FC1717GF15HP-F4050 LED 規格書 - 封裝尺寸 - 順向電壓 2.95-3.95V - 光通量 330-420lm - 冷白光 4000-5000K - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

FC1717GF15HP-F4050 是一款高亮度冷白光 LED，專為需要在小尺寸封裝中實現高發光效率的應用而設計。此元件採用 InGaN 晶片技術，可產生相關色溫（CCT）範圍為 4000K 至 5000K 的冷白光。其主要設計理念在於提供高光學輸出，同時保持小巧的外形尺寸，使其適合空間受限的設計。本產品符合 RoHS、REACH 及無鹵素標準，確保其適用於具有嚴格環保法規的全球市場。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的核心優勢在於其高光學效率，在 1A 順向電流下額定為 109 lm/W，典型光通量為 360lm。這種高效率轉化為終端產品更低的功耗和減少的散熱管理需求。該元件針對亮度、順向電壓和色度進行分級，為量產提供一致性。主要目標市場包括行動裝置相機閃光燈、數位攝影機補光燈，以及各種室內外照明應用。其規格也使其適用於 TFT 背光、汽車內外照明以及需要可靠、明亮且高效白光的裝飾照明系統。

2. 技術參數深度解析

本節對規格書中指定的關鍵技術參數進行客觀且詳細的分析，涵蓋電光、電氣和熱特性。

2.1 電光特性

電光性能定義於焊盤溫度（Ts）為 25°C 時。在脈衝條件（50ms 脈衝）下以 1000mA 順向電流（IF）驅動時，光通量（Iv）最小值為 330 lm，典型值為 360 lm，最大值為 420 lm。在此電流下的順向電壓（VF）範圍從 2.95V（最小）到 3.95V（最大），典型值為 3.45V。色溫指定在 4000K 至 5000K 之間，使其明確位於冷白光譜範圍。顯色指數（CRI）典型值為 83，最小值為 80，表示對於一般照明任務具有良好的色彩還原能力。所有光學測量均有 ±10% 的規定公差，順向電壓測量公差為 ±0.1V。

2.2 絕對最大額定值與電氣參數

絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的極限。手電筒模式操作的最大連續直流順向電流為 350 mA。對於脈衝操作，在特定工作週期（400ms 開啟 / 3600ms 關閉，共 30,000 次循環）下，允許 1500 mA 的峰值脈衝電流。該元件可承受高達 2000V（人體放電模型）的靜電放電（ESD）。必須注意，這些 LED 並非設計用於反向偏壓操作。超過 150°C 的最大接面溫度或在最大額定值下長時間（超過 1 小時）運行，可能會降低性能和可靠性。從接面到焊點的熱阻指定為 9 °C/W，這是散熱設計的關鍵參數。

2.3 熱與環境規格

工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。該元件可承受 260°C 的焊接溫度，最多可進行 2 次迴焊循環。其濕度敏感等級（MSL）為 1，這意味著在需要烘烤前，於 ≤30°C/85% RH 條件下具有無限的車間壽命。與較高 MSL 等級的元件相比，這簡化了處理和儲存物流。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色和亮度一致性，LED 根據關鍵參數進行分級。

3.1 色度（顏色）分級

提供的色度圖定義了 CIE 1931 色彩空間中的 "4050" 分級。該分級在圖表上以具有特定角點座標的四邊形表示。目標參考點位於 CIE-x: 0.3772, CIE-y: 0.3628。色座標測量的允許變異為 ±0.01。此分級在 IF=1000mA 的標準測試條件下進行。

3.2 光通量分級

光通量輸出分為兩個等級：J7 和 J8。J7 等級涵蓋的光通量值為 330 lm 至 360 lm。J8 等級涵蓋更高的輸出範圍，從 360 lm 到 420 lm。這允許設計師根據其應用所需的亮度等級選擇元件。

3.3 順向電壓分級

順向電壓在代碼 "2939" 下進行分級。此分級涵蓋了電光特性表中指定的整個順向電壓範圍，在 1000mA 下從最小值 2.95V 到最大值 3.95V。設計師必須確保其驅動電路能夠適應此完整的電壓範圍。

