Ήχανε pcb

Τι είναι ένα LED PCB;

Ένα Ήχανε pcb είναι μια πλακέτα που σχεδιάζεται ειδικά για συσκευές διοδών εκπομπής φωτός. Η βασική της λειτουργία είναι να παρέχει μηχανική στήριξη και ηλεκτρική σύνδεση στα LED τσιπ. Ταυτόχρονα, αποσπά αποτελεσματικά τη θερμότητα που παράγεται από το LED κατά τη λειτουργία μέσω υποστρωμάτων υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, όπως υλικά με βάση το αλουμίνιο, το χαλκό ή τα κεραμικά, αποφεύγοντας έτσι τη μείωση της φωτεινότητας και τη συρρίκνωση της διάρκειας ζωής. Οι διαδρομές της είναι κυρίως με βάση τοπολογία υβριδικού σειριακού και παράλληλου κυκλώματος, με πλάτος γραμμής που αντιστοιχεί στο λειτουργικό ρεύμα του LED. Μπορεί επίσης να σχεδιαστεί σε σκληρές, εύκαμπτες ή συνδυασμένες μορφές σκληρών και μαλακών μορφών, ανάλογα με τις απαιτήσεις εφαρμογής, και υποστηρίζει άκανστη κοπή κοπή. Συμβατό με LEDs διαφορετικών πακέτων, όπως SMD 2835 και 5050, και χρησιμοποιείται ευρέως σε γενικό φωτισμό, αυτοκινητοβιομηχανία, οπίσθιο φωτισμό οθονών, ειδικό φωτισμό και άλλες εφαρμογές. Η βασική διαφορά από τα συνηθισμένα PCB είναι ότι τα πρώτα έχουν ως βασικές απαιτήσεις τη διάδοση και απαγωγή θερμότητας, καθώς και την ηλεκτρική σύνδεση, ενώ τα δεύτερα χρειάζεται να πληρούν μόνο τη βασική ηλεκτρική σύνδεση

Πλεονεκτήματα του LED PCB

Αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας που επιλύει στη ρίζα τα προβλήματα φωτεινής εξασθένισης και διάρκειας ζωής των LED

Όταν τα LED λειτουργούν, η απόδοση της μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας περιορίζεται. Περίπου το 80% της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα. Η συσσώρευση θερμότητας οδηγεί απευθείας σε αύξηση της θερμοκρασίας του LED chip, προκαλώντας προβλήματα όπως επιταχυνόμενη εξασθένιση φωτός, μετατόπιση χρωματικής θερμοκρασίας και μείωση της διάρκειας ζωής.

· Πλεονέκτημα θερμικής αγωγιμότητας του βασικού υλικού:

Η πλακέτα led pcb χρησιμοποιεί υποστρώματα υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, όπως αλουμινίου, χαλκού και κεραμικά, με θερμική αγωγιμότητα πολύ υψηλότερη από αυτή των συνηθισμένων FR-4 PCBS (η θερμική αγωγιμότητα του FR-4 είναι περίπου 0,3 W/(m·K), του βάσης αλουμινίου μπορεί να φτάσει 1-20 W/(m·K) και του κεραμικού νιτριδίου του αλουμινίου μπορεί να φτάσει 180-200 W/(m·K)). Μπορεί να διαγάγει γρήγορα τη θερμότητα που παράγεται από το LED chip στο ψυγείο ή στο εξωτερικό περιβάλλον.

· Βέλτιστη δομή απαγωγής θερμότητας:

Κάποια κυκλώματα υψηλής ισχύος για LED σχεδιάζονται με επαφές αγωγιμότητας θερμότητας και μεταλλικά διάτρητα για να βελτιωθεί η αποδοτικότητα αγωγιμότητας της θερμότητας από τις επιφάνειες των επαφών των LED προς το κάτω μεταλλικό στρώμα τα πλακίδια PCB με βάση αλουμινίου μπορούν επίσης να συνδεθούν απευθείας με ψύκτρες, χωρίς την ανάγκη για επιπλέον θερμικά αγώγιμες κόλλες, μειώνοντας έτσι περαιτέρω τη θερμική αντίσταση.

