SMD ミッドパワーLED 67-21ST データシート - PLCC-2パッケージ - 最大3.3V - 60mA - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

67-21STは、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）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、一般照明用途において性能、効率、信頼性のバランスを提供します。コンパクトな形状と標準化されたパッケージにより、自動実装プロセスに適しています。

1.1 中核的利点

このLEDパッケージの主な利点は以下の通りです：

• 高効率：消費電力に対して良好な光束を提供します。
• 高演色評価数（CRI）：最小CRI 60から90のバリエーションが利用可能で、良好な色再現性を確保します。標準量産リストではCRI 80（最小）のバリエーションが特徴です。
• 広視野角：典型的な視野角（2θ1/2）は120度で、広く均一な照明を提供します。
• 低消費電力：標準順方向電流60mAで動作し、エネルギー効率に優れています。
• 環境規制適合：本製品は鉛フリーであり、EU RoHSおよびREACH規制に準拠し、ハロゲンフリー基準（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）を満たしています。
• ANSIビニング：色度に関して標準化されたビニングに従っており、生産ロット間での色の一貫性を確保します。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、信頼性が高く効率的でコンパクトな光源を必要とする幅広い照明用途に理想的なソリューションです。主な用途分野は以下の通りです：

• 一般照明：住宅、商業、産業用照明器具への組み込み。
• 装飾およびエンターテインメント照明：アクセント照明、サイン、舞台照明などでの使用。
• インジケータおよびスイッチ照明：ボタン、パネル、状態表示器のバックライトに適しています。
• 一般照明：拡散性の広角白色光源を必要とするあらゆる用途向け。

2. 詳細技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートに定義された標準試験条件（はんだ付け点温度 = 25°C）におけるLEDの主要性能パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 電気光学特性

主要な性能指標を以下にまとめます。すべての値は順方向電流（I_F）60mAで規定されています。

• 光束（Φ）：最小光束は相関色温度（CCT）によって異なり、2400Kで23 lmから、4000Kから6500KのCCTでは28 lmまで変化します。典型的な最大値はビンによって最大34 lmに達します。許容差は±11%です。
• 順方向電圧（V_F）：最大順方向電圧は3.3Vで、典型的な範囲は2.8Vから3.3Vです。許容差は±0.1Vです。より低いV_Fのビンを選択することで、システム効率を向上させることができます。
• 演色評価数（CRI - R_a）：標準製品の最小CRIは80で、許容差は±2です。R9値（飽和赤）は0（最小）と規定されており、これは標準白色LEDでは典型的であり、深い赤色の再現性が限られていることを示しています。
• 視野角（2θ_1/2）：典型的な値は120度で、広視野角と見なされ、広い光分布を必要とする用途に適しています。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧5Vで最大50 µAであり、ダイオードのリーク特性を示しています。

2.2 絶対最大定格と電気的特性

これらの定格は、それを超えると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。動作は常にこれらの限界内で行う必要があります。

• 順方向電流（I_F）：75 mA（連続）。
• ピーク順方向電流（I_FP）：150 mA（パルス、デューティサイクル1/10、パルス幅10ms）。
• 消費電力（P_d）：250 mW。
• 順方向電圧インデックス：型番で33とコード化されており、V_F最大3.3Vに対応します。
• 順方向電流インデックス：型番でZ6とコード化されており、I_F60mAに対応します。

2.3 熱特性

熱マネジメントは、LEDの長寿命と性能安定性にとって極めて重要です。

• 熱抵抗（R_{th J-S}）：接合部からはんだ付け点までの熱抵抗は21 °C/Wです。この値は、消費電力と基板温度に基づいて接合温度を計算する上で重要です。
• 接合温度（T_j）：最大許容値は125 °Cです。この限界を超えると、光束維持率の低下が加速し、致命的な故障を引き起こす可能性があります。
• 動作温度（T_opr）：-40 から +105 °C。これは、信頼性の高い動作のための周囲温度範囲を定義します。
• 保管温度（T_stg）：-40 から +100 °C。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、光束、順方向電圧、色度（色）の一貫性を確保するための包括的なビニングシステムを使用しています。

3.1 光束ビニング

光束は特定のコードでビニングされます。例：

• 2400K：ビンには23L2（23-25 lm）、25L2（25-27 lm）、27L2（27-29 lm）が含まれます。
• 2700K から 6500K：ビンには24L2（24-26 lm）、26L2（26-28 lm）、28L2（28-30 lm）、30L2（30-32 lm）、32L2（32-34 lm）が含まれます。

すべてのビンはI_F=60mAで測定され、許容差は±11%です。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧はコード2833の下にグループ化され、さらに0.1Vステップでビニングされます：

