SMD PLCC-2 LED 仕様書 - パッケージ 5.0x2.0x1.7mm - 電圧 3.4V 最大 - 電力 0.51W - 白色光

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用した表面実装（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。この部品は中電力LEDに分類され、光束出力と消費電力のバランスを考慮して設計されています。主な発光色は白色で、暖白色、昼白色、昼光色など、様々な相関色温度（CCT）が用意されています。パッケージはトップビュー設計で、光取り出し効率を最適化するためにウォータークリア樹脂で構成されています。

このLEDシリーズの中核的な利点は、高い発光効率、120度の広い視野角、そしてRoHS、REACH、ハロゲンフリー要件などの現代の環境・安全基準への適合性です。コンパクトなフォームファクタと信頼性の高い性能により、幅広い一般照明および装飾照明アプリケーションに適しています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は特定の条件（はんだ付け点温度25°C）で定義されます。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 順方向電流（I_F)）： 150 mA（連続）。
• ピーク順方向電流（I_FP)）： 300 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)）： 最大 510 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})）： 32 °C/W（接合部からはんだ付け点まで）。
• 接合部温度（T_j)）： 最大 115 °C。
• はんだ付け温度： リフローはんだ付けは260°Cで10秒間と規定されています。手はんだ付けは350°Cで最大3秒間まで許容されます。

重要事項： 本製品は静電気放電（ESD）に敏感です。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

主要な性能パラメータは、順方向電流（I_F）150 mA、はんだ付け点温度25°Cで測定されます。

• 光束（Φ）： 最小値は製品バリアントにより異なり、55ルーメンから始まります。典型的な許容差は±11%です。
• 順方向電圧（V_F)）： 150mA時、典型的な最小2.8Vから最大3.4Vの範囲です。許容差は±0.1Vです。
• 演色評価数（CRI/Ra）： 記載のバリアントに対して最低80が保証されており、許容差は±2です。
• 視野角（2θ_1/2)）： 120度（典型値）。
• 逆方向電流（I_R)）： 逆方向電圧（V_R）5V時、最大 50 µA。

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。製品番号自体が主要なビン情報をコード化しています。

3.1 品番の解読

品番の構造は、例えば50-217ST/KK5C-H275534Z15/2Tのようになっており、いくつかの主要な識別子を含みます：

• CRIコード： 'K'は最低CRI 80を示します。
• CCTコード： '27'は相関色温度2700K（暖白色）を示します。その他のコードには、30（3000K）、40（4000K）、50（5000K）、57（5700K）、65（6500K）があります。
• 光束ビン： '55'は、この特定のCCT/CRI組み合わせにおける最小光束55ルーメンを示します。
• 順方向電圧ビン： '34'は最大順方向電圧3.4Vを示します。
• 順方向電流インデックス： 'Z15'は動作順方向電流150mAを指定します。

3.2 光束ビニング

光束出力は、R2、R3などのコードで示されるビンに分類され、各ビンは150mA時の最小/最大光束範囲を定義します。例えば、ビンR2は55から60 lmをカバーします。光束の標準許容差は±11%です。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、35から40までの2桁のコードを使用してビニングされます。各ビンは0.1Vの範囲を表し、2.8-2.9V（ビン35）から3.3-3.4V（ビン40）まであります。許容差は±0.1Vです。

3.4 色度座標ビニング

精密な色制御のために、色度座標（CIE 1931図上のx, y）は各CCTグループ内で厳密にビニングされています。仕様書には、複数のサブビン（例：2700K用の27K-A、27K-B）の座標境界を示す詳細な表が提供されています。これにより、同じビンからのLEDは視覚的に同一の色に見えます。参照範囲は、各主要ビングループの目標CCTを定義します。

4. アプリケーション提案

4.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• 一般照明： 効率、光質、コストのバランスが求められるLED電球、管、パネルに最適です。
• 装飾・エンターテインメント照明： 広い視野角と利用可能なCCTにより、アクセント照明、看板、舞台照明に適しています。
• 表示灯： 標準LEDよりも高い輝度を必要とする状態表示灯に使用できます。
• スイッチ照明： イルミネーテッドスイッチや制御パネルに適用可能です。

4.2 設計上の考慮事項

• 熱管理： 熱抵抗が32°C/Wであるため、特に最大順方向電流で動作する場合、接合部温度を115°C以下に維持するには、適切なPCBレイアウトと放熱対策が重要です。これは長期信頼性と安定した光出力を確保します。
• 電流駆動： 安定した光束出力と色の一貫性を確保するために、定電流ドライバの使用を推奨します。ドライバは、順方向電流およびピーク電流の絶対最大定格を超えないように設計する必要があります。
• 光学設計： 120度の視野角は典型値です。特定のビームパターンには、二次光学系（レンズ、リフレクター）が必要になる場合があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイド

5.1 リフローはんだ付けパラメータ

本コンポーネントは、標準的な赤外線または対流リフロー工程に対応しています。重要なパラメータはピーク温度260°Cであり、これを10秒以上超えてはなりません。推奨されるリフロープロファイルは、SMDコンポーネントのJEDECまたはIPC標準に従うべきです。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払わなければなりません。はんだごて先端温度は350°Cに制限し、いずれかのリードとの接触時間は3秒を超えないようにして、プラスチックパッケージとLEDチップへの熱損傷を防止してください。