4. 性能曲線分析

規格書包含數個典型性能曲線，說明關鍵參數在不同條件下的行為。

4.1 相對光譜分佈

光譜分佈曲線顯示了在 1000mA 驅動下，從約 400nm 到 800nm 波長範圍內發射光的相對強度。對於此冷白光螢光粉轉換 LED，其峰值波長（λp）位於藍色區域（藍光激發晶片的典型值約為 450-455nm），並在黃/綠/紅光譜中具有寬廣的螢光粉發射，兩者結合產生白光。此曲線的形狀決定了 CCT 和 CRI。

4.2 IV 曲線與光通量 vs. 電流

順向電壓 vs. 順向電流曲線顯示了典型的二極體非線性關係。電壓隨電流增加而增加。相對光通量 vs. 順向電流曲線表明，光輸出隨電流增加而增加，但可能並非完全線性，特別是在較高電流下，效率下降和熱效應變得顯著。這些曲線對於選擇適當的工作點以平衡亮度、效率和熱負載至關重要。

4.3 CCT vs. 順向電流與輻射模式

CCT vs. 順向電流曲線顯示了色溫如何隨驅動電流偏移。在工作範圍內穩定的 CCT 對於色彩一致性是理想的。典型輻射模式圖顯示，此 LED 具有朗伯發射模式，視角（2θ1/2）為 120 度（±5° 公差），此處強度為峰值的一半。這種寬視角適合需要廣泛光分佈的一般照明應用。

5. 機械與封裝資訊

機械圖提供了 LED 封裝的關鍵物理尺寸。所有尺寸均以毫米為單位，公差為 ±0.1mm。該圖包括 PCB 佈局所需的頂視圖、側視圖和佔位面積細節，包含焊盤尺寸、間距和元件外框。嚴格遵守這些尺寸對於成功的取放組裝、焊接以及實現指定的光學性能（例如視角）至關重要。圖中也標示了元件的極性，以防止反向安裝。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理對於可靠性至關重要。該元件額定可承受峰值溫度 260°C 下最多 2 次迴焊循環。儘管 LED 具有一些 ESD 保護，但並非設計用於反向偏壓使用。建議使用外部限流電阻，以防止因電壓波動而損壞。對於儲存，未開封的防潮袋應保持在 ≤ 30°C / 85% RH 條件下。一旦開封，元件應在指定的車間壽命內使用，或儲存在 ≤ 30°C / 85% RH 條件下。如果超過指定的儲存條件或時間，則需要在迴焊前根據 MSL-1 規範（85°C/85% RH 下 168 小時）進行烘烤，以防止焊接過程中發生爆米花效應裂紋。

7. 包裝與訂購資訊

LED 以防潮包裝供應。它們裝載在壓紋載帶上，然後捲繞到捲盤上。標準裝載數量為每捲 2000 顆，最小訂購量為 1000 顆。捲盤上的產品標籤包含多個代碼：CPN（客戶產品編號）、P/N（產品編號）、LOT NO（批次號，用於追溯）、QTY（包裝數量）、CAT（光通量分級，例如 J7/J8）、HUE（顏色分級，例如 4050）、REF（順向電壓分級，例如 2939）和 MSL-X（濕度敏感等級）。提供了載帶和捲盤尺寸的圖示，所有測量單位均為毫米。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

基於其高脈衝電流能力和亮度，主要應用是作為手機和數位攝影機的相機閃光燈或頻閃燈。其高效率和冷白光輸出使其適用於各種室內照明燈具，包括筒燈和面板燈。寬視角支持其用於一般照明、階梯照明、出口標誌和裝飾照明。只要應用的熱和電氣環境在規格範圍內，它也可用於 TFT-LCD 背光以及汽車內外照明。

8.2 設計考量

設計師必須密切注意散熱管理。9 °C/W 的熱阻意味著，對於每瓦消耗的功率（計算為 VF * IF），接面溫度將比焊盤溫度升高約 9°C。通過 PCB（建議使用 MCPCB 進行測試）進行有效的散熱對於將接面溫度維持在 150°C 以下並確保長期可靠性（在良好的散熱管理下，1000 小時後光通量衰減小於 30%）至關重要。驅動電路必須設計為能夠處理順向電壓分級範圍（2.95V-3.95V）並適當限制電流，特別是對於使用高脈衝電流的閃光燈應用。

