SMD ミッドパワーLED 67-22ST データシート - PLCC-2 パッケージ - 電圧 34-38V - 電流 25mA - 白色LED - 技術文書

1. 製品概要

67-22ST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。性能、効率、コンパクトな形状のバランスに優れた白色LEDソリューションとして設計されており、信頼性が高く安定した光束出力を必要とする幅広い照明アプリケーションに適しています。

1.1 中核的利点と市場ポジション

このLEDパッケージは、照明市場において汎用性の高い部品として位置付けられるいくつかの重要な利点を特徴としています。高輝度出力を実現し、明るく効果的な照明を保証します。通常120度の広い視野角を備えており、均一な光分布を促進し、広範囲をカバーするアプリケーションに理想的です。さらに、鉛フリー材料を使用して製造され、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格 (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。色特性に関するANSI標準ビニングの採用により、生産ロット間での色性能の一貫性と予測可能性が確保されています。

1.2 ターゲットアプリケーション

高効率、良好な演色性 (CRI)、低消費電力、コンパクトなフットプリントの組み合わせにより、このLEDは多数のアプリケーションに適しています。主な用途としては、一般照明、装飾・エンターテインメント照明、状態表示灯、各種イルミネーション、スイッチのバックライトなどが挙げられます。

2. 技術パラメータ分析

本セクションでは、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の主要な技術仕様について、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

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値を定義します。これらは通常動作を意図したものではありません。

• 順方向電流 (I_F): 36 mA (連続)
• ピーク順方向電流 (I_FP): 72 mA (パルス、デューティサイクル 1/10、パルス幅 10ms)
• 電力損失 (P_d): 1368 mW
• 動作温度 (T_opr): -40°C ～ +85°C
• 保存温度 (T_stg): -40°C ～ +100°C
• 熱抵抗、接合部-はんだ付け点間 (R_{th J-S}): 16 °C/W
• 最大接合温度 (T_j): 115 °C

重要事項:本デバイスは静電気放電 (ESD) に敏感です。潜在的なまたは致命的な故障を防ぐため、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

これらのパラメータは、代表動作順方向電流 25 mA で測定されます。

• 光束 (Φ): 最小光束は 120 lm と規定され、代表的な許容差は ±11% です。実際の光束値は特定のビンコード (例: S3A, S3B など) に依存します。
• 順方向電圧 (V_F): 25mA時、最小34 Vから最大38 Vの範囲です。代表的な許容差は±0.1Vであり、より厳密な管理のために特定の電圧ビン (C4～C7) が定義されています。
• 演色評価数 (CRI/Ra): 最小CRI 80が保証され、許容差は±2です。R9値 (彩度の高い赤) は最小0と規定されています。
• 視野角 (2θ_1/2): 半値角は通常120度です。

2.3 熱特性およびはんだ付け特性

適切な熱管理は、LEDの長寿命と性能維持にとって極めて重要です。

• 熱抵抗16 °C/Wは、損失電力1ワットあたりの接合部からはんだ付け点までの温度上昇を示します。熱を管理するためには、効果的なPCBレイアウトと、必要に応じてスルーホールビアの使用が推奨されます。
• リフローはんだ付け: LEDは、最高温度260°Cを最大10秒間耐えることができます。
• 手はんだ付け: 必要な場合、350°Cのはんだごて先端を最大3秒間適用することができます。

3. ビニングシステムの解説

本製品は、主要な性能変動を分類する包括的なビニングシステムを採用しており、設計者はアプリケーションに適した一貫した特性を持つLEDを選択することができます。

3.1 光束ビニング

光束は、S3A、S3B、S4Aなどのコードで示されるビンにグループ分けされます。各ビンは、I_F=25mAで測定された最小および最大光束の範囲を定義します。例えば、ビンS3Aは120～125 lm、S3Bは125～130 lmをカバーします。これにより、輝度要件に基づいた選択が可能になります。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、回路設計、特に複数のLEDを直列に駆動する場合に役立つようにビニングされています。ビンの範囲はC4 (34.0-35.0V) からC7 (37.0-38.0V) までです。同じまたは隣接する電圧ビンからLEDを選択することで、並列ストリングでのより均一な電流分布、または直列ストリングでの予測可能な電圧要件の確保に役立ちます。

