LED PCB

Kas ir LED PCB?

Divi LED PCB ir tīspapīlspēcīga plates, kas īpaši konstruēta svītstās diodu ierīcēm. Tās galvenā funkcija ir nodrošināt mehānisko atbalstu un elektrisko savienojumu LED čipiem. Tajā pašā laikā tā efektīvi izkliedē siltumu ko ģenerē LED darbības laikā, caur augstu termisko vadītspēju pamatnēm, piemēram, alumīnija bāzes, vara bāzes un keramikas bāzes materiāliem, izvairoties no gaismas vājināšanās un kalpošanas laika saīsināšanās. Tās shēmas lielākoties izmanto seriju un paralēlo hibrīdo topoloģiju, kur līnijas platums atbilst LED darba strāvai. To var izstrādāt arī cietā, elastīgā vai kombinētā cietā un mīkstā formā atkarībā no pielietojuma prasībām un atbalsta neregulāru griezumu. Tā ir savietojama ar dažādu iepakojumu LED, piemēram, SMD 2835 un 5050, un plaši tiek izmantota vispārējā apgaismojumā, automašīnu elektronikā, aizmugures apgaismojuma displejos, speciālajā apgaismojumā un citos scenārijos. Galvenā atšķirība no parastajām PCBS ir tāda, ka pirmajām siltuma novadīšana un izkliedēšana, kā arī elektriskās savienojumi ir galvenie prasības, kamēr otrajām pietiek ar pamata elektrisko savienojumu.

LED PCB priekšrocības

Efektīva siltuma izkliede risina LED gaismas novājināšanās un kalpošanas laika problēmas jau saknēs

Kad darbojas LED, to elektriskās enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir ierobežota. Aptuveni 80% elektriskās enerģijas tiek pārvērsta siltumā. Siltuma uzkrāšanās tieši izraisa LED temperatūras paaugstināšanos čipa, izraisot problēmas, piemēram, paātrinātu gaismas novājināšanos, krāsu temperatūras nobīdi un saīsinātu kalpošanas laiku.

· Pamata materiāla siltumvadītspējas priekšrocība:

LED PCB plates izmanto augstu siltumvadītspēju pamatnes, piemēram, alumīnija bāzes, vara bāzes un keramikas bāzes materiālus, kuru siltumvadītspēja ievērojami pārsniedz parasto FR-4 PCB siltumvadītspēju (FR-4 siltumvadītspēja ir aptuveni 0,3 W/(m · K), alumīnija bāzes — 1-20 W/(m · K), bet alumīnija nitrīda keramikas — 180-200 W/(m · K)). Tas ļauj ātri novadīt LED čipa radīto siltumu uz siltuma izkliedētāju vai ārējo vidi.

· Konstrukcijas siltuma izkliedes optimizācija:

Dažas augstas jaudas led shēmas plates ir izstrādātas ar siltumu vadīšanas spilventiņiem un metalizētām caurumvadiem, lai uzlabotu siltuma vadīšanas efektivitāti no virsmas LED spilventiņiem līdz apakšējai metāla kārtai substrāts. Alumīnijam balstītas PCB var arī tieši piestiprināt pie siltuma izkliedētājiem, neizmantojot papildu siltumvadošus līmes, tādējādi vēl vairāk samazinot siltuma pretestību.

· Praktiskā vērtība:

Pamatota siltuma izkliede var pagarināt LED kalpošanas laiku no vairākām tūkstoš stundām līdz 50 000 līdz 100 000 stundām, vienlaikus nodrošinot ilgstošu stabilitāti gaismas spilgtumam un krāsu temperatūrai. Tā īpaši piemērota scenārijiem, kuros nepieciešama nepārtraukta darbība ilgāku laiku, piemēram, ielas lampām un automašīnu lukturiem.

Shēmas topoloģija ir stabila, palielinot visas plates pretestību kļūmēm

Led gaismas shēmas plates ķēdes dizains pilnībā ņem vērā led elementu īpašības, ka "sērijveida slēgums ir tendencē uz pārrāvumu un paralēls slēgums ir tendencē uz strāvas novirzīšanu", vienlaikus nodrošinot uzticamību un gaismas stipruma vienmērīgumu.

