FC1717GF15HP-F4050 LED データシート - パッケージ寸法 - 順電圧 2.95-3.95V - 光束 330-420lm - クールホワイト 4000-5000K - 日本語技術文書

1. 製品概要

FC1717GF15HP-F4050は、コンパクトなパッケージで高い発光効率を必要とする用途向けに設計された高輝度クールホワイトLEDです。本デバイスはInGaNチップ技術を採用し、相関色温度（CCT）が4000Kから5000Kの範囲のクールホワイト光を生成します。その主な設計思想は、小型フォームファクタを維持しながら高い光出力を提供することにあり、スペースに制約のある設計に適しています。本製品はRoHS、REACH、およびハロゲンフリー規格に準拠しており、厳格な環境規制を持つ世界市場への適合性を確保しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの中核的利点は、その高い光効率にあります。順電流1Aで109 lm/Wと定格され、代表的な光束は360lmです。この高効率は、最終製品における低消費電力と熱管理要件の軽減につながります。デバイスは輝度、順電圧、および色度でビニングされており、量産における一貫性を提供します。主なターゲット市場には、モバイルデバイスのカメラフラッシュ、デジタルビデオ用トーチライト、および様々な屋内・屋外照明アプリケーションが含まれます。その仕様は、信頼性が高く明るく効率的な白色光が必要なTFTバックライト、自動車内外装照明、装飾照明システムの候補としても適しています。

2. 技術パラメータ詳細分析

本セクションでは、データシートに規定された主要な技術パラメータについて、光電特性、電気特性、熱特性を網羅した客観的かつ詳細な分析を提供します。

2.1 光電特性

光電性能は、はんだパッド温度（Ts）25℃で定義されています。光束（Iv）は、パルス条件（50msパルス）下で順電流（IF）1000mA駆動時に、最小330 lm、代表値360 lm、最大420 lmです。この電流における順電圧（VF）は、最小2.95Vから最大3.95Vの範囲にあり、代表値は3.45Vです。色温度は4000Kから5000Kの間で規定され、明確にクールホワイトスペクトルに位置付けられます。平均演色評価数（CRI）の代表値は83、最小値は80であり、一般的な照明用途において良好な色再現性を示しています。全ての光学測定には±10%の許容差が、順電圧測定には±0.1Vの許容差が規定されています。

2.2 絶対最大定格と電気パラメータ

絶対最大定格は、永久損傷が発生する可能性のある限界を定義します。トーチモード動作における最大連続DC順電流は350 mAです。パルス動作では、特定のデューティサイクル（400msオン / 3600msオフ、30,000サイクル）下でピークパルス電流1500 mAが許容されます。デバイスは最大2000V（人体モデル）の静電気放電（ESD）に耐えることができます。これらのLEDは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意することが極めて重要です。最大接合温度150℃を超える、または絶対最大定格で長時間（1時間を超えて）動作することは、性能と信頼性を劣化させる可能性があります。接合からはんだ付け点までの熱抵抗は9℃/Wと規定されており、これは熱設計における重要なパラメータです。

2.3 熱的および環境仕様

動作温度範囲は-40℃から+85℃、保管温度範囲は-40℃から+100℃です。デバイスは最大2リフローサイクル、260℃のはんだ付け温度に耐えることができます。湿気敏感度レベル（MSL）1に分類されており、これはベーキングが必要になる前に、≤30℃/85%RHの条件下で無制限のフロアライフを持つことを意味します。これは、より高いMSLの部品と比較して、取り扱いと保管のロジスティクスを簡素化します。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに仕分けられます。

3.1 色度（色）ビニング

提供されている色度図は、CIE 1931色空間上の4050ビンを定義しています。ビンは、特定の角座標を持つ図上の四角形で表されます。目標参照点はCIE-x: 0.3772、CIE-y: 0.3628です。色座標測定の許容変動は±0.01です。このビニングは、標準試験条件IF=1000mAで実行されます。

3.2 光束ビニング

光束出力は、J7とJ8の2つのビンに分類されます。J7ビンは330 lmから360 lmの光束値をカバーします。J8ビンは、360 lmから420 lmのより高い出力範囲をカバーします。これにより、設計者はアプリケーションに必要な輝度レベルに基づいて部品を選択できます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧はコード2939でビニングされています。このビンは、光電特性表で規定された順電圧範囲全体、すなわち1000mAにおける最小2.95Vから最大3.95Vまでを含みます。設計者は、駆動回路がこの電圧範囲全体に対応できることを確認する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下での主要パラメータの挙動を示すいくつかの代表的な性能曲線が含まれています。