· Πρακτική αξία:

Μια λογική διασπορά της θερμότητας μπορεί να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των LED από αρκετές χιλιάδες ώρες σε 50.000 έως 100.000 ώρες, διασφαλίζοντας τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα της φωτεινής έντασης και της θερμοκρασίας χρώματος. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για σενάρια που απαιτούν συνεχή λειτουργία για μεγάλα χρονικά διαστήματα, όπως οι λύχνοι δρόμων και οι προβολείς αυτοκινήτων.

Η τοπολογία του κυκλώματος είναι σταθερή, αυξάνοντας την αντοχή της πλακέτας σε βλάβες.

Η σχεδίαση του κυκλώματος της πλακέτας φωτισμού led λαμβάνει πλήρως υπόψη τις ιδιαιτερότητες των led, σύμφωνα με τις οποίες «η σύνδεση σε σειρά είναι επιρρεπής σε ανοιχτό κύκλωμα και η παράλληλη σύνδεση είναι επιρρεπής στη διακλάδωση ρεύματος», εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα αξιοπιστία και συνέπεια στη φωτεινότητα.

· Πλεονεκτήματα της υβριδικής τοπολογίας σειράς-παραλληλισμού:

Χρησιμοποιεί μια διαμόρφωση κυκλώματος «πολλές ομάδες σε σειρά + γενικός παραλληλισμός». Αν ένα μεμονωμένο LED αποσυνδεθεί, θα επηρεάσει μόνο το κλάδο σειράς στον οποίο βρίσκεται και δεν θα προκαλέσει τον απόσβεση ολόκληρης της πλακέτας. Ταυτόχρονα, η παράλληλη δομή εξασφαλίζει ότι οι τάσεις κάθε κλάδου παραμένουν σταθερές, αποτρέποντας την καύση ορισμένων led λόγω υπερβολικού ρεύματος. ο παράλληλος σχεδιασμός δομής μπορεί να εξασφαλίσει ότι οι τάσεις κάθε κλάδου είναι συνεπείς, αποτρέποντας την καύση ορισμένων led λόγω υπερβολικού ρεύματος.

· Σχεδιασμός ταίριασμα ρεύματος:

Σχεδιάζει με ακρίβεια το πλάτος της γραμμής και το πάχος του φύλλου χαλκού βάσει του ονομαστικού λειτουργικού ρεύματος του LED, προκειμένου να αποφευχθεί η απώλεια ρεύματος προκαλείται από τη θέρμανση του σύρματος ή υπερβολική αντίσταση. Για λαμπτήρες υψηλής ισχύος, διατίθενται επίσης παδς αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος για να διευκολυνθεί ο προσαρμογή του ρεύματος σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες.

· Πρακτική αξία:

Ο βαθμός αποτυχίας ολόκληρης της πλακέτας έχει μειωθεί σημαντικά, δεν απαιτείται συχνή συντήρηση. Είναι κατάλληλο για σενάρια με υψηλές απαιτήσεις σταθερότητας, όπως ο φωτισμός σπιτιών και ο εμπορικός φωτισμός.

Είναι εύκαμπτο ως προς τη μορφή και τη δομή, κατάλληλο για μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών

Το LED PCB ξεπερνά τον περιορισμό της ακαμψίας του συνηθισμένου PCB και μπορεί να προσαρμοστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχήματος διαφορετικών προϊόντων φωτισμού

· Μορφολογική ποικιλομορφία: Υποστηρίζει τρεις μορφές: σκληρή, εύκαμπτη και συνδυασμός σκληρής και εύκαμπτης. Οι σκληρές πλακέτες LED χρησιμοποιούνται σε λάμπες σταθερού σχήματος, όπως λαμπτήρες και φακοί. Η εύκαμπτη πλακέτα LED μπορεί να διπλώνεται και να κάμπτεται καθιστώντας το κατάλληλο για διάφορα ακανόνιστα σενάρια, όπως η αμβιεντική φωταγώγηση αυτοκινήτων και η πίσω φωταγώγηση καμπύλων οθονών. Η σκληρή-εύκαμπτη πλακέτα λαμβάνει υπόψη τόσο τις απαιτήσεις κάμψης της εύκαμπτης περιοχής όσο και τη φόρτωση της συσκευής της αντοχής της σκληρής περιοχής.

