된 회로 기판

LED PCB는 발광 다이오드 소자를 위해 특별히 설계된 인쇄 회로 기판입니다. 그 핵심 기능은 LED 칩에 기계적 지지와 전기적 연결을 제공하는 것입니다. 동시에, 작동 중 lED가 발생하는 열을 알루미늄 기반, 구리 기반 및 세라믹 기반과 같은 고효율 열전도성 기판을 통해 효율적으로 방산함으로써 빛의 감쇠와 수명 단축을 피합니다. 회로는 대부분 직렬 및 병렬 하이브리드 토폴로지로, LED의 작동 전류에 맞춘 배선 폭을 가집니다. 또한 응용 요구 사항에 따라 경질, 유연 또는 하드-소프트 복합 형태로 설계 가능하며 비정형 절단도 지원합니다. sMD 2835 및 5050과 같은 다양한 패키지 형식의 LED와 호환되며, 일반 조명, 자동차 전자장비, 백라이트 디스플레이, 특수 조명 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 일반 PCB와의 핵심 차이점은 전자의 경우 열 전도 및 방산과 전기적 연결을 핵심 요구사항으로 삼는 반면, 후자는 기본적인 전기적 연결만을 충족하면 된다는 것입니다.

LED PCB의 장점

효율적인 열 방출로 인한 LED 광원의 빛 세기 감소(광감쇠) 및 수명 문제를 근본적으로 해결합니다.

LED가 작동할 때, 전기 에너지 변환 효율이 제한적입니다. 약 80%의 전기 에너지가 열로 변환되며, 이 열이 축적되면 LED의 온도 상승으로 직접적으로 이어집니다. 칩의 온도 상승은 빛 세기 감소 가속화, 색온도 편차, 수명 단축 등의 문제를 유발합니다.

· 기판 소재의 열전도성 장점:

LED PCB 보드는 알루미늄 기반, 구리 기반, 세라믹 기반과 같은 고열전도성 기판을 채택하여 일반 FR-4 PCB보다 훨씬 높은 열전도성을 갖습니다(FR-4의 열전도율은 약 0.3W/(m·K), 알루미늄 기반은 1~20W/(m·K), 질화알루미늄 세라믹은 180~200W/(m·K)에 달함). 이를 통해 lED 칩에서 발생하는 열을 방열판이나 외부 환경으로 신속하게 전달할 수 있습니다. · 구조적 방열 최적화:

· 구조적 방열 최적화:

일부 고출력 LED 회로 기판은 표면 LED 패드에서 하단 금속 기판으로의 열 전도 효율을 높이기 위해 열전도 패드와 금속화 비아를 설계에 포함하고 있습니다. 알루미늄 기반 PCB는 추가적인 열전도 접착제 없이도 직접히 히트싱크에 결합할 수 있어 열 저항을 더욱 줄일 수 있습니다.

· 실용적 가치:

합리적인 방열 설계는 LED 수명을 수천 시간에서 50,000~100,000시간까지 연장시키며, 밝기와 색온도의 장기적인 안정성을 보장합니다. 특히 가로등 및 자동차 전조등과 같이 장시간 지속 작동이 필요한 환경에 적합합니다. 장시간 연속 작동이 필요한 응용 분야, 예를 들어 가로등 및 자동차 전조등에 특히 적합합니다.

회로 토폴로지가 안정적이어서 기판 전체의 고장 저항성이 향상됩니다.

LED 조명 회로 기판의 회로 설계는 LED의 특성인 "직렬 연결 시 개로(Open Circuit)가 발생하기 쉽고, 병렬 연결 시 전류 분배가 발생하기 쉽다"는 점을 충분히 고려하면서 신뢰성과 밝기 일관성을 동시에 조화롭게 맞추고 있습니다.

· 직렬-병렬 하이브리드 토폴로지의 장점:

여러 그룹을 직렬로 연결한 후 전체적으로 병렬로 구성하는 회로 구조를 채택합니다. 단일 LED가 끊어지더라도 해당 LED가 속한 직렬 브랜치에만 영향을 미치며 전체 기판이 꺼지는 것을 방지합니다. 동시에 병렬 구조를 통해 각 브랜치의 전압을 일정하게 유지하여 과도한 전류로 인해 일부 LED가 소손되는 것을 방지할 수 있습니다.

· 전류 매칭 설계:

LED의 정격 작동 전류(예: SMD 2835의 경우 약 20mA, 5050의 경우 약 60mA)를 기반으로 선폭과 동박 두께를 정밀하게 설계하여 전류 손실을 방지합니다. 와이어 발열 또는 과도한 저항으로 인해 발생함. 고출력 LED의 경우, 실제 필요에 따라 전류 조정을 용이하게 하기 위해 전류제한 저항 패드도 예약되어 있습니다.

