LED PCB

Que é un PCB LED?

An LED PCB é un circuíto impreso deseñado especificamente para dispositivos de díodos emisores de luz. A súa función principal é fornecer soporte mecánico e conexión eléctrica para os chips LED. Ao mesmo tempo, disipa de forma eficiente o calor xerado polo LED durante o funcionamento a través de sustratos de alta condutividade térmica como materiais baseados en aluminio, cobre e cerámica, evitando a atenuación da luz e a redución da vida útil. Os seus circuítos adoitan adoptar un topoloxía híbrida serie + paralelo, coa anchura da liña adaptada á corrente de traballo do LED. Tamén pode deseñarse en formas ríxidas, flexibles ou unha combinación de formas duras e brandas segundo os requisitos de aplicación e soportar cortes irregulares corte. É compatible con LEDs de diferentes paquetes, como SMD 2835 e 5050, e está amplamente utilizado en iluminación xeral, electrónica automotriz, visualización con retroiluminación, iluminación especial e outros escenarios. A diferenza principal respecto ás PCB convencionais radica en que as primeiras teñen como requisitos principais a conducción e disipación do calor así como a conexión eléctrica, mentres que as segundas só necesitan cumprir a conexión eléctrica básica.

Vantaxes do PCB para LED

Disipación de calor eficiente resolve os problemas de atenuación da luz e duración do LED desde a súa orixe

Cando os leds están en funcionamento, a súa eficiencia na conversión da enerxía eléctrica é limitada. Aproximadamente o 80% da enerxía eléctrica convértese en calor. O acumulado de calor leva directamente a un aumento da temperatura do LED chip, provocando problemas como atenuación acelerada da luz, desvío da cor da temperatura e redución da vida útil.

· Vantaxe da condutividade térmica do material base:

A placa led pcb adopta substratos de alta condutividade térmica como materiais baseados en aluminio, cobre e cerámica, cunha condutividade térmica moi superior á das PCBS FR-4 ordinarias (a condutividade térmica do FR-4 é aproximadamente 0,3 W/(m · K), a dos baseados en aluminio pode acadar 1-20 W/(m · K), e a da cerámica de nitruro de aluminio pode acadar 180-200 W/(m · K)). Pode conducir rapidamente o calor xerado polo chip do LED ao disipador de calor ou ao entorno exterior.

· Optimización estrutural da disipación de calor:

Algunhas placas de circuito led de alta potencia están deseñadas con almofadas de conducción térmica e vías metalizadas para mellorar a eficiencia da conducción do calor desde as almofadas led da superficie ata o metal inferior o substrato. As PCBS baseadas en aluminio tamén poden unirse directamente a disipadores de calor sen necesidade de adhesivos condutores térmicos adicionais, reducindo así a resistencia térmica.

· Valor práctico:

Unha disipación de calor razoable pode estender a vida útil dos leds desde varios miles de horas ata 50.000 a 100.000 horas, asegurando ao mesmo tempo a estabilidade a longo prazo do brillo luminoso e da temperatura de cor. É especialmente adecuado para escenarios que requiren funcionamento continuo durante longos períodos, como farolas ou faros de coche.

A topoloxía do circuito é estable, mellorando a resistencia a fallas de toda a placa

O deseño do circuíto da placa de circuítos de luz led ten en conta plenamente as características dos leds segundo as cales "a conexión en serie é propensa a circuitos abertos e a conexión en paralelo é propensa á derivación de corrente", equilibrando ao mesmo tempo a fiabilidade e a consistencia do brillo.

· Vantaxes da topoloxía híbrida en serie e paralelo:

Adóptase unha estrutura de circuíto de "múltiples grupos en serie + xeral en paralelo". Se se desconecta un só LED, só afectará ao tramo en serie no que se atopa e non provocará que se apague toda a placa. Ao mesmo tempo, a estrutura en paralelo garante que as tensións de cada ramal sexan consistentes, evitando que algúns leds se queimen por mor dunha corrente excesiva. toda a placa se apague. Ao mesmo tempo, a estrutura en paralelo pode asegurar que as tensións de cada ramal sexan consistentes, previndo que algúns leds se queimen debido a unha corrente excesiva.

· Deseño de coincidencia de corrente:

Deseñar con precisión o ancho da liña e o grosor da follas de cobre segundo a corrente de funcionamento nominal do LED para evitar perdas de corrente causado polo quentamento do cable ou resistencia excesiva. Para leds de alta potencia, tamén se reservarán pads de resistencias limitadoras de corrente para facilitar o axuste da corrente segundo as necesidades reais.