3.3 色度および色温度ビニング

データシートには、2700Kや3000Kなどの異なる相関色温度 (CCT) に対する詳細な色度座標 (CIE x, y) ボックスが提供されています。複数のビニング方式が提示されています:

• 3-STEPおよび5-STEP マクアダム楕円: これらはより厳密な色の一貫性を定義します。"3-STEP"ビンは、すべてのLEDが3ステップマクアダム楕円内に収まることを保証し、注意深く比較した場合にのみ知覚できる非常に小さな色変動を表します。"5-STEP"はやや緩やかですが、ほとんどのアプリケーションで良好な色均一性を確保します。
• 詳細な7コード色度ビン: 各CCT (例: 2700K) について、27-7A、27-7Bなどのコードへのさらなる細分化が、特定の座標コーナーと参照CCT範囲 (例: 2580K～2718K) とともに提供されています。これにより、重要なアプリケーションにおいて極めて精密な色合わせが可能になります。

3.4 演色評価数 (CRI) インデックス

CRIは品番内の文字 (例: CRI 80最小の場合は'K') で示されます。表では、M (CRI 60最小) からH (CRI 90最小) までの記号が定義されており、例示部品はすべて最小CRI 80の'K'を使用しています。

4. 品番体系と発注ガイド

4.1 品番の解説

品番は以下の構造化された形式に従います:67-22ST/KKE-NXX XX XX 380U2/SZM/2T

• 67-22ST/: 基本パッケージタイプ。
• K: CRIビンコード (K = 80最小)。
• KE: おそらく内部コード。
• N: CRIインデックス (N=65最小、ただしこの例では'K'によって上書き？ 例ではKKE-N...を使用)。例では'K'がCRI=80を定義していることを明確にしています。
• 最初のXX: ケルビン単位の百の位で表した色温度 (例: 2700Kの場合は27)。
• 2番目のXX: 光束コード (例: 最小120 lmの場合は12)。
• 3番目のXX: おそらく光束または色のサブビン。
• 380: 順方向電圧インデックス (最大38.0V)。
• U2: 順方向電流インデックス (I_F=25mA)。
• /SZM/2T: 包装およびテープ仕様。

例:67-22ST/KKE-N27120380U2/SZM/2T は次のように解読されます: CRI 80最小、CCT 2700K、光束 120 lm最小、V_F最大38.0V、I_F 25mA.

4.2 量産品リスト

データシートには、量産可能な特定の品番がリストされており、最小CRI 80の人気CCTをカバーしています:

• 2700K (光束最小 120 lm)
• 3000K (光束最小 125 lm)
• 4000K (光束最小 130 lm)
• 5000K (光束最小 130 lm)
• 6500K (光束最小 130 lm)

5. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮点

5.1 代表的なアプリケーションシナリオ

その仕様に基づき、このLEDは以下に適しています:

• 一般室内照明:2700K-6500KのCCT範囲と良好なCRIにより、住宅、オフィス、小売店などの環境照明、特にLEDモジュールやストリップ上のアレイとして使用される場合に適しています。
• 装飾・建築照明:広い視野角と一貫した色ビンは、コーブ照明、棚照明、看板照明、ファサード照明など、均一な光の広がりが求められる場面に理想的です。
• 機能照明:その明るさと色品質が有益な、タスクライト、キャビネット照明、アンダーキャビネット照明などに使用できます。

5.2 駆動回路設計

高い順方向電圧 (25mA時 34-38V) を考慮すると、定電流LEDドライバーが不可欠です。ドライバーは、LEDストリングの総順方向電圧に対応しながら、必要な電流を供給できる定格を持たなければなりません。単一LEDの場合、ドライバー出力電圧は約38Vを超える必要があります。複数のLEDを直列に接続する場合、総V_Fは加算されます (例: 3個のLEDでは約102-114Vが必要になる可能性があり)、これはドライバー選定に影響します。低電流 (25mA) により、効率的なドライバー設計と、適切なバラストを用いた単一の電流調整源から多くの並列ストリングを駆動する可能性が可能になります。

5.3 熱設計

最大約0.95W (38V * 0.025A) の電力損失と16°C/Wの熱抵抗を考慮すると、はんだ付け点からの接合部温度上昇は無視できません。例えば、はんだ付け点が60°Cに達した場合、接合部は60°C + (0.95W * 16°C/W) = ~75°Cとなり、これは許容範囲内ですが、光出力と寿命を低下させます。したがって、十分な銅面積 (ヒートシンクとして機能) を持つPCBを設計し、最終的な器具内で良好な空気流を確保することが、性能と寿命を維持するために極めて重要です。

