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PCB Illuminazione
PCB per illuminazione ad alte prestazioni per sistemi di illuminazione commerciali/industriali/automobilistici/consumer. Gestione termica superiore, basse perdite di potenza e design durevole—abbinati a prototipazione in 24 ore, consegna rapida, supporto DFM e test AOI. Ottimizzati per lampadine LED, strisce, apparecchi e dispositivi di illuminazione intelligente.
✅ Eccezionale dissipazione del calore
✅ Circuiti energeticamente efficienti
✅ Supporto progettuale specifico per illuminazione LED/intelligente
Descrizione
Panoramica
PCB per illuminazione sono schede a circuito stampato progettate specificamente per vari prodotti di illuminazione. Sono i componenti principali di supporto e collegamento dei dispositivi di illuminazione, utilizzati principalmente per alloggiare chip/perle LED, circuiti driver e per realizzare la trasmissione dell'energia e la gestione della dissipazione del calore. Sono adatti a diverse situazioni di illuminazione, come l'illuminazione a LED, i driver per lampade fluorescenti tradizionali e l'illuminazione solare, con i PCB per illuminazione a LED che rappresentano il tipo di applicazione principale attuale.
I PCB per illuminazione sono schede progettate su misura in base alle caratteristiche dei dispositivi di illuminazione. I loro vantaggi principali riguardano la dissipazione del calore, l'adattabilità e l'affidabilità richieste negli scenari di illuminazione, come indicato di seguito:
Un design mirato alla dissipazione del calore garantisce la durata della sorgente luminosa
I pcb principali per led hanno una conducibilità termica di gran lunga superiore a quella dei normali pcb in FR-4. I pcb su base alluminio presentano una conducibilità termica di 1~3 W/(m・K), mentre i pcb su base rame raggiungono valori di conducibilità termica fino a 200~400 W/(m・K). Possono condurre rapidamente il calore generato dai chip LED durante il funzionamento, prevenendo il decadimento luminoso e il surriscaldamento, estendendo significativamente la durata degli apparecchi di illuminazione a LED . Alcuni PCB ceramici per illuminazione di fascia alta possono inoltre essere adattati ai requisiti di dissipazione termica in scenari di illuminazione ad altissima potenza.
Adattamento ai requisiti strutturali e funzionali degli apparecchi di illuminazione
• Forma flessibile: Possono essere personalizzati in forma anulare, arcuata, flessibile o come piastra rigida irregolare in base al design della lampada, adattandosi allo spazio di installazione di diversi tipi di lampade come lampadine, faretti e lampioni;
• Funzioni integrate: Consente l'integrazione del circuito driver LED, del circuito di controllo e del circuito della sorgente luminosa sullo stesso PCB, semplificando la struttura interna della lampada e riducendo la difficoltà di assemblaggio;
• Compatibilità del package: Si adatta a diverse forme di packaging LED come SMD e DIP, soddisfacendo i requisiti di installazione della sorgente luminosa per diversi prodotti illuminanti.
Resistenza alle alte temperature e affidabilità ambientale
Realizzato con substrati resistenti alle alte temperature e inchiostro resistente alla saldatura, può sopportare per lungo tempo il campo di temperatura di funzionamento del LED (-20~85℃), e alcuni PCB per illuminazione speciale possono adattarsi persino a condizioni estreme di -40~125℃ senza deformazioni del substrato, invecchiamento dei circuiti o distacco della resist per saldatura dovuti all'alta temperatura; al contempo, presenta ottime proprietà di impermeabilizzazione e resistenza alla corrosione, ed è adatto a varie applicazioni di illuminazione interna ed esterna scenari.
