Led pcb

Un PCB para LED es una placa de circuito impreso diseñada específicamente para dispositivos de diodos emisores de luz. Su función principal es proporcionar soporte mecánico y conexión eléctrica para los chips LED. Al mismo tiempo, disipa eficientemente el calor generado por el LED durante el funcionamiento mediante sustratos de alta conductividad térmica, como materiales basados en aluminio, cobre y cerámica, evitando la atenuación de la luz y la reducción de la vida útil. Sus circuitos mayormente adoptan un topología híbrida serie + paralelo, con el ancho de la pista adaptado a la corriente de trabajo del LED. También puede diseñarse en formas rígidas, flexibles o una combinación de rígidas y flexibles según los requisitos de la aplicación y soporta cortes irregulares corte. Es compatible con LEDs de diferentes encapsulados, como SMD 2835 y 5050, y se utiliza ampliamente en iluminación general, electrónica automotriz, pantallas con retroiluminación, iluminación especial y otros escenarios. La diferencia principal respecto a las PCB convencionales radica en que las primeras tienen como requisitos principales la conducción y disipación térmica, así como la conexión eléctrica, mientras que las segundas solo necesitan cumplir con la conexión eléctrica básica.

Ventajas de la PCB para LED

La disipación térmica eficiente resuelve desde la raíz los problemas de atenuación luminosa y duración del LED

Cuando los LEDs están en funcionamiento, su eficiencia de conversión de energía eléctrica es limitada. Aproximadamente el 80 % de la energía eléctrica se convierte en calor. La acumulación de calor provoca directamente un aumento en la temperatura del LED chip, causando problemas como una atenuación acelerada de la luz, desviación de la temperatura de color y una vida útil reducida.

· Ventaja de conductividad térmica del material base:

La placa led pcb adopta sustratos de alta conductividad térmica, como materiales basados en aluminio, cobre y cerámica, cuya conductividad térmica supera con creces a la de las placas FR-4 comunes la conductividad térmica del FR-4 es aproximadamente 0,3 W/(m · K), la de las basadas en aluminio puede alcanzar entre 1 y 20 W/(m · K), y la del nitruro de aluminio cerámico puede llegar a 180-200 W/(m · K)). Puede conducir rápidamente el calor generado por el chip del LED hacia el disipador de calor o al entorno exterior.

· Optimización estructural de la disipación de calor:

Algunas placas de circuito LED de alta potencia están diseñadas con almohadillas conductoras de calor y vías metalizadas para mejorar la eficiencia de conducción térmica desde las almohadillas LED superficiales hasta el metal inferior sustrato. Los PCB basados en aluminio también pueden unirse directamente a disipadores de calor sin necesidad de adhesivos conductores térmicos adicionales, reduciendo aún más la resistencia térmica.

· Valor práctico:

Una disipación de calor razonable puede extender la vida útil de los LED de varias miles de horas a entre 50.000 y 100.000 horas, garantizando al mismo tiempo la estabilidad a largo plazo del brillo luminoso y la temperatura de color. Es particularmente adecuado para escenarios que requieren funcionamiento continuo durante largos períodos, como farolas y faros de automóviles.

La topología del circuito es estable, lo que mejora la resistencia general de la placa a fallos

El diseño del circuito de la placa de circuito de luz led tiene plenamente en cuenta las características de los led según las cuales "la conexión en serie es propensa a circuitos abiertos y la conexión en paralelo es propensa a la derivación de corriente", equilibrando al mismo tiempo la fiabilidad y la consistencia del brillo.

· Ventajas de la topología híbrida serie-paralelo:

Adopta una estructura de circuito de "múltiples grupos en serie + conjunto en paralelo". Si un led individual se desconecta, solo afectará a la rama en serie en la que se encuentra y no provocará que se apague toda la placa. Al mismo tiempo, la estructura en paralelo puede garantizar que los voltajes de cada rama sean consistentes, evitando que algunos led se quemen debido a una corriente excesiva. toda la placa se apague. Al mismo tiempo, la estructura en paralelo puede garantizar que los voltajes de cada rama sean consistentes, evitando que algunos led se quemen debido a una corriente excesiva.

· Diseño de coincidencia de corriente:

Diseñar con precisión el ancho de la pista y el grosor de la lámina de cobre según la corriente de funcionamiento nominal del led (por ejemplo, aproximadamente 20 mA para SMD 2835 y aproximadamente 60 mA para 5050) para evitar pérdidas de corriente causado por el calentamiento del cable o una resistencia excesiva. Para los LED de alta potencia, también se reservarán pads de resistencias limitadoras de corriente para facilitar el ajuste de la corriente según las necesidades reales.

· Valor práctico:

La tasa de fallos de toda la placa se ha reducido significativamente, por lo que no requiere un mantenimiento frecuente. Es adecuada para escenarios con requisitos elevados de estabilidad, como iluminación doméstica e iluminación comercial.