· Seriāli-paralēlas hibrīdās topoloģijas priekšrocības:

Tiek izmantota ķēžu struktūra „vairākas grupas sērijā + kopējs paralēlslēgums“. Ja atvienojas viens led elements, tas ietekmēs tikai to sērijas zaru, kurā tas atrodas, un neizraisīs visas plates izgašanos. Paralēlā struktūra vienlaikus nodrošina visu zaru sprieguma vienmērīgumu, novēršot to, ka daži led elementi sadeg pārmērīgas strāvas dēļ.

· Strāvas pielāgošanas dizains:

Precīzi izstrādāt līnijas platumu un vara folijas biezumu, pamatojoties uz LED nominālo darba strāvu, lai novērstu strāvas zudumu izraisīts, kad vads sasilst vai ir pārmērīga pretestība. Lieljaudas LED iekārtām tiks saglabāti arī strāvas ierobežošanas rezistoru kontakti, lai atvieglotu strāvas pielāgošanu atbilstoši faktiskajām vajadzībām.

· Praktiskā vērtība:

Visas plates bojājumu biežums ir ievērojami samazinājies, nepieciešama reta apkope. Tas ir piemērots augstas stabilitātes prasību scenārijiem, piemēram, mājsaimniecību apgaismojumam un komerciālam apgaismojumam.

Tas ir elastīgs formā un struktūrā, piemērots plašam pielietojuma jomu spektram

LED PCB pārvar parastā PCB stingruma ierobežojumus un to var pielāgot atbilstoši dažādu apgaismojuma produktu formas prasībām

· Morfoloģiskā daudzveidība: Atbalsta trīs formas: cieto, elastīgo un mīksto un cieto kombināciju. Cietās LED PCB piemērotas fiksētas formas lampām, piemēram, spuldzēm un prožektoriem. Elastīgo led shēmas plates var liekt un salocīt kas to padara piemērotu dažādiem neregulāriem scenārijiem, piemēram, automašīnu interjera apgaismojumam un izliektu ekrānu aizmugures apgaismojumam. Ciet-elastīgā plāksne ņem vērā gan elastīgās zonas liekšanas prasības, gan ierīces slodzes nesējspēju cietajā zonā.

· Neregulāra griešana un integrētais dizains: Ar lāzera griešanu iespējams izgatavot jebkādu formu, piemēram, aplim līdzīgu, loka vai sloksnes formu, kas piemērots dažādiem lampu korpusiem. Var arī integrēt vadības shēmas un sensorus lai sasniegtu integrētu "PCB + vadība + detektēšana" modeli, samazinot produkta izmēru un montāžas procesus.

· Praktiskā vērtība: Tas atbilst visu veidu scenāriju prasībām — no mikro indikatoru gaismām līdz lieliem ārējiem displejiem — un veicina produktu miniatūrizāciju un vieglo konstrukciju.

Svārsta izmaksas un veiktspēju, lai atbilstu dažādu tirgu prasībām

LED PCB piedāvā dažādas substrāta risinājumu iespējas, kuras var elastīgi izvēlēties atkarībā no klienta budžeta un veiktspējas prasībām

· Augsta izmaksu efektivitātes risinājums: Alumīnija LED PCB izmaksas ir tikai 1/3 līdz 1/2 no vara bāzes izstrādājumiem, un to siltumvadītspēja atbilst vairāk nekā 80% mājsaimniecību apgaismojuma prasībām. Tas ir ieteicamais izvēles variants mājsaimniecību griestu lampām un paneļa lampām.

· Augstas veiktspējas risinājumi: Vara bāzes un keramikas led shēmas plates ir ar labāku siltumvadītspēju, iztur augstas temperatūras un koroziju, tās piemērotas grūtiem ekspluatācijas apstākļiem, piemēram, automašīnu klases LED un rūpnieciskās vadības aprīkojuma indikatoru lampiņām.

· Zemas izmaksas risinājums: Zemas jaudas LED indikatoru lampiņām var izmantot FR-4 pamatnes LED PCB, kuru izmaksas ir viszemākās un kas atbilst zemas enerģijas patēriņa scenārijiem, piemēram, rotaļlietām un mazām mājsaimniecības ierīcēm.