· Ακανόνιστη κοπή και ενσωματωμένο σχέδιο: Μπορούν να επιτευχθούν οποιαδήποτε σχήματα, όπως κυκλικά, τόξου και λωριδωτά, μέσω λέιζερ κοπής, κάτι που ταιριάζει σε διαφορετικά κέλυφη λαμπτήρων. Επιπλέον, μπορεί να ενσωματώσει κυκλώματα οδήγησης και αισθητήρες ώστε να επιτευχθεί ένα ενοποιημένο μοντέλο «PCB + οδήγηση + αίσθηση», μείωση του όγκου του προϊόντος και των διαδικασιών συναρμολόγησης.

· Πρακτική αξία: Καλύπτει τις ανάγκες όλων των σεναρίων, από μικρούς ενδεικτικούς λαμπτήρες έως μεγάλες εξωτερικές οθόνες, και διευκολύνει τον ελασμό και την ελαφρύτητα του σχεδιασμού των προϊόντων.

Ισορροπία κόστους και απόδοσης για να καλύπτονται οι απαιτήσεις διαφορετικών αγορών

Το LED PCB προσφέρει μια ποικιλία λύσεων υποστρώματος, οι οποίες μπορούν να επιλεγούν ευέλικτα σύμφωνα με τον προϋπολογισμό και τις απαιτήσεις απόδοσης του πελάτη

· Λύση υψηλής σχέσης κόστους-απόδοσης: Το κόστος των αλουμινένιων LED PCBs είναι μόνο το 1/3 έως το 1/2 από αυτό των βασισμένων σε χαλκό, ενώ η θερμική αγωγιμότητά τους καλύπτει πάνω από το 80% των απαιτήσεων φωτισμού για οικιακή χρήση. Αποτελεί την προτιμώμενη επιλογή για οικιακούς οροφικούς λαμπτήρες και πλακέτες φωτισμού.

· Λύσεις υψηλής απόδοσης: Τα βασισμένα σε χαλκό και τα κεραμικά led κυκλώματα έχουν ισχυρότερη θερμική αγωγιμότητα, αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες και διάβρωση και είναι κατάλληλα για απαιτητικά σενάρια όπως automotive-grade LEDs και ενδεικτικά φώτα βιομηχανικών εξοπλισμών ελέγχου.

· Λύση χαμηλού κόστους: Τα LED ενδεικτικά φώτα χαμηλής ισχύος μπορούν να χρησιμοποιήσουν υποστρώματα FR-4 για LED PCBs, τα οποία έχουν το χαμηλότερο κόστος και πληρούν τις απαιτήσεις σεναρίων χαμηλής κατανάλωσης όπως παιχνίδια και μικρές οικιακές συσκευές.

· Πρακτική αξία: Καλύπτοντας ολόκληρη την κλίμακα τιμών από τις αγορές χαμηλού έως υψηλού επιπέδου, βοηθώντας τους πελάτες να επιτύχουν την επιθυμητή απόδοση ενώ ελέγχουν το κόστος.

Υψηλή συμβατότητα, συμβατή με πολλαπλούς τύπους συσκευασίας LED

Η σχεδίαση των παδ της πλακέτας LED είναι συμβατή με τις κυρίαρχες προδιαγραφές συσκευασίας LED και δεν απαιτεί ξεχωριστό άνοιγμα καλουπιού.

Υποστηρίζει διάφορους τύπους συσκευασίας SMD, συσκευασίας COB, συσκευασίας υψηλής ισχύος παρόμοιας με λουμέν, κ.α. Το μέγεθος και το βήμα των κολλητών επιφανειών μπορεί να προσαρμοστεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές των LED.

Για COB LED PCBS, θα σχεδιαστούν επίσης ανακλαστικά επιχρίσματα ή μεταλλικοί ανακλαστήρες για να βελτιωθεί η χρήση του φωτός και να αυξηθεί η φωτεινότητα.

Τα LED PCB μπορούν να ταξινομηθούν βάσει του υλικού του υποστρώματος, της δομικής μορφής και της συμβατότητας με τη συσκευασία LED.

Οι διαφορετικοί τύποι διαφέρουν ως προς την απόδοση διάχυσης θερμότητας, το κόστος και τις εφαρμογές, όπως αναλύεται παρακάτω:

Ταξινόμηση βάσει Υλικού Υποστρώματος

Αυτή είναι η πιο διαδεδομένη μέθοδος ταξινόμησης, η οποία σχετίζεται άμεσα με την απόδοση απαγωγής θερμότητας και το εύρος ισχύος που μπορεί να εφαρμοστεί.