4.1 相対分光分布

分光分布曲線は、1000mA駆動時の約400nmから800nmの波長にわたって放射される光の相対強度を示しています。このクールホワイト蛍光体変換LEDのピーク波長（λp）は青色領域（青色励起ダイの場合は通常450-455nm付近）にあり、黄色/緑色/赤色スペクトルにおける広い蛍光体発光と組み合わさって白色光を生成します。この曲線の形状がCCTとCRIを決定します。

4.2 IV曲線と光束対電流特性

順電圧対順電流曲線は、ダイオードに典型的な非線形関係を示しています。電圧は電流とともに増加します。相対光束対順電流曲線は、光出力が電流とともに増加するが、特に効率低下と加熱効果が顕著になる高電流時には完全に線形ではない可能性があることを示しています。これらの曲線は、輝度、効率、熱負荷のバランスを取るための適切な動作点を選択するために不可欠です。

4.3 CCT対電流特性と放射パターン

CCT対順電流曲線は、駆動電流に伴う色温度のシフトを示しています。動作範囲全体で安定したCCTは、色の一貫性のために望ましい特性です。代表的な放射パターン図は、このLEDが視野角（2θ1/2）120度（許容差±5°）のランバート放射パターンを持つことを示しており、この角度で強度がピーク値の半分になります。この広い視野角は、広い光分布を必要とする一般的な照明アプリケーションに適しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

機械図面は、LEDパッケージの重要な物理的寸法を提供します。全ての寸法はミリメートル単位で、許容差は±0.1mmです。図面には、パッドサイズ、間隔、部品外形を含む、PCBレイアウトに必要な上面図、側面図、フットプリント詳細が含まれます。これらの寸法を適切に遵守することは、ピックアンドプレース実装、はんだ付け、および規定の光学性能（例：視野角）を達成するために極めて重要です。デバイスの極性も図面に示されており、逆実装を防止します。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって極めて重要です。デバイスは、ピーク温度260℃で最大2リフローサイクルに耐えるよう定格されています。LEDにはある程度のESD保護機能がありますが、逆バイアス使用用には設計されていません。電圧変動による損傷を防ぐために、外部の電流制限抵抗の使用が推奨されます。保管については、未開封の防湿バリア袋は≤30℃/85%RHで保管する必要があります。開封後は、部品は規定のフロアライフ内に使用するか、≤30℃/85%RHで保管する必要があります。規定の保管条件または時間を超えた場合、はんだ付け時のポップコーンクラックを防ぐために、リフロー前にMSL-1プロファイル（85℃/85%RHで168時間）に従ったベーキングが必要です。

7. 梱包および発注情報

LEDは防湿梱包で供給されます。エンボス加工されたキャリアテープに載せられ、その後リールに巻き取られて納品されます。標準の梱包数量はリールあたり2000個で、最小発注数量は1000個です。リール上の製品ラベルには、CPN（顧客品番）、P/N（品番）、LOT NO（トレーサビリティのためのロット番号）、QTY（梱包数量）、CAT（光束ビン、例：J7/J8）、HUE（色ビン、例：4050）、REF（順電圧ビン、例：2939）、MSL-X（湿気敏感度レベル）などのコードが含まれます。キャリアテープとリールの寸法図が提供されており、全ての測定値はミリメートル単位です。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

高いパルス電流能力と輝度に基づき、主なアプリケーションは携帯電話やデジタルビデオカメラのカメラフラッシュまたはストロボライトとしてです。その高効率とクールホワイト出力は、ダウンライトやパネルライトを含む様々な屋内照明器具に適しています。広い視野角は、一般的な照明、ステップライト、非常口サイン、装飾照明での使用をサポートします。また、アプリケーションの熱的および電気的環境が仕様内であれば、TFT-LCDバックライトや自動車内外装照明にも使用できます。

8.2 設計上の考慮事項

設計者は熱管理に細心の注意を払う必要があります。9℃/Wの熱抵抗は、消費電力1ワット（VF * IFで計算）ごとに、接合温度がはんだパッド温度より約9℃上昇することを意味します。PCBを介した効果的な放熱（試験にはMCPCBが推奨）は、接合温度を150℃以下に維持し、長期信頼性（良好な熱管理下で1000時間後のIV劣化が30%未満と規定）を確保するために不可欠です。駆動回路は、順電圧ビン範囲（2.95V-3.95V）を扱い、特に高パルス電流を使用するフラッシュアプリケーションでは、電流を適切に制限するように設計する必要があります。