Prestazioni elettriche stabili che riducono il rischio di guasti
La disposizione ottimizzata del circuito riduce l'impatto delle interferenze elettromagnetiche sulla stabilità luminosa del LED; il PCB per illuminazione ad alta potenza adotta una progettazione con foglio di rame allargato e rame spesso per ridurre la resistenza della linea, evitare cadute di tensione o surriscaldamento della linea durante la trasmissione di corrente elevata, e garantire la stabilità della luminosità e la sicurezza elettrica dell'apparecchio di illuminazione.
Equilibrio tra costo e prestazioni
Per applicazioni di illuminazione civile, si può utilizzare una PCB per illuminazione FR-4 a basso costo, in grado di soddisfare le esigenze di LED a bassa potenza; per applicazioni a media e alta potenza, si utilizzano PCB su base in alluminio per ottenere un'efficiente dissipazione del calore a un costo moderato, bilanciando prestazioni ed economia; processi produttivi standardizzati riducono i costi di produzione di massa e facilitano la manutenzione e la sostituzione, migliorando ulteriormente il rapporto qualità-prezzo complessivo.
Rispetta gli standard di sicurezza del settore dell'illuminazione
Aderire rigorosamente agli standard di isolamento e ritardanti di fiamma per apparecchi di illuminazione al fine di prevenire rischi per la sicurezza come cortocircuiti ed incendi, specialmente in scenari di illuminazione commerciale ed industriale, soddisfacendo elevati requisiti di sicurezza requisiti.
Contrasto
PCB Illuminazione e LED PCB non sono concetti del tutto indipendenti; hanno una relazione di inclusione e inclusione reciproca, nonché di applicazioni generali e specifiche. Le differenze fondamentali e i collegamenti possono essere chiaramente distinti da dimensioni come definizione, portata e caratteristiche:
Definizioni Fondamentali e Differenze di Portata
PCB Illuminazione
Questo è un termine generico per PCB progettati specificamente per tutti i tipi di apparecchiature di illuminazione, che copre tutti i tipi di illuminazione . La loro funzione principale è fornire collegamenti circuitali, supporto per componenti e gestione della dissipazione del calore per vari prodotti di illuminazione, adattandosi alle caratteristiche operative di diverse sorgenti luminose.
Portata: Include PCB per illuminazione a LED, ballast per lampade fluorescenti, regolatori di intensità per lampade a incandescenza e altre schede circuito per ogni scenario di illuminazione.
Pcb saldato
Questo è un PCB progettata specificamente per sorgenti luminose a LED, appartenente a una sottocategoria di PCB per illuminazione. È destinata esclusivamente a dispositivi di illuminazione a LED (come lampadine a LED, faretti, lampioni e nastri luminosi) e deve essere compatibile con le caratteristiche di bassa tensione, alta corrente e elevata generazione di calore dei LED. e le elevate caratteristiche di generazione di calore dei LED.
Portata: Solo per scenari di illuminazione a LED, è un componente fondamentale dei PCB per illuminazione (rappresentando oltre il 90%, poiché i LED sono attualmente la fonte luminosa dominante).
| Dimensione | PCB Illuminazione | Pcb saldato | |||
| Fonte di Luce Applicabile | Tutte le sorgenti luminose | Sola sorgente luminosa a LED | |||
| Focus principale della progettazione | Adatto alle caratteristiche elettriche di diverse sorgenti luminose. | Ottimizzazione della dissipazione termica + Progettazione di circuiti a bassa tensione e alta corrente | |||
| Selezione del supporto | I driver per lampade fluorescenti/incandescenti possono utilizzare standard FR-4; i driver a base di alluminio/rame sono utilizzati per applicazioni LED. | Principalmente a base di alluminio e rame, l'FR-4 viene utilizzato per bassa potenza, mentre la ceramica è impiegata per fascia alta. | |||
| Requisiti funzionali | Si pone particolare enfasi sul controllo del circuito. | Tiene conto del collegamento del circuito, della dissipazione del calore e dell'adattamento strutturale. | |||
Rilevanza e Applicazione Pratica
Relazione di inclusione: la PCB LED è la sottocategoria principale della PCB per illuminazione. Con la sostituzione delle sorgenti luminose tradizionali con LED, attualmente oltre il 95% delle PCB per illuminazione presenti sul mercato sono PCB LED. Pertanto, nel linguaggio comune, "PCB per illuminazione" è spesso direttamente equiparato a "PCB LED", ma strettamente parlando, i due hanno ambiti diversi.