· Praktiskā vērtība: Pārklāj visu cenrādi no zemā līdz augstākā segmenta tirgiem, palīdzot klientiem sasniegt vēlamo veiktspēju, vienlaikus kontrolējot izmaksas.

Augsta saderība, saderīga ar vairākiem LED iepakošanas veidiem

LED platītes kontaktpunktu dizains ir saderīgs ar plaši izplatītām LED iepakošanas specifikācijām un nepieprasa atsevišķu formas atvēršanu.

Tas atbalsta dažādus SMD iepakošanas, COB iepakošanas, augstas jaudas lumenam līdzīgas iepakošanas utt. veidus. Piedziņu izmērs un piķis var tikt pielāgots atkarībā no LED specifikācijām.

COB LED PCB gadījumā tiks izstrādāti arī reflektējošie pārklājumi vai metāla reflektori, lai uzlabotu gaismas izmantošanu un palielinātu apgaismojuma spilgtumu.

LED PCB var klasificēt pēc substrāta materiāla, struktūrveida un LED iepakojuma savietojamības.

Dažādi tipi atšķiras pēc siltuma novadīšanas veiktspējas, izmaksām un pielietošanas scenārijiem, kā detalizēti aprakstīts zemāk:

Klasifikācija pēc substrāta materiāla

Šī ir visplašāk izplatītā klasifikācijas metode, tieši saistīta ar produkta siltuma novadīšanas efektivitāti un piemēroto jaudas diapazonu.

Klasifikācija pēc konstrukcijas formas

Klasifikācija atkarībā no produkta uzstādīšanas un formas prasībām, nosaka LED PCB telpiskās pielāgojamības iespējas.

Cietās konstrukcijas LED PCB

Fiksēta forma, neelastīga, ar augstu mehānisko izturību. Tas ir visbiežāk sastopamais tips, piemērots lielākajai daļai fiksēti uzstādītu lampu.

Elastīgās konstrukcijas LED PCB (FPC-LED)

Izmanto elastīgus pamatus, var tikt liekti, salokti un ritināti. Piemērots speciālas formas vai izliektām apgaismojuma situācijām, piemēram, automašīnu ambienta gaismām, gaismas lentes un izliektu ekrānu aizmugures apgaismojumam.

Rigid-Flex LED PCB

Cietās zonas pārvadā LED čipus un vadības komponentus, savukārt elastīgās zonas ļauj saliekt. Tas līdzsvaro stabilitāti un elastīgumu, piemērojams sarežģītas konstrukcijas lampām.

Klasifikācija pēc LED iepakojuma savietojamības

SMD LED PCB

Pieslēgpadu dizains ir savietojams ar virsmas montāžas ierīcēm (SMD) paredzētām LED. Tam raksturīga nobriedusi tehnoloģija un augsta automatizācija, tādējādi tas ir dominējošais veids pašreizējā tirgū.

COB LED PCB

Speciāli izstrādāts Chip-on-Board (COB) LED. LED čipi tiek tieši uzlikti uz PCB virsmas bez turētājiem vai zelta vadiem, nodrošinot plašu spīdīguma leņķi un vienmērīgu spilgtumu. Piemērots fokusētām gaismām, iegrimstošajām lampām un citām lampām ar augstām prasībām attiecībā uz gaismas plankumu.

Lieljaudas LUXEON LED PCB

Īpaši lielāki kontaktu laukumi un īsāki siltuma izkliedes ceļi, savietojami ar vienu lieljaudas LED (≥1 W). Bieži izmanto āra apgaismojumā un rūpnieciskā apgaismojumā.