9. 技術比較と差別化

データシート内で他の特定のLEDモデルとの直接的な比較は提供されていませんが、このデバイスの主要な差別化機能を推測することができます。小型パッケージで非常に高い代表的光束（360lm）と高効率（109 lm/W）を1Aで組み合わせていることは、輝度が重要でスペースに制約のあるアプリケーションにとって大きな利点です。広い120度の視野角は、より狭いビーム角のLEDと比較して、より広い照射を提供します。RoHS、REACH、ハロゲンフリー規格への準拠は基本的な要件ですが、より広い市場アクセスを確保します。光束、電圧、色の詳細なビニング構造は、メーカーに量産製品組立に必要な一貫性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDに流せる最大連続電流はどれくらいですか？

A: 連続動作（トーチモード）の場合、絶対最大定格は350 mA DCです。この電流を超えると永久損傷のリスクがあります。

Q: このLEDをフラッシュアプリケーションに使用できますか？

A: はい、フラッシュアプリケーションに適しています。データシートでは、400msオン / 3600msオフのデューティサイクルで30,000サイクル、ピークパルス電流1500 mAが規定されています。定格を超えないようにこのパルス電流を供給する駆動回路を設計する必要があります。

Q: 熱管理はどれほど重要ですか？

A: 非常に重要です。信頼性試験データ（1000時間、<30%劣化）は、MCPCBを使用した良好な熱管理に基づいています。9℃/Wの熱抵抗は、過熱、効率低下、加速劣化を防ぐために、熱をはんだパッドから効果的に放熱する必要があることを意味します。

Q: 品番の4050は何を意味しますか？

A: おそらく色度（色）ビンに対応しており、このデータシートではCIE図上の4050ビンとして定義され、クールホワイトの色点をターゲットとしています。

Q: 電流制限抵抗は必要ですか？

A: はい。データシートでは、わずかな電圧変動でも大きな電流変動を引き起こしLEDを損傷する可能性があるため、保護のために外部の電流制限抵抗の使用が明示的に推奨されています（ESD保護機能はあるものの）。

11. 実用的な使用例

プロ用デジタルビデオカメラ向けの高輝度トーチライトを設計する場合を考えます。設計には、短時間で強力な照明を提供できるコンパクトな光源が必要です。FC1717GF15HP-F4050は理想的な候補です。設計者は最大出力を得るためにJ8光束ビン（360-420lm）から部品を選択します。駆動回路は、堅牢なMOSFETとコンデンサを使用して、フラッシュ時間中に規定の1500mAパルス電流を供給するように設計されます。熱的には、LEDは専用の金属基板PCB（MCPCB）に実装され、放熱器として機能するカメラのアルミハウジングに取り付けられ、長時間使用中の接合温度が限界内に収まるようにします。広い120度のビーム角は、ビデオ録画に良好な照射範囲を提供します。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体ダイオードに基づく固体光源です。電流が順方向に流れると青色光を発する窒化インジウムガリウム（InGaN）チップを使用しています（エレクトロルミネセンス）。この青色光は、チップ上またはその近くに堆積された蛍光体層によって、一部がより長い波長（黄色、緑色、赤色）に変換されます。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。青色光と蛍光体変換光の特定の比率が相関色温度（CCT）を決定し、この場合はクールホワイト（4000-5000K）です。効率（lm/W）は、電力が可視光にどれだけ効果的に変換されるかを示す尺度です。

13. 技術トレンドと背景

このLEDの仕様は、光エレクトロニクス産業における進行中のトレンドを反映しています。同じ光出力に対するエネルギー消費を削減することを目指し、より高い発光効率（lm/W）への推進は常に続いています。フラッシュアプリケーション向けの高パルス電流への対応能力は、モバイルおよびイメージング技術の要求に合致しています。出力を維持または増加させながらパッケージサイズを小さくする動きは、電子機器の小型化の鍵です。さらに、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件などの環境規制への準拠は、もはや差別化要因ではなく、世界市場への参入のための必須の基準となっています。この分野の将来の発展は、さらなる効率向上、演色性の改善（より高いCRI）、色の一貫性の向上（より厳密なビニング）、およびより高い動作温度下での信頼性の向上に焦点を当てる可能性があります。