Differenze di progettazione:
PCB per illuminazione tradizionale: Non richiede un forte smaltimento del calore; il substrato FR-4 è sufficiente. L'attenzione deve essere rivolta all'ottimizzazione dell'isolamento del circuito di alimentazione ad alta tensione.
PCB LED: La dissipazione del calore deve essere prioritaria. La circuiteria deve essere adattata alle caratteristiche di alimentazione a corrente costante dei LED per evitare il decadimento della luce causato da fluttuazioni di corrente.
Scenari sovrapposti: Tutti i PCB LED rientrano nella categoria dei PCB per illuminazione, ma non tutti i PCB per illuminazione sono PCB LED.
Tipi di PCB per illuminazione
| TIPO | Tipi specifici | caratteristica | Vantaggi | Scenari applicabili | |
| Materiale di substrato | PCB per illuminazione FR-4 | Con una conducibilità termica di 0,3-0,5 W/(m·K), tecnologia matura, buona isolamento ed elevato rapporto qualità-prezzo, questo prodotto vanta un processo produttivo consolidato. | Elevato rapporto qualità-prezzo e lavorazione semplice | Luci indicatrici LED a bassa potenza, reattori per lampade fluorescenti tradizionali, piccole lampade da tavolo | |
| PCB per illuminazione su base in alluminio | Conducibilità termica 1,0-4,0 W/(m·K), elevata resistenza meccanica e migliore dissipazione del calore rispetto al FR-4. | Buon equilibrio tra dissipazione del calore e costo | Luci a pannello LED di media e alta potenza, luci stradali, fari industriali | ||
| PCB per illuminazione su base rame | Conducibilità termica di 200-400 W/(m·K), elevata capacità di conduzione di corrente ed eccellente dissipazione del calore. | Adatto a condizioni di potenza ultra-elevata e ad alte temperature | Luci per palcoscenico, fari automobilistici, fari industriali | ||
| PCB ceramico per illuminazione | Il tipo in allumina ha una conducibilità termica di 15-30 W/(m·K), resistenza alle alte temperature ed eccellente isolamento. | Altamente stabile e adattabile a condizioni estreme | Lampade chirurgiche mediche, lampade a prova di esplosione, illuminazione speciale per alte temperature | ||
| PCB per illuminazione flessibile (PI) | Substrato in poliimide, flessibile e pieghevole, sottile e leggero | Adattabile a strutture irregolari, cablaggio flessibile | Strisce luminose LED flessibili, illuminazione d'atmosfera per interni automobilistici, apparecchi di illuminazione curvi | ||
| Forma strutturale | PCB per illuminazione rigida | Ha una forma fissa e rigida, struttura stabile e resistente all'usura | Facile da installare e con elevata capacità di carico | Lampade a soffitto, lampioni e apparecchiature di illuminazione fisse generiche | |
| PCB per illuminazione flessibile | Morbido, flessibile, pieghevole e leggero | Adattamento a spazi irregolari | Strip luminose flessibili, fanali posteriori curvi per autoveicoli | ||
| PCB illuminazione rigido-flessibile | L'area rigida supporta i componenti, mentre l'area flessibile collega la sorgente luminosa. | Bilanciare stabilità e flessibilità | Collegamenti interni dei fari automobilistici, cablaggio irregolare per l'illuminazione intelligente | ||
| Tipi di sorgenti luminose | PCB per illuminazione LED | Tensione bassa e alta corrente richiedono un design per la dissipazione del calore; il substrato è principalmente in materiale metallico/flessibile. | Adattato alle caratteristiche di emissione della luce LED, prevenendo il decadimento luminoso | Gamma completa di prodotti per illuminazione a LED | |
