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3.0V - 150mA - 白色 - 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、信頼性の高い性能とエネルギー効率が求められる幅広い照明用途に適しています。

1.1 中核的利点

• 高輝度出力：明るく効率的な光出力を実現します。
• 広視野角：広範囲に均一な照明を提供します（典型的な値：120度）。
• 環境規格適合：本製品は鉛フリーであり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）に適合しています。
• ANSIビニング：標準化されたビンに従い、色と光束出力の一貫性を保証します。
• 高演色性オプション：最小CRI 80（Ra）以上を実現し、照射対象物の色彩再現性を高めます。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、以下のような様々な照明用途における理想的なソリューションです（これらに限定されません）：

• 一般照明
• 装飾・エンターテインメント照明
• 表示灯
• 一般照明
• スイッチ照明

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 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がある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 順方向電流（I_F）：180 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：300 mA（デューティ比 1/10 @ 10msパルス）
• 電力損失（P_d）：594 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}）：19 °C/W（接合部～はんだ付け点）
• 接合部温度（T_j）：115 °C
• はんだ付け温度：リフロー：260°C、10秒。手はんだ：350°C、3秒。

注意：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。適切なESD取り扱い対策を遵守する必要があります。

2.2 電気光学特性

はんだ付け点温度25°C、順方向電流150mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光束（Φ）：最小75 lm（詳細な範囲はビニング表を参照）。許容差：±11%。
• 順方向電圧（V_F）：最大3.0 V。許容差：±0.1V。
• 平均演色評価数（Ra）：最小80。許容差：±2。
• R9：最小0。
• 視野角（2θ_1/2）：典型的な値：120度。
• 逆方向電流（I_R）：最大50 µA（V_R= 5V時）。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、色と性能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採用しています。

3.1 演色性（CRI）ビニング

CRIは、製品番号内の1文字で示されます。本シリーズでは、主要オプションはNで、最小CRI 80を表します。

3.2 光束ビニング

光束は、標準試験条件（I_F=150mA）下で5ルーメン刻みでビニングされます。

• ビンコード：75L5（75-80 lm）、80L5（80-85 lm）、85L5（85-90 lm）、90L5（90-95 lm）、95L5（95-100 lm）。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧はグループ化・ビニングされており、定電流回路設計に役立ちます。

• グループ2730 ビンコード：27A（2.7-2.8V）、28A（2.8-2.9V）、29A（2.9-3.0V）。

3.4 相関色温度（CCT）と色度ビニング

本LEDは、2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K、6200K、6500Kの複数のCCTで提供されています。各CCTは、CIE 1931色度図上で定義された色度座標ビンを持ち、厳密な色の一貫性を確保します。ビニングは、3ステップおよび5ステップのマクアダム楕円システム、ならびに詳細な7ステップ色度座標ボックス（各ビン領域の角のx, y座標を指定）で提供されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な正確な色点を選択できます。

4. 量産リストと製品番号体系

4.1 標準製品リスト

データシートには、量産中の標準製品リストが記載されています。例：67-22ST/KKX-N658530Z15/2T(EMM)。

• CCT：6500K
• CRI（最小）： 80
• R9（最小）： 0
• 光束（最小）：85 lm
• 順方向電圧（最大）：3.0 V
• 順方向電流：150 mA

他のCCT（2700K、3000Kなど）についても、対応する最小光束値とともに同様のリストが提供されています。

4.2 製品番号の説明

品番の構成は以下の通りです：67-22ST/ K KX – N XX XX 30 Z15 / 2 T

• 67-22ST/：基本パッケージタイプ。
• K：チップ材料／タイプ識別子。
• KX：発光色（白色）。
• N：CRIビンコード（最小80）。
• XX XX：CCTおよび光束ビンのコード。
• 30：順方向電圧インデックス（最大3.0V）。
• Z15：順方向電流インデックス（150mA）。
• /2T：リールあたりの梱包数量。
• (EMM)：追加の製品サフィックス。

5. 性能と設計上の考慮点

5.1 熱管理

接合部からはんだ付け点までの熱抵抗が19°C/Wであるため、PCB上での効果的な熱管理が極めて重要です。最大接合部温度115°Cを超えると、光束出力と寿命が低下します。設計者は、特に最大順方向電流180mA付近で動作させる場合、銅パッドや可能であれば熱ビアを介した十分な放熱を確保する必要があります。

5.2 電気的駆動に関する考慮点

本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150mA、最大連続電流は180mAです。順方向電圧は最大3.0V（許容差±0.1V）であり、ドライバ設計で考慮する必要があります。低い逆方向耐圧特性（5V時I_R最大50µA）は、逆バイアス状態を避ける注意が必要であることを意味します。

5.3 光学特性

典型的な120度の視野角は、集光ビームではなく広く拡散した照明が必要な用途に適しています。高CRI（最小80）バージョンは、小売店照明や作業照明など、色彩精度が重要な用途に適しています。R9値（深紅色の再現性）は最小0と規定されており、これは標準白色LEDでは一般的です。特に赤い物体の再現性が重要な用途では、より高いR9値（例：R9 > 50）を持つLEDを検討すべきです。

6. 実装と取り扱いガイドライン

6.1 はんだ付けプロセス

本LEDは、標準的なリフローはんだ付けプロセスに対応しています。最大プロファイルは260°C、10秒です。手はんだの場合は、はんだごて先端温度を350°C以下に抑え、接触時間は3秒以内に制限する必要があります。プラスチックパッケージや内部ワイヤーボンドへの損傷を防ぐため、これらのガイドラインを遵守することが重要です。