• 28A: 2.8 - 2.9V
• 29A: 2.9 - 3.0V
• 30A: 3.0 - 3.1V
• 31A: 3.1 - 3.2V
• 32A: 3.2 - 3.3V

許容差は±0.1Vです。より低いV_Fのビンを選択することで、ドライバの損失を低減できます。

3.3 色度と相関色温度（CCT）ビニング

このLEDは、CIE 1931図上で定義されたANSI標準の色度ビンを使用します。データシートには、各CCTおよびサブビン（例：3000Kの場合、30K-A、30K-B、30K-C、30K-D、30K-F、30K-G）の詳細な座標ボックスが提供されています。これにより、発光する白色光が定義された色空間内に収まることが保証されます。量産のCCT範囲は2400K（ウォームホワイト）から6500K（クールホワイト）までです。

3.4 演色評価数（CRI）ビニング

CRIは型番の単一文字コードで示されます：

• M: CRI(最小) 60
• N: CRI(最小) 65
• L: CRI(最小) 70
• Q: CRI(最小) 75
• K: CRI(最小) 80
• P: CRI(最小) 85
• H: CRI(最小) 90

標準量産リストではKビン（CRI 80 最小）が特徴です。許容差は±2です。

4. 性能曲線分析と設計上の考慮点

抜粋部分には特定の性能曲線（IV特性、スペクトル、温度対光束）は提供されていませんが、パラメータから主要な関係性を推測することができます。

4.1 電流対光束/電圧特性

すべての主要特性は60mAで規定されています。より低い電流で動作すると、光束と順方向電圧は減少します。一方、電流を最大75mAまで増加させると、両方が増加します。この範囲内では関係は一般的に線形ですが、熱負荷の増加により、より高い電流では効率（lm/W）が低下する可能性があります。

4.2 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。接合温度が上昇すると：

• 光束の減少：光出力は一般的に低下します。21°C/Wの熱抵抗は、T_j.
• 順方向電圧の減少： V_Fは負の温度係数を持ちます。
• 色度のシフト：白色点は温度によってわずかにシフトする可能性があります。

性能と寿命を維持するためには、適切な放熱が不可欠です。

4.3 分光分布

白色LEDとして、青色InGaNチップと蛍光体層（ウォータークリア樹脂）を組み合わせて白色光を生成します。CCTは白色光の暖かさまたは冷たさを定義します。CRI 80は、可視スペクトル全体で良好な（ただし例外的ではない）演色性を示し、R9（赤）値に限界があることが指摘されています。

5. 機械的仕様、パッケージングおよび実装情報

5.1 パッケージと寸法

このLEDは標準的なPLCC-2表面実装パッケージを使用しています。提供されたテキストには正確な寸法は詳細に記載されていませんが、このパッケージタイプは一般的に低プロファイルで、ピックアンドプレース実装用に設計されています。上面図が発光面です。

5.2 はんだ付けガイドライン

このデバイスは静電気放電（ESD）に敏感であり、適切な予防措置を講じて取り扱う必要があります。はんだ付け仕様は以下の通りです：

• リフローはんだ付け：最大ピーク温度260°C、10秒間。
• 手はんだ付け：はんだごて先端温度350°C以下、3秒間。

これらのプロファイルを遵守することは、プラスチックパッケージや内部ダイボンドへの損傷を防ぐために重要です。

PLCC-2パッケージには2本のリードがあります。カソードは通常、パッケージ上の刻印（切り欠き、緑色の点、角切りなど）で識別されます。組立時には正しい極性を確認する必要があります。

6. 発注情報と型番の解読

型番は特定の構造に従います：

67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T67-21ST/

• ：基本パッケージコード。：おそらく内部コード。
• KKE：性能コードの接頭辞。
• H：最初の2桁はCCTを示します（例：30は3000K）。
• XX：次の2桁は最小光束ビンを示します（例：26は26 lm最小）。
• XX：順方向電圧インデックス（最大3.3V）。
• 33Z6
• ：順方向電流インデックス（60mA）。/2T
• ：パッケージングコード（例：テープアンドリール）。例：

67-21ST/KKE-H302633Z6/2T は以下のように解読されます：CRI 80(最小)、CCT 3000K、光束 26 lm 最小、V最大3.3V、I_F7. アプリケーション提案と設計上の注意点_F 60mA.

