することで、個々のLEDの点を均一な線状の光に融合させることができ、固有の120度ビーム角を活かせます。

11. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体物理学に基づく固体光源です。インジウムガリウムナイトライド（InGaN）チップを使用しています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域内で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN層の特定の組成が、発せられる主な青色波長を決定します。この青色光は、水色透明樹脂パッケージ内の蛍光体コーティング（セリウム添加ヤグや類似品）に衝突します。蛍光体は青色光の一部を吸収し、より長い波長（黄色、赤色）の広いスペクトルで再放出します。残りの青色光と蛍光体変換光の混合により、白色光として知覚されます。相関色温度（CCT）は、蛍光体の組成と濃度を調整することで調整されます。

12. 技術トレンドと背景

67-22STは、成熟した高信頼性クラスのSMD高輝度LEDを代表するものです。現在のLED技術のトレンドは、発光効率（ルーメン毎ワット）の向上、演色性の品質向上（特にR9およびRf値）、より高い動作温度および電流での信頼性向上に焦点を当て続けています。また、小型化（同等またはそれ以上の出力を持つより小さなパッケージ）と統合化（COB - Chip-on-Board、および統合モジュール）への強い推進力もあります。さらに、スマート照明や人間中心照明は、色ずれのない調光・調色可能なLEDへの需要を高めています。この特定の製品は個別部品ですが、これらのトレンドを理解することは、接続照明や概日リズムサポートなどの要素が将来的に要件となる可能性がある、将来を見据えた設計に適した技術を選択するのに役立ちます。