6.2 保管と取り扱い

デバイスは、指定された保存温度範囲（-40°C ～ +100°C）内の環境で、元の防湿バッグに入れて保管してください。ESD敏感部品であるため、接地された設備を使用したESD保護作業台で取り扱う必要があります。

7. アプリケーション提案と設計上の注意点

7.1 代表的なアプリケーション回路

ほとんどのアプリケーションでは、複数のLEDが使用されます。直列、並列、または直並列の組み合わせで接続できます。直列接続は一般に好ましく、各LEDに同一の電流が流れることで、均一な輝度と色を促進します。直列接続する場合、ドライバの出力電圧はLEDストリングの順方向電圧の合計を上回る十分なものである必要があります。並列接続では、V_Fビンの慎重なマッチング、または各LEDに個別の電流制限抵抗を使用して、電流の偏りを防止する必要があります。

7.2 PCBレイアウトの推奨事項

PCBパッド設計は、PLCC-2パッケージの推奨フットプリントに一致させ、適切なはんだ付けと熱性能を確保する必要があります。はんだパッドは、LEDの熱パッド（パッケージに存在する場合）からPCBの銅層へ熱を逃がすための十分なサーマルリリーフを提供すべきです。他の発熱部品から十分な距離を保つことも推奨されます。

8. 技術比較と市場ポジショニング

67-22STは、信頼性の高い汎用ミッドパワーLEDとして位置付けられています。市場における主な差別化要因は、色の一貫性のためのANSI標準ビニング、主要な環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への適合、そしてバランスの取れた電気光学特性の組み合わせです。エントリーレベルのLEDと比較して、より優れたCRIと厳密なビニングを提供します。ハイエンドLEDと比較して、優れた性能を必要とするが、超高効率や90を超える極端なCRI値を必要としない用途に対して、コスト効率の高いソリューションを提供します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 このLEDの実際の消費電力は？

代表的な動作電流150mA、最大順方向電圧3.0Vでは、最大消費電力は450mW（0.15A * 3.0V）です。実際の電力は、使用するLEDの特定のV_Fビンに依存します。

9.2 3.3V電源でこのLEDを駆動できますか？

3.3V電源に直接接続することは推奨されず、過電流によりLEDを破損する可能性が高いです。順方向電圧は、150mA時に最大3.0Vと規定されています。LEDのV_Fをわずかに上回る定電圧源は、制御不能で破損の可能性がある大電流を流します。常に定電流ドライバまたは適切な電流制限回路を使用してください。

9.3 プロジェクトに適したCCTと光束ビンをどのように選択しますか？

量産リストとビニング表を参照してください。望ましい雰囲気に基づいてCCT（例：暖白色には3000K、昼白色には6500K）を選択します。必要な光出力に基づいて光束ビン（例：85L5）を選択します。色が重要な用途では、ユニット間の色のばらつきを最小限に抑えるために、色度ビニング（3ステップ、5ステップ、または7ステップ）も考慮してください。

9.4 R9 最小0とはどういう意味ですか？

R9は、光源が深紅色をどれだけ正確に再現するかを示す特定の指標です。値0は規定された最小値であり、ゼロまたは正の数値である可能性があることを意味します。多くの標準白色LEDは、低いまたは負のR9値を持ちます。赤い物体の鮮やかな再現性がアプリケーション（例：食肉陳列、繊維店）にとって重要な場合は、規定された高いR9値（例：R9 > 50）を持つLEDを探すべきです。

10. 実用的な使用例

シナリオ：オフィス照明用LEDパネルライトの設計

設計者が600x600mmのLEDパネルライトを作成しています。目標は、快適なオフィス環境のための、ちらつきのない均一な光と良好な演色性を実現することです。彼らは、4000K CCT、CRI 80（Nビン）の67-22ST LEDを使用することを決定します。パネルの目標光束出力を満たすために、85L5光束ビンを選択します。数百個のLEDが、金属基板PCB（MCPCB）上に直並列構成で配置されます。直列ストリングの合計順方向電圧で必要な総電流を供給できる定電流ドライバが選択されます。LEDの広い120度視野角は、拡散板と組み合わせることで、目立つホットスポットのない均一な外観を実現するのに役立ちます。MCPCBは効果的に熱を放散し、接合部温度を最大値を十分に下回る状態に保ち、長期信頼性と安定した光出力を確保します。

11. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体技術に基づく固体光源です。中核部品は半導体チップで、白色LEDでは通常、窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られています。順方向電圧が印加され、このチップのp-n接合を横切って電流が流れると、電子と正孔が再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。チップの特定の材料と構造が、発光する主波長を決定します。白色光を作り出すために、チップからの一次的な青色光または紫外線の一部が、パッケージ内部の蛍光体コーティングによってより長い波長（黄色、赤）に変換されます。一次光と変換光の混合により、知覚される白色光が生じ、そのCCTは蛍光体の組成によって決定されます。

12. 技術トレンドと背景

67-22STのようなミッドパワーLEDは、LED市場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、いくつかの重要な改善点に焦点を当てています：エネルギー節約を高めるための発光効率の向上（ワットあたりのルーメン数の増加）、光質を向上させるための演色性の改善（より高いRaおよびR9値）、大規模な設置での目に見える色の違いを排除するためのさらに厳密な色の一貫性（2ステップや1ステップのようなより小さなマクアダム楕円）の達成です。さらに、様々な動作条件下でのより高い信頼性と長寿命化への継続的な推進があります。ANSIビニングのような標準の広範な採用や、厳格な環境適合（ハロゲンフリー、ブルーライトハザード低減への配慮）も、現代の責任ある製造によるLEDコンポーネントの特徴を定義しています。