7.1 駆動回路設計

安定した動作のためには、60mA（±10%）に設定された定電流ドライバを使用してください。ドライバは、選択したビンの最大順方向電圧（最大3.3V + ヘッドルーム）を超える電圧コンプライアンスを提供できる必要があります。突入電流保護を考慮してください。

7.2 熱マネジメント設計

予想される接合温度を計算します：T

= T_j+ (R_sth J-S_{* P})、ここでT_dははんだ付け点温度、P_s= V_d* I_Fです。T_Fが125°Cを十分に下回り、理想的には最適な寿命のために85°C以下であることを確認してください。放熱のためにPCB上に十分な銅面積を使用してください。_j7.3 光学設計

120度の視野角は本質的に拡散性です。指向性照明のためには、二次光学部品（レンズ、リフレクター）が必要になります。ウォータークリア樹脂により、良好な光取り出しが可能です。

8. 技術比較と市場における位置付け

67-21STは、人気のあるミッドパワーLEDカテゴリに位置し、他のPLCC-2および類似のパッケージタイプ（例：2835、3014）と競合します。その差別化は、光束、CRI、電圧ビンの特定の組み合わせ、および適合認証にあります。高電力LEDと比較すると、熱密度が低く、より高い総光束出力を得るためにアレイで駆動されることが多いです。低電力LEDと比較すると、大幅に高い効率と光束を提供します。

9. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDの典型的な寿命はどれくらいですか？

A: 抜粋部分には明示されていませんが、LEDの寿命（L70/B50）は動作条件、主に接合温度に大きく依存します。仕様内で良好な熱マネジメントのもとで動作させた場合、典型的な寿命は25,000時間から50,000時間と期待できます。
Q: このLEDを75mAで連続駆動できますか？

A: はい、75mAは絶対最大連続定格です。ただし、最大電流で駆動すると、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。最適な性能と信頼性のためには、推奨される60mAでの動作をお勧めします。
Q: 自分の用途に適したCCTとCRIをどのように選択すればよいですか？

A: 環境照明（家庭、オフィス）には、CRI 80+の2700K-4000Kが一般的です。色精度が重要な小売店や作業照明には、CRI 90+のバリエーションを検討してください。装飾照明では、望む雰囲気に応じて選択します。
Q: 直列抵抗だけでこのLEDを駆動するのに十分ですか？

A: 安定した電源供給がある基本的で非クリティカルな用途には、単純な直列抵抗を使用できます。ただし、安定した光出力、より良い効率、電圧変動や熱暴走からの保護のためには、定電流ドライバの使用を強くお勧めします。
10. 実用的な使用例

シナリオ：直管LED照明の設計。

要件：

1. 光束出力1200 lm、4000Kニュートラルホワイト、CRI >80、入力電圧24V DC。選択：
2. 型番 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T（4000K、28 lm 最小、V~3.1V 典型）を選択します。_Fアレイ設計：
3. 1200 lmを達成するには、約1200 lm / 28 lm/LED ≈ 43個のLEDが必要です。24Vドライバと互換性のある直並列構成で配置します。例えば、3個のLEDを直列にしたものを14列（14 * 3.1V ≈ 43.4V）とすると、昇圧ドライバが必要になります。より実用的な設計としては、22個のLEDを直列にしたものを2列並列（22 * 3.1V ≈ 68.2V）とし、別のドライバが必要になるかもしれません。詳細なドライバ選択が必要です。熱設計：
4. 総消費電力 ≈ 43個 * 3.1V * 0.06A ≈ 8W。金属基板PCBまたはヒートシンクがこの熱を放散し、LED接合部を冷却できることを確認してください。光学設計：
5. 拡散カバーを使用して、個々のLEDの点を均一な線状の光に融合させます。この例は、単一のLEDデータシートから機能的な照明製品へとスケールアップするプロセスを示しています。

11. 動作原理

67-21ST LEDは、半導体におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。InGaN（窒化インジウムガリウム）チップは、そのp-n接合に順方向電流が印加されると青色光を発します。この青色光は、チップ上または周囲に塗布された黄色（およびしばしば赤色）の蛍光体層を励起します。チップからの青色光と蛍光体からの黄色/赤色光の組み合わせが混合され、白色光として知覚されます。青色光と蛍光体変換光の正確な比率が、発光する白色光の相関色温度（CCT）を決定します。

12. 技術トレンドと背景

67-21STのようなミッドパワーLEDは、LED技術の中で成熟し高度に最適化されたセグメントを代表しています。この分野の現在のトレンドは以下の点に焦点を当てています：

効率（lm/W）の向上：

• チップ設計と蛍光体効率の継続的な改善。より良いR9を伴う高CRI：
• 効率を大幅に損なうことなく赤色再現性を改善する蛍光体システムの開発。色調調整：
• 単一パッケージ内で複数のLEDチップを使用する、調光可能な白色製品の成長。小型化と高密度化：
• より洗練された照明器具設計のために、同じまたはより小さなフットプリントに多くのルーメンを詰め込むこと。信頼性と寿命の向上：
• より高い温度と過酷な環境に耐えるための材料とパッケージング技術の強化。この製品は、この進化する状況の中に位置し、幅広い一般照明用途に対して信頼性の高い標準化されたソリューションを提供します。

This product sits within this evolving landscape, offering a reliable, standardized solution for a vast array of general lighting applications.