5.4 光学設計上の考慮点

120度の視野角は本質的に広いものです。より集光されたビームを必要とするアプリケーションでは、レンズやリフレクターなどの二次光学部品が必要になります。パッケージのウォータークリア樹脂は、大きな吸収損失なく、このような光学部品との使用に適しています。

6. 性能曲線と色度分析

データシートには、2700Kおよび3000Kのプロットされたビン範囲を含むCIE 1931色度図が含まれています。これらの図は、色点の変動を理解する上で重要です。

6.1 色度図の見方

黒体軌跡 (曲線) は、異なる温度における理論的な完全放射体の色を表します。ビン (長方形または平行四辺形) は、特定のCCTビンに対する許容される色座標 (x,y) の広がりを示します。より厳密なビン (例: 3-STEP) を選択することで、すべてのLEDが人間の目にはほぼ同じ色に見えることが保証され、色の不一致が許容されない高品質な照明製品にとって不可欠です。提供された座標コーナーにより、多LEDシステムにおける精密な色混合計算が可能になります。

7. 比較と選定理由

従来のスルーホールLEDと比較して、このSMDパッケージは、自動組立、PCBへの熱経路、設計の小型化において大きな利点を提供します。SMDミッドパワーセグメント内では、その主要な差別化要因は、比較的高い順方向電圧 (パッケージ内に複数のダイを直列に含んでいる可能性を示唆) と、厳密な色度ビニングオプションの可用性です。これにより、中程度の電力レベルで良好な色の一貫性を必要とするアプリケーションにおいて競争力があり、低電力インジケータLEDと高電力照明LEDの間のギャップを埋めるものとなっています。

8. よくあるご質問 (FAQ)

Q: このLEDの代表動作電流は何ですか？

A: データシートは、推奨される代表動作電流である I_F=25mA での電気光学特性を規定しています。絶対最大定格の36mA連続まで駆動することは可能ですが、これにより発熱が増加し、寿命と効率が低下する可能性があります。

Q: 光束許容差 ±11% はどのように解釈すればよいですか？

A: これは、特定のLEDの実際の光束が、公称ビン値から±11%変動する可能性があることを意味します。例えば、120 lm最小ビンのLEDは、実際には約107 lmから133 lmの間で測定される可能性があります。一貫した輝度を得るためには、単一の生産ロットから調達することをお勧めします。

Q: このLEDを定電圧源で直接駆動できますか？

A: いいえ。LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧には許容差があり、温度によって変化します。定電圧電源を使用すると、電流が制御不能になり、最大定格を超えてLEDを破壊する可能性があります。常に定電流ドライバーまたは電流制限回路を使用してください。

Q: 私のアプリケーションにおいてハロゲンフリー準拠は何を意味しますか？

A: ハロゲンフリー材料は、火災時の有毒で腐食性の煙 (ダイオキシン類など) の発生を低減します。これは、民生用電子機器、室内照明、および特定の環境または安全認証 (例: 密閉された公共空間での使用) を必要とする製品にとってますます重要になっています。

9. 技術原理とトレンド

9.1 動作原理

このLEDは半導体技術に基づいています。バンドギャップエネルギーを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がInGaN (窒化インジウムガリウム) チップ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。半導体層の特定の組成と蛍光体 (白色LED用) の使用が、発光の波長と色を決定します。PLCC-2パッケージは、機械的保護、電気的接続、および一次光学レンズを提供するとともに、プリント基板への熱伝達を容易にします。

9.2 業界トレンド

ミッドパワーLEDセグメントは、より高い効率 (ワットあたりのルーメン数の向上)、改善された演色性 (より高いR9値、より完全なスペクトル)、およびより高い信頼性に向けて進化し続けています。また、設計と調達を簡素化するためのフットプリントと測光データの標準化に向けた強いトレンドもあります。このデータシートに見られるような詳細な色度と光束のビニングの包含は、量産における予測可能な性能と色の一貫性に対する市場の需要を反映しており、プロフェッショナル照明アプリケーションにおける従来光源のLED技術への置き換えにとって極めて重要です。