· Valor práctico:

A taxa de fallo de toda a placa reduciuse significativamente, polo que non require mantemento frecuente. É adecuada para escenarios con requirimentos elevados de estabilidade, como iluminación doméstica e iluminación comercial.

É flexible en forma e estrutura, adecuado para unha ampla gama de escenarios de aplicación

O PCB LED supera a limitación de rigidez dun PCB ordinario e pode personalizarse segundo os requirimentos de forma de diferentes produtos de iluminación

· Diversidade morfolóxica: Compatibilidade con tres formas: ríxida, flexible e combinación de suave e ríxido. Os PCBs LED ríxidos son adecuados para lâmpadas de forma fixa, como bombillas e focos. A placa de circuíto flexible LED pode dobrarse e plicarse o que o fai adecuado para diversos escenarios irregulares, como a iluminación ambiental en automóbiles e a retroiluminación de pantallas curvas. A placa ríxida-flexible ten en conta tanto os requisitos de flexión da zona flexible como a capacidade de carga do dispositivo na zona ríxida.

· Corte irregular e deseño integrado: Pode acadarse calquera forma, como circular, en arco e en forma de tira, mediante corte láser, o que resulta axeitado para diferentes carcacas de lâmpadas. Tamén pode integrar circuítos de control e sensores para acadar un modelo integrado "PCB + control + sensor", reducindo o volume do produto e os procesos de montaxe.

· Valor práctico: Cumpre as necesidades de todos os escenarios, desde pequenas lúces indicadoras ata grandes pantallas exteriores, e facilita o deseño miniaturizado e lixeiro dos produtos.

Equilibra custo e rendemento para satisfacer as demandas de diferentes mercados

LED PCB ofrece unha variedade de solucións de substrato, que se poden seleccionar flexiblemente segundo o orzamento e os requisitos de rendemento do cliente

· Solución de alto rendemento económico: O custo dos PCB de LED de aluminio é só de 1/3 a 1/2 que os de base de cobre, e a súa condutividade térmica satisfai máis do 80% das necesidades de iluminación para uso doméstico. É a opción preferida para lámpadas de teito domésticas e lámpadas paneis.

· Solucións de alto rendemento: Os circuítos led de base de cobre e cerámicos teñen maior condutividade térmica, son resistentes ao calor e á corrosión, e adecúanse a escenarios rigorosos como os LEDs de calidade automotriz e as luces indicadoras de equipos de control industrial.

· Solución de baixo custo: As luces indicadoras de LED de baixa potencia poden adoptar PCBs de LED con sustrato FR-4, que teñen o menor custo e cumpren os requisitos de escenarios de baixo consumo como xoguetes e pequenos electrodomésticos.

· Valor práctico: Cobrindo toda a gama de prezos desde mercados de baixo a alto nivel, axudando aos clientes a acadar o rendemento desexado mantendo o control de custos.

Alta compatibilidade, compatible con múltiples tipos de encapsulado LED

O deseño dos pads da placa de circuito LED é compatible cos estándares principais de encapsulado LED e non require a apertura dun molde separado.

Compatibilidade con varios tipos de encapsulados SMD, encapsulados COB, encapsulados de alta potencia tipo lúmen, etc. O tamaño e o paso dos pads de soldadura poden personalizarse segundo as especificacións do LED.

Para PCBS LED COB, tamén se deseñarán revestimentos reflectantes ou reflectores metálicos para mellorar a utilización da luz e aumentar o brillo da iluminación.

As PCBs de LED poden clasificarse segundo o material do sustrato, a forma estrutural e a compatibilidade co paquete de LED.

Os diferentes tipos varían no seu rendemento en disipación de calor, custo e escenarios de aplicación, como se detalla a continuación:

Clasificación por Material do Sustrato

Este é o método de clasificación máis habitual, relacionado directamente coa eficiencia en disipación de calor do produto e o rango de potencia aplicable.

Clasificación segundo a forma estrutural

Clasifícase segundo os requisitos de instalación e forma do produto, determina a adaptabilidade espacial dos PCBs de LED.

PCB ríxido de LED

Forma fixa, non flexible, con alta resistencia mecánica. É o tipo máis común, adecuado para a maioría das lumes de instalación fixa.

PCB flexible de LED (FPC-LED)

Utiliza sustratos flexibles, pode dobrarse, plegarse e enrollarse. Adecuado para escenarios de iluminación con formas especiais ou curvadas, como luces ambientais para automóbiles, tiras luminosas e retroiluminación de pantallas curvas.

PCB LED Ríxido-Flexible

As áreas ríxidas levan os chips LED e os compoñentes do controlador, mentres que as áreas flexibles permiten a flexión. Equilibra estabilidade e flexibilidade, aplicable a lâmpadas con estruturas complexas.

