Osvětlená deska

Deska s plošnými spoji pro LED je tištěný spoj speciálně navržený pro zařízení se světelnými diodami. Její hlavní funkcí je poskytnout mechanickou podporu a elektrické připojení pro čipy LED. Zároveň efektivně odvádí teplo generované LED během provozu prostřednictvím substrátů s vysokou tepelnou vodivostí, jako jsou hliníkové, měděné a keramické materiály, čímž se předejde zeslabování světla a zkrácení životnosti. Obvody většinou využívají sériová a paralelní hybridní topologie, přičemž šířka vedení odpovídá pracovnímu proudu LED. Může být navržena jako tuhá, flexibilní nebo kombinovaná měkko-tvrdá podle požadavků aplikace a podporuje nepravidelné řezání. Je kompatibilní s LED různých pouzder, jako jsou SMD 2835 a 5050, a je široce využívána v obecném osvětlení, automobilové elektronice, podsvícených displejích, speciálním osvětlení a dalších aplikacích. Hlavní rozdíl oproti běžným Deskám plošných spojů spočívá v tom, že u první je klíčovým požadavkem vedení a odvod tepla spolu s elektrickým připojením, zatímco u druhé postačuje základní elektrické spojení.

Výhody LED desek plošných spojů

Efektivní odvod tepla řeší problémy útlumu světla a životnosti LED již v základu

Při provozu jsou světelné diody omezeny co do účinnosti přeměny elektrické energie. Přibližně 80 % elektrické energie se přemění na teplo. Hromadění tepla přímo vede ke zvyšování teploty LED čipu, což způsobuje problémy, jako je urychlený pokles svítivosti, posun barevné teploty a zkrácení životnosti.

· Výhoda tepelné vodivosti základního materiálu:

Deska led pcb využívá podklady s vysokou tepelnou vodivostí, jako jsou hliníkové, měděné nebo keramické materiály, jejichž tepelná vodivost daleko převyšuje vodivost běžných desek FR-4 (tepelná vodivost FR-4 je přibližně 0,3 W/(m · K), u hliníkových dosahuje 1–20 W/(m · K) a u keramiky na bázi dusíku hlinitého až 180–200 W/(m · K)). Umožňují rychlý odvod tepla vyvinutého čipem LED k chladiči nebo do vnějšího prostředí. · Optimalizace konstrukce pro odvod tepla:

· Optimalizace konstrukce pro odvod tepla:

Některé výkonné obvody LED jsou navrženy s teplovodivými ploškami a metalizovanými přechodovými dírami, aby se zvýšila účinnost odvádění tepla z povrchových kontaktů LED ke spodní kovové vrstvě substrát. Desky plošných spojů na bázi hliníku lze také přímo spojit s chladiči bez nutnosti použití dalších tepelně vodivých lepidel, čímž se dále snižuje tepelný odpor.

· Praktická hodnota:

Rozumné chlazení může prodloužit životnost LED z několika tisíc hodin na 50 000 až 100 000 hodin, zatímco zajišťuje dlouhodobou stabilitu svítivosti a barevné teploty. Je to obzvláště vhodné pro scénáře, které vyžadují dlouhodobý nepřetržitý provoz, jako jsou pouliční lampy a automobilová světla.

Topologie obvodu je stabilní, což zvyšuje odolnost celé desky proti poruchám

Návrh obvodu desky led světelného obvodu plně zohledňuje vlastnosti LED, že „sériové zapojení je náchylné k přerušení a paralelní zapojení je náchylné k rozdělení proudu“, přičemž se vyvažuje spolehlivost a konzistence jasu.

· Výhody sériově-paralelní hybridní topologie:

Používá se obvodová struktura „více skupin do série + celkově paralelně“. Pokud dojde k odpojení jedné LED, ovlivní to pouze sériovou větev, ve které se nachází, a nezpůsobí výpadek celé desky. Zároveň paralelní struktura zajistí stejné napětí na každé větvi, čímž se zabrání spálení některých LED nadměrným proudem. celková struktura paralelního zapojení zajistí shodnost napětí jednotlivých větví a zabrání spálení některých LED v důsledku nadměrného proudu.

· Návrh úměry proudu:

Šířka drátu a tloušťka měděné fólie jsou přesně navrženy na základě jmenovitého provozního proudu LED (např. přibližně 20 mA pro SMD 2835 a přibližně 60 mA pro 5050), aby se předešlo ztrátě proudu způsobeno zahříváním vodiče nebo nadměrným odporem. U vysokovýkonových LED budou také vyhrazena místa pro proudově omezovací rezistory, aby bylo možné usnadnit úpravu proudu podle skutečných potřeb.

· Praktická hodnota:

Hodnota poruchovosti celé desky byla výrazně snížena, což eliminuje nutnost časté údržby. Je vhodná pro scénáře s vysokými požadavky na stabilitu, jako je domácí osvětlení a komerční osvětlení.