| PCB per illuminazione per lampade fluorescenti | Alta tensione di pilotaggio, nessuna necessità di dissipazione termica elevata, attenzione posta sull'isolamento | Adatto ai requisiti del ballast delle lampade fluorescenti | Diversi tipi di schede di controllo per alimentatori di lampade fluorescenti | ||
| PCB per illuminazione per lampade a incandescenza/alogeno | Basso consumo energetico e ridotta generazione di calore; particolare enfasi sulla stabilità del circuito dimmer | Supporta la funzione dimmer ed ha un costo ridotto | Scheda di controllo per lampade a incandescenza e alogene dimmerabili | ||
Capacità di produzione
| Capacità di produzione di PCB rigide | |||||
| Voce | RPCB | HDI | |||
| larghezza minima della traccia/distanza tra tracce | 3MIL/3MIL(0,075 mm) | 2MIL/2MIL(0,05 MM) | |||
| diametro minimo del foro | 6MIL (0,15MM) | 6MIL (0,15MM) | |||
| apertura minima della maschera saldante (singolo lato) | 1,5MIL (0,0375MM) | 1,2MIL (0,03MM) | |||
| ponte minimo della maschera saldante | 3MIL (0,075MM) | 2,2 MIL (0,055 mm) | |||
| rapporto di aspetto massimo (spessore/diametro foro) | 0.417361111 | 0.334027778 | |||
| precisione controllo impedenza | +/- 8% | +/- 8% | |||
| spessore finale | 0,3-3,2 MM | 0,2-3,2 MM | |||
| dimensioni massime della lamiera | 630 MM * 620 MM | 620 MM * 544 MM | |||
| spessore massimo del rame finito | 6 oz (210 μm) | 2 oz (70 μm) | |||
| spessore minimo della scheda | 6MIL (0,15MM) | 3MIL (0,076MM) | |||
| numero massimo di strati | 14° piano | 12 piani | |||
| Trattamento superficiale | HASL-LF, OSP, Oro per immersione, Stagno per immersione, Argento per immersione | Oro Immersione, OSP, oro immersione selettivo | |||
| stampa al carbonio | |||||
| Dimensione minima/massima del foro laser | / | 3MIL / 9.8MIL | |||
| tolleranza dimensione foro laser | / | 0.1 | |||
Precauzioni
PCB Illuminazione la progettazione deve bilanciare dissipazione del calore, prestazioni elettriche, compatibilità strutturale e standard di settore. Le sfide principali riguardano la gestione termica e la compatibilità elettromagnetica, con le seguenti considerazioni Chiave: Sfide Principali di Progettazione
Sfide nella Gestione Termica
• Sfide: I LED e altre sorgenti luminose generano calore concentrato durante il funzionamento. Una scarsa dissipazione del calore può causare un rapido decadimento della luce, una riduzione della durata e persino il danneggiamento dei componenti. I substrati tradizionali in FR-4 hanno una scarsa conducibilità termica, richiedendo un compromesso tra dissipazione del calore e costo nelle progettazioni di PCB su base metallica.
• Cause principali: I PCB per illuminazione hanno spazi limitati, rendendo difficile l'installazione di ampie strutture di dissipazione del calore. Diverse sorgenti luminose presentano caratteristiche termiche molto diverse, richiedendo un'ottimizzazione mirata delle soluzioni di dissipazione del calore.
Problemi di interferenza elettromagnetica (EMI)
• Sfide: I circuiti di pilotaggio sono soggetti alla generazione di radiazioni elettromagnetiche, che possono interferire con i segnali di controllo dei dispositivi di illuminazione o con altri dispositivi elettronici circostanti. Inoltre, le PCB per illuminazione devono soddisfare i requisiti di certificazione EMC di certificazione.