Clasificación segundo a compatibilidade co encapsulado do LED

PCB LED SMD

O deseño dos pads é compatible con LEDs de dispositivo de montaxe superficial. Caracterízase por ter unha tecnoloxía madura e alta automatización, polo que é o tipo principal no mercado actual.

PCB LED COB

Deseñado especificamente para LEDs Chip-on-Board. Os chips LED montanse directamente na superficie do PCB sen soportes nin fíos de ouro, ofrecendo un ángulo luminoso amplo e unha brillantez uniforme. Adecuado para focos, downlights e outros lámpadas con requisitos elevados de luz puntual.

Placa PCB LED LUXEON de alta potencia

Presenta áreas de pad máis grandes e camiños máis curtos de disipación térmica, compatibles con LEDs únicos de alta potencia (≥1 W). Utilízase habitualmente en iluminación exterior e aplicacións de iluminación industrial.

As placas PCB LED, grazas á súa eficiente disipación de calor, circuítos estables e formas flexibles, empréganse amplamente en diversos escenarios que dependen da emisión de luz LED, abarcando iluminación xeral, electrónica automotriz, pantallas con retroiluminación, iluminación especializada, control industrial, campos médicos e outros. As aplicacións específicas son as seguintes:

Campo da iluminación xeral
Este é o escenario de aplicación máis central da placa PCB LED, adecuada tanto para equipos de iluminación domésticos como comerciais:
· Iluminación doméstica: Lámpadas de teito, lámpadas tipo bulbo, lámpadas de mesa e focos empregan principalmente placas PCB LED ríxidas baseadas en aluminio, que teñen en conta tanto a disipación de calor como o rendemento custo-beneficio.
· Iluminación comercial: focos para centros comerciais, luces de raíl para tendas, luces paneis para edificios de oficinas, lumes públicos de rúa/xardín. As lumes de alta potencia usarán un circuíto impreso de led de cobre para mellorar a disipación do calor e garantir a estabilidade no traballo prolongado.

O campo da electrónica automotriz
Cumpre os rigorosos requisitos de resistencia a altas temperaturas e vibracións propios do sector automobilístico, e divídese en dous tipos: interior e exterior do vehículo.
· Iluminación interior: A iluminación ambiental, as luces de lectura e a iluminación posterior do panel adoitan levar circuítos LED flexibles, adecuados para superficies curvas e espazos de instalación irregulares.
· Iluminación exterior: Para farois, intermitentes, luces de freno e luces antinéboa, deben escollerse circuítos LED cerámicos ou baseados en cobre, capaces de soportar ciclos térmicos que van desde -40 °C ata 125 °C e entornos con vibracións.

Campo da visualización con retroiluminación

Os sistemas de retroiluminación que soportan varias pantallas requiren altas demandas en canto a formato e uniformidade do brillo:

Retroiluminación para electrónica de consumo: retroiluminación de pantallas para teléfonos móviles, tabletas e portátiles, empregando PCBs LED flexibles ou PCBs LED ríxidos ultrafinos para acadar deseños lixeiros e delgados;

Retroiluminación para visualización comercial: televisores LCD, máquinas publicitarias e visualizacións exteriores, empregando PCBs LED COB para mellorar a uniformidade do brillo e reducir os problemas de manchas de luz;

Campo de iluminación especial

Adáptase a necesidades personalizadas e funcionais de iluminación:

Luzs para o crecemento de plantas: emprego de PCBs LED baseados en aluminio de alta condutividade térmica para soportar LEDs de alta potencia, satisfacendo os requisitos espectrais e térmicos da fotosíntese das plantas;

Lampadas de esterilización por ultravioleta: emprego de PCBs LED con substrato resistente á corrosión, adecuados para ambientes de irradiación ultravioleta;

Luzes de escenario / Luzes paisaxísticas: conseguindo formas de iluminación diversas e efectos dinámicos a través de circuítos led en placas de forma irregular e combinacións de placas flexibles-ríxidas.

Campo de equipos industriais e médicos

Cumprindo os requisitos de alta confiabilidade e estabilidade:

Equipamento de control industrial: luces indicadoras de máquinas-ferramenta CNC, luces de aviso de estado en equipos industriais, empregando placas pcb led baseadas en cerámica para adaptarse a altas temperaturas, po e interferencias por vibracións no entorno industrial;

Equipamento médico: lâmpadas quirúrxicas sen sombras, luces de fondo para instrumentos de diagnóstico médico, luces indicadoras en equipos médicos portátiles, que requiren cumprir normas de certificación médica e empregar led de baixa interferencia electromagnética deseños de circuítos en placa.