Je flexibilní ve tvaru a struktuře, vhodná pro širokou škálu aplikačních scénářů

LED PCB překonává tuhost běžných PCB a může být přizpůsobeno podle požadovaného tvaru různých svítidel

· Rozmanitost tvarů: Podporuje tři formy: tuhou, flexibilní a kombinaci tvrdé a měkké. Tuhé desky LED PCB jsou vhodné pro svítidla s pevným tvarem, jako jsou žárovky a reflektory. Flexibilní deska LED může být ohýbána a skládána,

což ho činí vhodným pro různé nepravidelné aplikace, jako je ambientní osvětlení vozidel a podsvícení zakřivených displejů. Tuho-pružná deska bere v úvahu jak požadavky na ohyb pružné oblasti, tak zatížení zařízení

nosnost tuhé oblasti.

· Nepravidelné řezání a integrovaný design: Jakýkoli tvar, jako kruhový, obloukový nebo páskový, lze dosáhnout laserovým řezáním, což je vhodné pro různé lampové skříně. Lze také integrovat řídící obvody a senzory (

například fotoodpory a infračervené senzory pro detekci přítomnosti člověka) pro vytvoření integrovaného modelu „deska plošných spojů + řízení + snímání“, čímž se snižuje objem výrobku a počet montážních procesů.

· Praktická hodnota: Splňuje požadavky všech scénářů, od mikroskopických indikačních světel až po velké venkovní displeje, a usnadňuje miniaturizaci a snížení hmotnosti výrobků.

Vyvážený poměr nákladů a výkonu pro splnění požadavků různých trhů

LED PCB nabízí širokou škálu řešení substrátů, která lze flexibilně vybírat podle rozpočtu a požadavků zákazníka na výkon

· Řešení s vysokým poměrem cena/výkon: Náklady na hliníkové LED desky plošných spojů jsou pouze 1/3 až 1/2 oproti měděným deskám, přičemž jejich tepelná vodivost splňuje více než 80 % požadavků na osvětlení pro domácnosti. Jedná se o preferovanou volbu

pro domácí stropní svítidla a panelové lampy.

· Vysokovýkonná řešení: Měděné a keramické LED desky plošných spojů mají vyšší tepelnou vodivost, odolávají vysokým teplotám a korozi a jsou vhodné pro náročné podmínky, jako jsou automobilové LED (např.

automobilové reflektory, které musí odolávat teplotním cyklům od -40 °C do 125 °C) a indikátorové světla průmyslových řídicích zařízení (která musí odolávat vibracím a chemické korozí).

· Nízká cena: Indikátorová světla s nízkou spotřebou mohou využívat desky plošných spojů LED s podložkou FR-4, které mají nejnižší náklady a splňují požadavky scénářů s nízkou spotřebou, jako jsou hračky a malé domácí spotřebiče.

· Praktická hodnota: Pokrývá celé cenové spektrum od levných až po luxusní trhy, pomáhá zákazníkům dosáhnout cílového výkonu při současném ovlivňování nákladů.

Vysoká kompatibilita, kompatibilní s více typy pouzder LED

Návrh pájecích plôšek desky obvodu LED je kompatibilní s běžnými specifikacemi pouzder LED a nevyžaduje samostatné otevírání formy.

Podporuje různé typy SMD pouzder, COB pouzder (přímé montáž čipu), vysoce výkonné osvětlení podobné lumenům atd. Velikost a rozteč pájecích plôšek lze přizpůsobit dle specifikací LED.

U COB desek LED jsou navrženy také odrazové povlaky nebo kovové reflektory za účelem zvýšení využití světla a zvýšení jasu osvětlení.

LED desky lze klasifikovat podle materiálu substrátu, konstrukční formy a kompatibility s LED pouzdry.

Různé typy se liší výkonem odvádění tepla, náklady a aplikačními scénáři, jak je podrobně popsáno níže:

Klasifikace podle materiálu substrátu

Toto je nejrozšířenější metoda klasifikace, která souvisí přímo s účinností odvádění tepla produktu a s příslušným rozsahem výkonu.

Klasifikace podle konstrukční formy

Klasifikace podle požadavků na montáž a tvar výrobku, určuje prostorovou přizpůsobitelnost desek plošných spojů pro LED.

Tuhá deska plošných spojů pro LED

Pevný tvar, nelze ohýbat, s vysokou mechanickou pevností. Je to nejběžnější typ, vhodný pro většinu svítidel s pevnou instalací.

Flexibilní deska plošných spojů pro LED (FPC-LED)

Používá flexibilní substráty, lze ohýbat, skládat a vinout. vhodné pro osvětlovací scénáře se speciálními tvary nebo zakřivené, jako jsou automobilová okolní světla, světelné pásy a podsvícení zakřivených obrazovek.

Rigid-Flex LED deska

Tuhé části nesou LED čipy a ovládací komponenty, zatímco flexibilní části umožňují ohýbání. Nabízí rovnováhu mezi stabilitou a pružností, vhodné pro svítidla se složitou konstrukcí (např. skládací stolní lampy, automobilová světla se speciálními tvary).