Κατηγοριοποίηση κατά μορφή δομής

Κατηγοριοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις εγκατάστασης και σχήματος του προϊόντος, καθορίζει τη χωρική προσαρμοστικότητα των πλακετών LED

Σκληρή πλακέτα LED

Σταθερό σχήμα, μη εύκαμπτη, με υψηλή μηχανική αντοχή. Είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος, κατάλληλος για τις περισσότερες εφαρμογές φωτισμού με σταθερή εγκατάσταση

Εύκαμπτη πλακέτα LED (FPC-LED)

Χρησιμοποιεί εύκαμπτα υποστρώματα, μπορεί να καμπυλώνεται, διπλώνεται και τυλίγεται. Κατάλληλο για φωτιστικά σε ειδικά σχήματα ή καμπύλες εφαρμογές, όπως φώτα περιβάλλοντος αυτοκινήτων, λωρίδες φωτισμού και πίσω φωτισμός καμπύλων οθονών.

Rigid-Flex LED PCB

Οι άκαμπτοι περιοχές φέρουν τα τσιπ LED και τα εξαρτήματα οδήγησης, ενώ οι εύκαμπτες περιοχές επιτρέπουν τη λυγισμό. Ισορροπεί σταθερότητα και ευκαμψία, και είναι εφαρμόσιμο σε λάμπες με πολύπλοκες δομές.

Κατηγοριοποίηση βάσει Συμβατότητας Συσκευασίας LED

SMD LED PCB

Η σχεδίαση των παδ είναι συμβατή με LED σε επιφανειακή τοποθέτηση (SMD). Διαθέτει ώριμη τεχνολογία και υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης, γεγονός που το καθιστά το κυρίαρχο τύπο στην αγορά σήμερα.

COB LED PCB

Σχεδιασμένο ειδικά για LED τύπου Chip-on-Board. Τα LED τοποθετούνται απευθείας στην επιφάνεια του PCB χωρίς βάσεις ή χρυσά σύρματα, προσφέροντας ευρύ γωνιακό εύρος φωτισμού και ομοιόμορφη φωτεινότητα. Κατάλληλο για φακούς, εντοιχιζόμενα φώτα και άλλα φώτα με υψηλές απαιτήσεις σε φωτεινό σημείο.

Πλακέτα υψηλής ισχύος LUXEON LED

Διαθέτει μεγαλύτερες περιοχές pad και βραχύτερες διαδρομές αποβολής θερμότητας, συμβατή με μεμονωμένα LEDs υψηλής ισχύος (≥1W). Χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές εξωτερικού φωτισμού και βιομηχανικού φωτισμού.

Οι πλακέτες LED χάρη στα χαρακτηριστικά τους, όπως η αποτελεσματική αποβολή θερμότητας, οι σταθερά κυκλώματα και η ευέλικτη μορφή, χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές που βασίζονται στην εκπομπή φωτός από LEDs, καλύπτοντας γενικό φωτισμό, αυτοκινητοβιομηχανία, οθόνες με πίσω φωτισμό, ειδικό φωτισμό, βιομηχανικό έλεγχο, ιατρικό εξοπλισμό και άλλους τομείς. Οι συγκεκριμένες εφαρμογές είναι οι ακόλουθες:

Τομέας γενικού φωτισμού
Αυτό αποτελεί το κύριο σενάριο εφαρμογής της πλακέτας led pcb, κατάλληλο τόσο για οικιακό όσο και για εμπορικό εξοπλισμό φωτισμού:
· Οικιακός φωτισμός: Τα οροφαία φώτα, οι λαμπτήρες, οι επιτραπέζιοι λαμπτήρες και τα φώτα downlight χρησιμοποιούν κυρίως αλουμινένιες άκαμπτες πλακέτες LED, οι οποίες εξασφαλίζουν και την αποβολή θερμότητας και την οικονομική απόδοση.
· Εμπορικός φωτισμός: Φώτα spot σε εμπορικά κέντρα, φώτα σε ράγες καταστημάτων, πάνελ φωτισμού σε κτίρια γραφείων, εξωτερικοί δρόμοι/λαμπτήρες κήπων. Οι λαμπτήρες υψηλής ισχύος θα χρησιμοποιούν πλακέτα PCB LED χαλκού για βελτίωση της απαγωγής θερμότητας και εξασφάλιση μακροπρόθεσμης σταθερότητας λειτουργίας.