· 실용적 가치:

전체 기판의 고장률이 크게 감소하여 빈번한 유지보수가 필요하지 않습니다. 가정용 조명 및 상업용 조명과 같이 높은 안정성이 요구되는 환경에 적합합니다.

형태와 구조가 유연하여 다양한 응용 시나리오에 적합합니다

LED PCB는 일반적인 PCB의 강성 제한을 극복하며, 다양한 조명 제품의 형태 요구에 따라 맞춤 제작이 가능합니다

· 형태적 다양성: 강성, 유연성, 그리고 경성과 연성을 결합한 세 가지 형태를 지원합니다. 강성 LED PCB는 전구 및 스포트라이트와 같은 고정된 형태의 램프에 적합합니다. 유연한 LED 회로 기판은 휘게 되거나 접을 수 있습니다,

자동차 실내 조명 및 곡면 스크린 백라이트와 같은 다양한 비정형 상황에 적합하게 해주며, 강성-유연 기판은 유연 부분의 굽힘 요구 사항과 동시에

강성 영역의 장치 하중 지지 능력을 고려합니다.

· 비정형 절단 및 일체형 설계: 레이저 절단을 통해 원형, 호형, 스트립형 등 다양한 형태를 구현할 수 있어 서로 다른 램프 하우징에 적합합니다. 또한 드라이브 회로와 센서(예를 들어

광저항 및 인체 적외선 센서)를 통합하여 "PCB + 드라이브 + 센싱" 일체형 모델을 실현함으로써 제품 부피와 조립 공정을 줄일 수 있습니다.

· 실용적 가치: 미세 지시등부터 대형 야외 디스플레이까지 모든 응용 분야의 요구를 충족시키며, 제품의 소형화 및 경량화 설계를 촉진합니다.

다양한 시장의 요구를 충족시키기 위해 비용과 성능 사이의 균형을 맞춥니다

LED PCB는 다양한 기판 솔루션을 제공하며, 고객의 예산과 성능 요구 사항에 따라 유연하게 선택할 수 있습니다.

· 높은 비용 대비 성능 솔루션: 알루미늄 기반 LED PCB의 비용은 구리 기반 제품의 1/3에서 1/2 수준에 불과하며, 열전도율이 가정용 조명 요구사항의 80% 이상을 충족합니다. 이는 가장 선호되는 선택입니다.

가정용 천장등 및 패널램프에 적합합니다.

· 고성능 솔루션: 구리 기반 및 세라믹 기반 LED 회로기판은 더 뛰어난 열전도성을 가지며 고온과 부식에 강해 자동차 등급 LED(예: -40°C에서 125°C까지의 온도 사이클을 견뎌야 하는 자동차 전조등) 및 진동과 화학 부식에 저항해야 하는 산업용 제어 장비 지시등과 같은 혹독한 환경에 적합합니다.

자세한 내용은 위 항목 참조.

· 저비용 솔루션: 저전력 LED 표시등은 비용이 가장 낮고 장난감, 소형 가전제품 등의 저전력 소비 환경 요구사항을 충족하는 FR-4 기판 LED PCB를 채택할 수 있습니다.

· 실용성: 저가형부터 고가형 시장까지 전 범위를 아우르며, 고객이 목표 성능을 달성하면서도 비용을 통제할 수 있도록 도와줍니다.

높은 호환성, 다양한 LED 패키지 유형과 호환

LED 회로기판의 패드 설계는 주류 LED 패키지 사양과 호환되며 별도의 금형 개발이 필요하지 않습니다.

SMD 패키지, COB 패키지(다이렉트 칩 마운팅), 고출력 루멘형 패키지 등 다양한 유형을 지원합니다. 납 페이스트 패드의 크기와 피치는 LED 사양에 따라 맞춤 제작이 가능합니다.

COB LED PCB의 경우, 광 활용도를 높이고 조명 밝기를 증가시키기 위해 반사 코팅 또는 금속 리플렉터도 설계됩니다.

LED PCB는 기판 소재, 구조 형태 및 LED 패키지 호환성에 따라 분류할 수 있습니다.

다양한 유형은 열 방산 성능, 비용 및 적용 시나리오에서 아래와 같이 차이가 있습니다.

기판 소재별 분류

이는 가장 보편적인 분류 방법으로, 제품의 열 방산 효율과 적용 가능한 전력 범위와 직접적으로 관련됩니다.

구조 형태별 분류

제품 설치 및 형태 요구 사항에 따라 분류하며, LED PCB의 공간 적응성을 결정함.

경질 LED PCB

고정된 형태로 휘지 않으며, 높은 기계적 강도를 가짐. 가장 일반적인 유형으로 대부분의 고정설치형 조명에 적합함.

유연성 LED PCB(FPC-LED)

유연한 기판을 사용하여 휘게 하거나 접고 말 수 있으며, 자동차 무드등, 라이트 스트립, 곡면 스크린 백라이트 등 특수한 형태 또는 곡면 조명 상황에 적합합니다.