Es flexible en forma y estructura, adecuado para una amplia gama de escenarios de aplicación

El PCB LED supera la limitación de rigidez de los PCBs ordinarios y puede personalizarse según los requisitos de forma de diferentes productos de iluminación

· Diversidad morfológica: Soporta tres formas: rígida, flexible y una combinación de blanda y dura. Los PCBs LED rígidos son adecuados para lámparas de forma fija, como bombillas y focos. La placa de circuito LED flexible puede doblarse y plegarse,

lo que lo hace adecuado para diversos escenarios irregulares, como la iluminación ambiental automotriz y la retroiluminación de pantallas curvas. La placa rígida-flexible tiene en cuenta tanto los requisitos de flexión del área flexible como la capacidad de carga del dispositivo en el área rígida

de la zona rígida.

· Corte irregular y diseño integrado: cualquier forma, como circular, curva o alargada, puede lograrse mediante corte láser, lo que la hace adecuada para diferentes carcasas de lámparas. También puede integrar circuitos de control y sensores (como

fotorresistencias y sensores infrarrojos humanos) para lograr un modelo integrado de "PCB + control + sensor", reduciendo el volumen del producto y los procesos de ensamblaje.

· Valor práctico: satisface las demandas de todo tipo de aplicaciones, desde pequeñas luces indicadoras hasta grandes pantallas exteriores, y facilita el diseño miniaturizado y ligero de los productos.

Equilibra costo y rendimiento para satisfacer las demandas de diferentes mercados

LED PCB ofrece una variedad de soluciones de sustratos, que pueden seleccionarse flexiblemente según el presupuesto del cliente y los requisitos de rendimiento

· Solución de alto rendimiento económico: El costo de los PCBs LED de aluminio es solo de 1/3 a 1/2 del de los basados en cobre, y su conductividad térmica satisface más del 80% de los requisitos de iluminación para uso doméstico. Es la opción preferida

para lámparas de techo domésticas y lámparas tipo panel.

· Soluciones de alto rendimiento: Los circuitos impresos LED basados en cobre y cerámica tienen mayor conductividad térmica, resisten altas temperaturas y corrosión, y son adecuados para entornos exigentes como LEDs de grado automotriz (como

faros automotrices que deben soportar ciclos de temperatura desde -40 °C hasta 125 °C) y luces indicadoras de equipos de control industrial (que deben resistir vibraciones y corrosión química).

· Solución de bajo costo: Las luces indicadoras LED de baja potencia pueden adoptar placas de circuito impreso LED con sustrato FR-4, que tienen el costo más bajo y cumplen con los requisitos de escenarios de bajo consumo energético, como juguetes y electrodomésticos pequeños.

· Valor práctico: Cubre todo el rango de precios, desde mercados de gama baja hasta alta, ayudando a los clientes a alcanzar el rendimiento deseado mientras controlan los costos.

Alta compatibilidad, compatible con múltiples tipos de encapsulado LED

El diseño de las pistas de la placa de circuito LED es compatible con las especificaciones estándar de encapsulado LED y no requiere apertura de moldes independientes.

Admite varios tipos de encapsulados SMD, encapsulados COB (montaje directo de chip), encapsulados tipo alto lumen de alta potencia, etc. El tamaño y el paso de las pistas de soldadura se pueden personalizar según las especificaciones del LED.

Para placas de circuito COB LED, también se diseñan recubrimientos reflectantes o reflectores metálicos para mejorar la utilización de la luz y aumentar el brillo de la iluminación.

Las PCB de LED se pueden clasificar según el material del sustrato, la forma estructural y la compatibilidad con el encapsulado del LED.

Los diferentes tipos varían en rendimiento de disipación de calor, costo y escenarios de aplicación, como se detalla a continuación:

Clasificación por Material del Sustrato

Este es el método de clasificación más común, directamente relacionado con la eficiencia de disipación de calor del producto y el rango de potencia aplicable.

Clasificación por forma estructural

Clasificado según los requisitos de instalación y forma del producto, determina la adaptabilidad espacial de los PCB de LED.

PCB de LED rígido

Forma fija, no flexible, con alta resistencia mecánica. Es el tipo más común, adecuado para la mayoría de las lámparas de instalación fija.

PCB de LED flexible (FPC-LED)

Utiliza sustratos flexibles, puede doblarse, plegarse y enrollarse. Adecuado para escenarios de iluminación con formas especiales o curvas, como luces ambientales para automóviles, tiras luminosas y retroiluminación de pantallas curvas.

PCB LED Rígido-Flexible

Las áreas rígidas alojan los chips LED y los componentes controladores, mientras que las áreas flexibles permiten el doblado. Ofrece un equilibrio entre estabilidad y flexibilidad, aplicable a lámparas con estructuras complejas (por ejemplo, lámparas de escritorio plegables, luces especiales para automóviles).