Ο τομέας της ηλεκτρονικής αυτοκινήτου
Πληροί τις αυστηρές απαιτήσεις αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχής σε κραδασμούς για αυτοκίνητα, και διακρίνεται σε δύο τύπους: εσωτερικά και εξωτερικά του οχήματος.
· Εσωτερικός φωτισμός: Ο φωτισμός περιβάλλοντος, τα φώτα ανάγνωσης και ο πίσω φωτισμός του ταμπλώ είναι κυρίως εξοπλισμένα με εύκαμπτες πλακέτες LED PCB, οι οποίες είναι κατάλληλες για καμπύλες επιφάνειες και μη τυπικούς χώρους εγκατάστασης.
· Εξωτερικός φωτισμός: Για φώτα μπροστινά, φλας, φώτα πέδησης και ομίχλης, πρέπει να επιλέγονται πλακέτες LED PCB από κεραμικό ή χαλκό, προκειμένου να αντέχουν κύκλους θερμοκρασίας από -40 °C έως 125 °C και περιβάλλοντα κραδασμών.

Τομέας φωτισμού οπίσθιας οθόνης

Τα συστήματα φωτισμού πίσω επιφάνειας που υποστηρίζουν διάφορες οθόνες απαιτούν υψηλές προδιαγραφές όσον αφορά τον παράγοντα μορφής και την ομοιόμορφη φωτεινότητα:

Φωτισμός πίσω επιφάνειας Ηλεκτρονικών Καταναλωτή: Φωτισμός πίσω επιφάνειας οθόνης για κινητά τηλέφωνα, tablet και φορητούς υπολογιστές, χρησιμοποιώντας εύκαμπτα LED PCB ή εξαιρετικά λεπτά άκαμπτα LED PCB για επίτευξη ελαφριάς και λεπτής σχεδίασης·

Φωτισμός πίσω επιφάνειας Εμπορικών Οθονών: Τηλεοράσεις LCD, μηχανήματα διαφημίσεων και εξωτερικές οθόνες, χρησιμοποιώντας COB LED PCB για βελτίωση της ομοιόμορφης φωτεινότητας και μείωση προβλημάτων φωτεινών σημείων.

Ειδικός Τομέας Φωτισμού

Προσαρμογή σε προσαρμοσμένες και λειτουργικές ανάγκες φωτισμού:

Φώτα Ανάπτυξης Φυτών: Χρήση αλουμινένιων LED PCB υψηλής θερμικής αγωγιμότητας για τη φέρουσα ισχυρών LED, προκειμένου να καλυφθούν οι φασματικές και θερμικές απαιτήσεις της φωτοσύνθεσης των φυτών·

Λαμπτήρες Υπεριώδους Απολύμανσης: Χρήση LED PCB με ανθεκτικό σε διάβρωση υπόστρωμα, κατάλληλα για περιβάλλοντα έκθεσης σε υπεριώδη ακτινοβολία·

Φώτα Σκηνής / Φώτα Τοπίου: Επίτευξη διαφόρων σχημάτων φωτισμού και δυναμικών εφέ μέσω ακανόνιστου σχήματος πλακέτας LED και εύκαμπτων-άκαμπτων συνδυασμένων πλακετών.

Τομέας Βιομηχανικού Ελέγχου και Ιατρικού Εξοπλισμού

Πληρούνται οι απαιτήσεις υψηλής αξιοπιστίας και υψηλής σταθερότητας:

Βιομηχανικός Εξοπλισμός Ελέγχου: Ενδεικτικά φώτα εργαλείων CNC, φώτα προειδοποίησης κατάστασης βιομηχανικού εξοπλισμού, χρήση πλακέτας LED με βάση το κεραμικό υπόστρωμα για προσαρμογή σε υψηλές θερμοκρασίες, σκόνη και δονήσεις σε βιομηχανικά περιβάλλοντα·

Ιατρικός Εξοπλισμός: Χειρουργικοί ασκιές λαμπτήρες, πίσω φώτα ιατρικών οργάνων δοκιμής, ενδεικτικά φώτα φορητού ιατρικού εξοπλισμού, απαιτείται η συμμόρφωση με τα πρότυπα πιστοποίησης ιατρικών συσκευών και η χρήση LED με χαμηλή ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή σχεδιασμοί κυκλωμάτων πλακέτας.