9. 技術比較與差異化

雖然規格書中未提供與其他特定 LED 型號的直接並排比較，但可以推斷出此元件的關鍵差異化特點。其在小封裝中結合了非常高的典型光通量（360lm）和高效率（109 lm/W，在 1A 下），對於亮度要求高且空間受限的應用來說是一個顯著優勢。與光束角較窄的 LED 相比，120 度的寬視角提供了更廣泛的照明。符合 RoHS、REACH 和無鹵素標準是基本要求，但確保了更廣泛的市場准入。針對光通量、電壓和顏色的詳細分級結構為製造商提供了大規模產品組裝所需的一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以驅動此 LED 的最大連續電流是多少？

答：對於連續操作（手電筒模式），絕對最大額定值為 350 mA 直流電。超過此電流有永久損壞的風險。

問：我可以將此 LED 用於閃光燈應用嗎？

答：可以，它適用於閃光燈應用。規格書指定了在 400ms 開啟 / 3600ms 關閉的工作週期下，30,000 次循環的峰值脈衝電流為 1500 mA。您必須設計您的驅動電路以提供此脈衝電流，且不超過額定值。

問：散熱管理有多關鍵？

答：非常關鍵。可靠性測試數據（1000 小時，<30% 衰減）是基於使用 MCPCB 的良好散熱管理。9 °C/W 的熱阻意味著必須有效地將熱量從焊盤導出，以防止過熱、效率下降和加速老化。

問：零件編號中的 "4050" 代表什麼？

答：它很可能對應於色度（顏色）分級，在本規格書中定義為 CIE 圖上的 "4050" 分級，目標是冷白光色點。

問：限流電阻是必要的嗎？

答：是的。規格書明確建議使用外部限流電阻進行保護，因為即使它具有一些 ESD 保護，輕微的電壓波動也可能導致大電流偏移，從而損壞 LED。

11. 實際使用案例

考慮為專業數位攝影機設計一個高亮度補光燈。該設計需要一個能夠在短時間內提供強烈照明的小型光源。FC1717GF15HP-F4050 是一個理想的選擇。設計師會從 J8 光通量分級（360-420lm）中選擇元件以獲得最大輸出。驅動電路將設計為在閃光持續時間內提供指定的 1500mA 脈衝電流，使用穩健的 MOSFET 和電容器。在散熱方面，LED 將安裝在專用的金屬基板 PCB（MCPCB）上，該 PCB 連接到攝影機的鋁製外殼作為散熱器，確保在長時間使用期間接面溫度保持在限制範圍內。120 度的寬光束角將為影片錄製提供良好的覆蓋範圍。

12. 工作原理簡介

此 LED 是一種基於半導體二極體的固態光源。它使用氮化銦鎵（InGaN）晶片，當電流通過其順向方向時會發出藍光（電致發光）。然後，這部分藍光被沉積在晶片上或附近的螢光粉層部分轉換為更長的波長（黃、綠、紅）。剩餘的藍光與螢光粉轉換光的混合產生了白光的感知。藍光與螢光粉轉換光的特定比例決定了相關色溫（CCT），在本例中為冷白光（4000-5000K）。效率（lm/W）是衡量電能轉換為可見光有效性的指標。

13. 技術趨勢與背景

此 LED 的規格反映了光電產業的持續趨勢。追求更高的發光效率（lm/W）是一個持續的目標，旨在為相同的光輸出減少能源消耗。處理閃光燈應用高脈衝電流的能力符合行動和影像技術的需求。在保持或增加輸出功率的同時朝向更小封裝尺寸發展，是電子設備微型化的關鍵。此外，符合 RoHS、REACH 和無鹵素要求等環保法規不再是差異化因素，而是進入全球市場的強制性基準。該領域未來的發展可能集中在進一步提高效率、改善顯色性（更高的 CRI）、更好的色彩一致性（更嚴格的分級）以及在更高工作溫度下增強可靠性。