III. Klasifikace podle kompatibility s LED pouzdry (kompatibilní s různými způsoby montáže LED)

SMD LED deska

Návrh plošek je kompatibilní s povrchově montovanými LED. Vyznačuje se zralou technologií a vysokou úrovní automatizace, což z ní činí dominantní typ na současném trhu.

COB LED deska

Navržena speciálně pro LED typu Chip-on-Board. LED čipy jsou přímo namontovány na povrch desky bez pouzder nebo zlatých drátků, což zajišťuje široký světelný úhel a rovnoměrné osvětlení. vhodné pro reflektory, zářivky a další

svítidla s vysokými nároky na kvalitu světelné skvrny.

Výkonná LUXEON LED deska s plošnými spoji

Obsahuje větší plochy kontaktů a kratší tepelné odvody, kompatibilní s jednotlivými vysokovýkonovými LED (≥1W). Běžně používané ve venkovním osvětlení a průmyslovém osvětlení.

Desky s plošnými spoji pro LED, díky svým vlastnostem efektivního odvádění tepla, stabilních obvodů a flexibilních tvarů, jsou široce využívány v různých aplikacích, které závisí na svícení LED, včetně běžného osvětlení, automobilové elektroniky, podsvícení displejů, speciálního osvětlení, průmyslové regulace, lékařství a dalších oblastech. Konkrétní aplikace jsou následující:

Oblast běžného osvětlení
Toto je nejdůležitější aplikační scénář desek s plošnými spoji pro LED, vhodný pro domácí i komerční osvětlovací zařízení:
· Domácí osvětlení: Stropní svítidla, žárovky, stolní lampy a zářivky nejčastěji využívají tuhé hliníkové desky s plošnými spoji pro LED, které slučují efektivní odvod tepla a cenovou návratnost.
· Komerční osvětlení: Reflektory v obchodních centrech, stojací svítidla v obchodech, panely osvětlení v kancelářských budovách, venkovní pouliční lampy/zahradní lampy. Silné pouliční lampy využívají měděné desky plošných spojů LED ke zlepšení odvodu tepla a zajištění dlouhodobé provozní stability.

Oblast automobilové elektroniky
Splňuje přísné požadavky automobilového průmyslu na odolnost proti vysokým teplotám a vibracím a dělí se na dva typy: uvnitř a vně vozidla.
· Vnitřní osvětlení: Okolní osvětlení, čtecí lampy a podsvícení palubní desky jsou nejčastěji vybaveny flexibilními deskami plošných spojů LED, které jsou vhodné pro zakřivené plochy a nepravidelné instalační prostory.
· Venkovní osvětlení: Pro reflektory, směrové světly, brzdová světla a mlhová světla se doporučují keramické nebo měděné desky plošných spojů LED, které odolávají teplotním cyklům v rozmezí od -40 °C do 125 °C a pracují ve vibračním prostředí.

Oblast podsvíceného displeje

Systémy podsvícení podporující různé obrazovky vyžadují vysoké nároky na tvar a rovnoměrnost jasu:

Podsvícení spotřební elektroniky: Podsvícení obrazovek pro mobilní telefony, tablety a notebooky s využitím flexibilních nebo extrémně tenkých tuhých LED desek plošných spojů pro dosažení lehkého a tenkého designu;

Podsvícení komerčních displejů: LCD televize, reklamní automaty a venkovní displeje s využitím COB LED desek plošných spojů pro zlepšení rovnoměrnosti jasu a snížení problémů s osvětlením;

Speciální osvětlovací oblast

Přizpůsobení se vlastním a funkčním osvětlovacím potřebám:

Rostlinná světla: Použití hliníkových LED desek plošných spojů s vysokou tepelnou vodivostí pro umístění výkonných LED čipů, které splňují spektrální a tepelné požadavky pro fotosyntézu rostlin;

Ultrafialové sterilizační lampy: Použití LED desek plošných spojů s korozivzdorným substrátem, vhodných pro prostředí s ultrafialovým zářením;

Scénická osvětlení / Osvětlení krajiny: Dosahování různých tvarů osvětlení a dynamických efektů prostřednictvím nepravidelně tvarovaných obvodových desek LED a kombinovaných flexibilních-tuhých desek.

Průmyslová regulace a lékařské přístroje

Splnění vysokých požadavků na spolehlivost a stabilitu:

Průmyslová řídicí zařízení: Indikátory CNC obráběcích strojů, varovné světelné signály průmyslového vybavení, použití keramických desek LED s plošnými spoji pro přizpůsobení vysokým teplotám, prachu a vibracím v průmyslovém prostředí;

Lékařské přístroje: Chirurgické bezstínové lampy, podsvícení lékařských diagnostických přístrojů, indikátory přenosných lékařských zařízení, vyžadující soulad se standardy lékařské certifikace a použití LED s nízkým elektromagnetickým rušením

návrhy obvodových desek.