III. Clasificación según compatibilidad con encapsulados LED (compatible con diferentes procesos de montaje LED)

PCB LED SMD

El diseño de pads es compatible con LEDs de montaje superficial (SMD). Cuenta con tecnología madura y alta automatización, lo que lo convierte en el tipo dominante en el mercado actual.

PCB LED COB

Diseñado específicamente para LEDs Chip-on-Board (COB). Los chips LED se montan directamente sobre la superficie del PCB sin necesidad de soportes ni hilos de oro, ofreciendo un ángulo luminoso amplio y una luminosidad uniforme. Adecuado para focos, downlights y otras

lámparas que requieren una alta calidad de haz de luz.

PCB LED LUXEON de alta potencia

Presenta áreas de pads más grandes y caminos más cortos de disipación de calor, compatible con LEDs de alta potencia individuales (≥1 W). Comúnmente utilizado en aplicaciones de iluminación exterior e industrial.

Los PCB LED, con sus características de disipación eficiente del calor, circuitos estables y formas flexibles, se utilizan ampliamente en diversos escenarios que dependen de la emisión de luz LED, abarcando iluminación general, electrónica automotriz, pantallas con retroiluminación, iluminación especial, control industrial, campos médicos y otros. Las aplicaciones específicas son las siguientes:

Ámbito de la iluminación general
Este es el escenario de aplicación más fundamental de la placa LED PCB, adecuado tanto para equipos de iluminación domésticos como comerciales:
· Iluminación doméstica: Las lámparas de techo, las bombillas, las lámparas de mesa y los focos empotrados suelen adoptar PCB LED rígidos basados en aluminio, que equilibran la disipación de calor y el rendimiento económico.
· Iluminación comercial: focos para centros comerciales, luces de riel para tiendas, luces de panel para edificios de oficinas, lámparas de calle/jardín exteriores. Las lámparas de alta potencia utilizarán placas de circuito impreso LED de cobre para mejorar la disipación de calor y garantizar la estabilidad durante un funcionamiento prolongado.

El campo de la electrónica automotriz
Cumple con los estrictos requisitos de resistencia a altas temperaturas y a las vibraciones propios del sector automotriz, y se divide en dos tipos: interiores y exteriores del vehículo.
· Iluminación interior: la iluminación ambiental, las luces de lectura y la retroiluminación del panel de instrumentos suelen estar equipadas con PCBs LED flexibles, adecuados para superficies curvas y espacios de instalación irregulares.
· Iluminación exterior: para faros, intermitentes, luces de freno y luces antiniebla, deben seleccionarse PCBs LED cerámicos o basados en cobre, capaces de soportar ciclos térmicos que van desde -40 °C hasta 125 °C y entornos con vibraciones.

Campo de visualización con retroiluminación

Los sistemas de retroiluminación que soportan diversas pantallas requieren altas exigencias en cuanto a factor de forma y uniformidad de brillo:

Retroiluminación en electrónica de consumo: retroiluminación de pantallas para teléfonos móviles, tabletas y portátiles, utilizando PCBs LED flexibles o PCBs LED rígidos ultrafinos para lograr diseños ligeros y delgados;

Retroiluminación en pantallas comerciales: televisores LCD, máquinas publicitarias y pantallas exteriores, utilizando PCBs LED COB para mejorar la uniformidad del brillo y reducir los problemas de manchas de luz;

Campo de iluminación especial

Adaptándose a necesidades personalizadas y funcionales de iluminación:

Luces para crecimiento de plantas: utilizan PCBs LED basados en aluminio de alta conductividad térmica para soportar LEDs de alta potencia, satisfaciendo los requisitos espectrales y térmicos para la fotosíntesis de las plantas;

Lámparas de esterilización ultravioleta: utilizan PCBs LED con sustratos resistentes a la corrosión, adecuados para entornos de irradiación ultravioleta;

Luces de escenario / Luces de paisajismo: lograr diversas formas de iluminación y efectos dinámicos mediante placas de circuito led de formas irregulares y combinaciones de placas flexibles-rígidas.

Campo de equipos médicos y control industrial

Cumplir con requisitos de alta confiabilidad y estabilidad:

Equipos de control industrial: luces indicadoras de máquinas herramienta CNC, luces de advertencia de estado de equipos industriales, utilizando placas pcb led basadas en cerámica para adaptarse a altas temperaturas, polvo e interferencias por vibración en entornos industriales;

Equipos médicos: lámparas quirúrgicas sin sombra, retroiluminación de instrumentos de pruebas médicas, luces indicadoras de equipos médicos portátiles, que requieren cumplir con estándares de certificación médica y utilizar led de baja interferencia electromagnética

diseños de circuitos de placas.