LED PCB, kuriem raksturīga efektīva siltuma izkliede, stabilas elektriskās shēmas un elastīgas formas, plaši tiek izmantoti dažādās situācijās, kurās balstās uz LED gaismas emisiju, aptverot vispārējo apgaismojumu, automašīnu elektroniku, aizmugures ekrānu apgaismojumu, speciālo apgaismojumu, rūpniecisko vadību, medicīnas un citās jomas. Konkrētie pielietojumi ir šādi:

Vispārējā apgaismojuma joma
Šis ir galvenais LED PCB plates pielietojuma scenārijs, piemērots gan mājsaimniecību, gan komerciālajiem apgaismojuma iekārtām:
· Mājsaimniecību apgaismojums: griestu lampas, spuldzes, galda lampas un iebūvētie griestu prožektori parasti izmanto alumīnija bāzes cietos LED PCB, ņemot vērā gan siltuma izkliedi, gan izmaksu efektivitāti.
· Komerciālā apgaismojuma: Tirdzniecības centru virzienu lampas, veikalu slīdošās lampas, biroju ēku paneļu lampas, ielas apgaismojums/dārza lampas. Jaudīgas ielas lampas izmanto vara led gaismas PCB plates, lai uzlabotu siltuma novadīšanu un nodrošinātu ilgstošu darbības stabilitāti.

Automātikas elektronikas joma
Tā atbilst automašīnu klases augstas temperatūras izturības un vibrācijas izturības stingrajiem prasījumiem un tiek iedalīta divās kategorijās: transportlīdzekļa iekšienē un ārpusē.
· Iekštelpu apgaismojums: Ambiente apgaismojums, lasīšanas lampas un instrumentu panela aizmugures apgaismojums parasti aprīkoti ar elastīgām LED PCB plātēm, kas piemērotas izliektām virsmām un neregulāriem uzstādīšanas atvērumiem.
· Ārējais apgaismojums: Priekšējiem lukturiem, bīdes signāllukturiem, bremžu lukturiem un miglas lukturiem jāizvēlas keramiskas vai vara bāzes LED PCB plātes, kas izturamas pret temperatūras svārstībām no -40 °C līdz 125 °C un vibrāciju vide.

Aizmugurējās apgaismojuma displeja joma

Aizmugures apgaismes sistēmas, kas atbalsta dažādas ekrānu sistēmas, izvirza augstas prasības formas faktoram un spilgtuma vienmērīgumam:

Patēriņa elektronikas aizmugures apgaismojums: ekrānu aizmugures apgaismojums mobilajiem tālruņiem, planšetdatoriem un klēpjdatoriem, izmantojot elastīgus LED PCB vai ārkārtīgi plānus cietos LED PCB, lai sasniegtu vieglu un plānu dizainu;

Komerciālā displeja aizmugures apgaismojums: LCD televizori, reklāmas mašīnas un āra displeji, izmantojot COB LED PCB, lai uzlabotu spilgtuma vienmērīgumu un samazinātu gaismas plankumu problēmas.

Speciālais apgaismojums

Pielāgošanās pielāgotām un funkcionālām apgaismojuma vajadzībām:

Augu izaugsmes lampas: izmantojot augstu siltumvadītspēju alumīnija bāzes LED PCB, lai izturētu augstas jaudas LED kristālus, apmierinot spektrālās un siltuma prasības augu fotosintēzei;

Ultravioletās sterilizācijas lampas: izmantojot korozijizturīgas pamatnes LED PCB, piemērotas ultravioletā starojuma vides;

Skatuves gaismas / Apgaismojuma ainavas: dažādu apgaismojuma formu un dinamisku efektu sasniegšana, izmantojot neregulāras formas led plates shēmas un elastīgi-cietais kombinētas plates.

Industriālās vadības un medicīniskās iekārtas

Izpildot augstas uzticamības un stabilitātes prasības:

Industriālās vadības iekārtas: CNC mašīnciparu indikatoru gaismas, industriālo iekārtu statusa brīdinājumu gaismas, izmantojot keramikas bāzes led PCB plates, lai pielāvotos augstām temperatūrām, putekļiem un vibrācijas traucējumiem rūpnieciskajā vidē;

Medicīnas iekārtas: ķirurģiskās bezēnu lampas, medicīnisko testēšanas instrumentu aizmugurējais apgaismojums, portatīvo medicīnisko iekārtu indikatoru gaismas, kurās nepieciešama atbilstība medicīniskajiem sertifikācijas standartiem un zemas elektromagnētiskās emisijas led plates shēmu dizaini.