경질-유연성 LED PCB

경질 부분은 LED 칩과 드라이버 부품을 탑재하며, 유연한 부분은 휘게 하는 기능을 제공합니다. 안정성과 유연성을 균형 있게 갖추고 있어 접이식 책상용 램프, 자동차 특수 형상 라이트 등 구조가 복잡한 램프에 적용 가능합니다.

III. LED 패키지 호환성에 의한 분류 (다양한 LED 실장 공정에 대응)

SMD LED PCB

패드 설계가 표면 실장형 LED(SMD LED)와 호환됩니다. 기술이 성숙하고 자동화 수준이 높아 현재 시장에서 주류를 이루는 유형입니다.

COB LED PCB

칩온보드(COB) LED 전용으로 설계되었습니다. LED 칩이 브라켓이나 골드 와이어 없이 직접 PCB 표면에 실장되어 넓은 발광 각도와 균일한 밝기를 제공합니다. 스포트라이트, 다운라이트 등

빛점 품질이 중요한 램프에 적합합니다.

고출력 LUXEON LED PCB

더 큰 패드 영역과 더 짧은 방열 경로를 특징으로 하며, 고출력 단일 LED(≥1W)와 호환됩니다. 주로 실외 조명 및 산업용 조명 응용 분야에서 사용됩니다.

LED PCB는 효율적인 열 방출, 안정적인 회로, 유연한 형태라는 장점 덕분에 일반 조명, 자동차 전자기기, 백라이트 디스플레이, 특수 조명, 산업 제어, 의료 등 LED 발광이 필요한 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 구체적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

일반 조명 분야
이는 LED PCB 기판의 가장 핵심적인 응용 분야로, 가정용 및 상업용 조명 장비 모두에 적합합니다:
· 가정용 조명: 천장등, 전구형 램프, 탁상용 램프 및 다운라이트는 대부분 알루미늄 기반의 강성 LED PCB를 채택하며, 방열 성능과 비용 효율성을 동시에 고려합니다.
· 상업 조명: 쇼핑몰 스포트라이트, 매장 트랙 조명, 오피스 빌딩 패널 조명, 실외 가로등/정원등. 고출력 가로등은 발열을 효과적으로 분산시키고 장기간 안정적인 작동을 보장하기 위해 구리 기반 LED 라이트 PCB 기판을 사용합니다.

자동차 전자 분야
자동차 등급의 고온 저항성 및 진동 저항성에 대한 엄격한 요구사항을 충족하며, 차량 내부와 외부의 두 가지 유형으로 구분됩니다.
· 실내 조명: 무드 조명, 독서등, 계기판 백라이트 조명 등은 대부분 곡면 및 비정형 설치 공간에 적합한 플렉시블 LED PCB가 장착됩니다.
· 실외 조명: 전조등, 방향지시등, 제동등, 안개등의 경우 -40°C에서 125°C까지의 온도 사이클과 진동 환경을 견딜 수 있도록 세라믹 또는 구리 기반 LED PCB를 선택해야 합니다.

백라이트 디스플레이 분야

다양한 화면을 지원하는 백라이트 시스템은 폼 팩터와 밝기 균일성 측면에서 높은 요구 조건을 필요로 합니다:

소비자 전자기기 백라이팅: 휴대폰, 태블릿, 노트북용 화면 백라이팅으로, 유연한 LED PCB 또는 초박형 강성 LED PCB를 사용하여 경량화 및 얇은 디자인을 구현합니다.

상업용 디스플레이 백라이팅: LCD TV, 광고 기기 및 실외 디스플레이에 COB LED PCB를 사용하여 밝기 균일성을 향상시키고 라이트 스팟 문제를 줄입니다.

특수 조명 분야

맞춤형 및 기능성 조명 수요에 적응:

식물 성장 조명: 고효율 열전도성 알루미늄 기반 LED PCB를 사용하여 고출력 LED 칩을 장착하고, 식물의 광합성을 위한 스펙트럼 및 열 요구 조건을 충족시킵니다.

자외선 살균 램프: 부식에 강한 기판 기반 LED PCB를 사용하여 자외선 조사 환경에 적합하도록 설계되었습니다.

스테이지 조명 / 랜드스케이프 조명: 비정형 LED 보드 회로 및 유연-강성 복합 보드를 통해 다양한 조명 형태와 동적 효과를 구현합니다.

산업용 제어 및 의료 기기 분야

높은 신뢰성과 높은 안정성 요구사항 충족:

산업용 제어 장비: CNC 공작기계 지시등, 산업용 장비 상태 경고등, 산업 환경의 고온, 먼지 및 진동 간섭에 적응하기 위해 세라믹 기반 LED PCB 보드 사용;

의료 기기: 수술 무그림자 램프, 의료 검사 장비 백라이트, 휴대용 의료 기기 지시등, 의료 인증 기준 준수 및 저전자기 간섭 LED 필요

보드 회로 설계.