• Cause principali: Le PCB per illuminazione spesso integrano l'alimentazione, il controllo e i circuiti della sorgente luminosa, con coesistenza di circuiti ad alta e bassa tensione, facilitando il coupling elettromagnetico. La progettazione compatta comporta un ridotto spazio tra le piste, aumentando il rischio di interferenze.
Compatibilità strutturale e di installazione
• Sfide: Gli apparecchi di illuminazione presentano forme diverse (a anello, curve, ultra-sottili), richiedendo che le PCB per illuminazione si adattino a queste strutture irregolari garantendo al contempo un layout compatto dei componenti; le PCB per illuminazione esterna devono inoltre soddisfare requisiti di impermeabilità, protezione dalla polvere e resistenza alle vibrazioni.
• Causa radice: Le apparecchiature di illuminazione civile/commerciale hanno requisiti rigorosi per quanto riguarda l'aspetto e le dimensioni, richiedendo progetti di PCB che bilancino funzionalità elettriche e installazione meccanica.
Sicurezza e affidabilità elettrica
• Sfide: I PCB per illuminazione prevedono l'accesso alla rete elettrica e fonti luminose a bassa tensione. Un'isolamento inadeguato tra alta e bassa tensione può facilmente causare dispersioni e cortocircuiti. Il funzionamento prolungato in condizioni di alta temperatura/umidità può provocare invecchiamento del circuito e malfunzionamenti delle saldature.
• Cause principali: Le apparecchiature di illuminazione sono utilizzate in scenari complessi con elevati standard di sicurezza.
Considerazioni chiave per la progettazioneSelezione del substrato:
• Illuminazione a bassa potenza: Si utilizza un substrato FR-4, e la dissipazione del calore è favorita dall'aumento della superficie in rame;
• Illuminazione a media e alta potenza: si preferisce un PCB su base in alluminio, mentre per potenze ultra-elevate si usano PCB su base in rame o in ceramica;
• Illuminazione flessibile: è utilizzato un substrato PI ad alta conducibilità termica, con supporto in alluminio dissipatore di calore.
Progettazione del circuito e delle piazzole:
Le piazzole LED adottano una progettazione a "piazzola conduttiva termicamente" per aumentare la superficie di contatto con il substrato e condurre rapidamente il calore;
il circuito ad alta potenza utilizza una lamina di rame più larga e più spessa (2 once e oltre) per ridurre la resistenza e la generazione di calore;
si evitano ampie aree di lamina di rame per ridurre la deformazione della PCB causata dalle sollecitazioni termiche.
Ottimizzazione del layout:
I componenti che generano calore sono distribuiti per evitare concentrazioni termiche; il circuito del driver e il circuito della sorgente luminosa sono disposti separatamente per impedire che il calore dall'IC del driver venga trasferito al LED.
Considerazioni di progettazione per la compatibilità elettromagnetica
Isolamento delle linee:
La distanza tra i cavi ad alta e bassa tensione è ≥3 mm e il cavo di alimentazione principale e il cavo della sorgente luminosa a bassa tensione sono isolati da una scanalatura isolante;
Ai terminali di ingresso/uscita del circuito di comando vengono aggiunti filtri EMI per sopprimere le radiazioni elettromagnetiche;
Progetto di messa a terra:
Viene utilizzata la messa a terra a singolo punto per evitare la formazione di loop di massa;
il substrato metallico di un PCB basato su metallo deve essere messo a terra per migliorare l'effetto schermante;
i componenti sensibili devono essere posizionati vicino alla lamina di rame collegata a terra per ridurre le interferenze.
Regole di cablaggio:
Le linee ad alta frequenza sono corte e dritte, per evitare percorsi tortuosi;
le linee di alimentazione e le linee di segnale si incrociano perpendicolarmente per ridurre l'accoppiamento elettromagnetico.