5.3 保管条件

はんだ付け性を維持し、湿気吸収（リフロー中のポップコーン現象の原因となる）を防ぐために、コンポーネントは乾燥剤入りの元の防湿バッグに入れ、管理された環境で保管する必要があります。保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。

6. 包装および注文情報

標準包装数量は品番のサフィックス（/2Tはテープ＆リール包装を指す可能性が高い）で示されます。特定のリール数量および包装寸法については、メーカーの包装仕様書を参照してください。正しいCCT、CRI、光束、電圧ビンの製品を受け取るためには、常に完全な製品番号を使用して注文してください。

7. 技術比較とポジショニング

PLCC-2パッケージの中電力LEDとして、本製品は低電力表示LEDと高電力照明LEDの中間に位置します。その主な差別化要因は以下の通りです：

• 低電力LEDとの比較： 大幅に高い光束を提供し、単なる表示だけでなく照明用途にも適しています。
• 高電力LEDとの比較： 一般的に低い電流で動作し、よりシンプルなパッケージであるため、多くの場合、システムコストの低減とより簡素な駆動回路を実現しつつ、多くのアプリケーションに対して良好な効率を提供します。
• パッケージの利点： PLCC-2パッケージは、0603や0805のようなよりシンプルなSMDパッケージと比較して、安定した機械構造と良好な熱経路を提供します。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

8.1 このLEDの実際の消費電力は？

消費電力は、順方向電圧（V_F）× 順方向電流（I_F）で計算されます。典型的な最大条件（3.4V、150mA）では、電力は0.51Wとなり、これは最大電力損失定格と一致します。実際の電力は、LEDの特定のV_Fビンによってわずかに異なります。

8.2 アプリケーションに適したCCTとCRIをどのように選択すればよいですか？

CCTは、望ましい白色光の温かみに基づいて選択してください：暖かく居心地の良い光（白熱灯に類似）には2700K-3000K、中性白色（オフィスで一般的）には4000K-5000K、冷たく昼光のような白色には5700K-6500K。CRI 80（最小）は、優れた色忠実度が必須ではない一般照明に適しています。小売店や美術館の照明には、より高いCRIのバリアント（利用可能な場合）が望ましいです。

8.3 なぜ熱管理がそれほど重要なのでしょうか？

LEDの効率と寿命は、接合部温度が上昇すると低下します。最大接合部温度（115°C）を超えると、急速な故障を引き起こす可能性があります。熱抵抗32°C/Wは、損失電力1ワットごとに、接合部がはんだ付け点よりも32°C高温になることを意味します。したがって、優れた設計によりPCB温度を低く保つことは、性能と長寿命にとって不可欠です。

9. 実践的な設計ケース

シナリオ： 40W白熱電球の代替品として、約450ルーメンを目標とした2700K暖白色LED電球を設計する。

実装:

1. LED選択： 50-217ST/KK5C-H275534Z15/2Tバリアント（2700K、80 CRI 最小、55 lm 最小）を選択します。
2. 数量計算： 450ルーメンを達成するには、最低9個のLED（450 lm / LEDあたり55 lm）が必要で、直列、並列、または直並列の組み合わせで配置されます。
3. ドライバ設計： 150mAを出力する定電流ドライバが必要です。9個すべてのLEDを直列に接続する場合、ドライバの出力電圧は個々のV_F値の合計（9 * ～3.2V ≈ 28.8V）に対応できなければなりません。
4. 熱設計： 総電力損失は約9 * 0.48W = 4.32Wになります。PCBは十分な銅面積を持つように設計するか、金属放熱板に取り付けて、LEDのはんだ付け点を十分に冷却し、接合部温度が安全限界内に収まるようにする必要があります。
5. 光学設計： 複数の離散光源からの光を均一なビームに混ぜ合わせるために、拡散カバーが使用されます。

10. 動作原理と技術トレンド

10.1 基本的な動作原理

この白色LEDは、通常InGaN（窒化インジウムガリウム）で作られた半導体チップに基づいており、順方向に電流が流れると青色または紫外線スペクトルの光を発します。この一次光は、パッケージ内部の蛍光体コーティング（YAG:Ceなど）を励起します。蛍光体は一次光の一部をより長い波長（黄色、赤色）にダウンコンバートします。残りの青色光と蛍光体発光の混合により、白色光として知覚されます。蛍光体の特定の配合が、出力光のCCTとCRIを決定します。

10.2 業界トレンド

このような中電力LEDの開発は、いくつかの主要なトレンドによって推進されています：

• 効率（lm/W）の向上： チップ設計、蛍光体技術、パッケージ効率の継続的な改善により、同じ電力入力に対してより高い光出力が得られ、エネルギー消費が削減されます。
• 色品質の向上： 高度なビニングシステムと蛍光体配合により、より高いCRI値とロット間でのより一貫した演色性を求める動きが続いています。
• 小型化と統合:
• 標準化とコスト削減： 生産量が増加するにつれて、包装および製造プロセスがより標準化され、コストが低下し、多様な照明アプリケーションでの採用が広がります。

このコンポーネントは、進化するこの状況の中で成熟し最適化されたソリューションを表しており、主流の照明ニーズに対して、性能、品質、コスト効率の信頼性の高い組み合わせを提供します。