Led pcb

Płytka LED PCB to płytka drukowana specjalnie zaprojektowana dla urządzeń diodowych o emisji światła. Jej podstawową funkcją jest zapewnienie wsparcia mechanicznego i połączeń elektrycznych dla chipów LED. Jednocześnie efektywnie odprowadza ciepło generowane przez diodę LED podczas pracy za pośrednictwem podłoży o wysokiej przewodności cieplnej, takich jak podłoża aluminiowe, miedziane oraz ceramiczne, unikając tym samym osłabienia światła i skrócenia czasu życia. Obwody najczęściej przyjmują topologia hybrydowa szeregowo-równoległa, z szerokością ścieżki dopasowaną do prądu roboczego LED. Może być również zaprojektowana w formie sztywnej, giętkiej lub kombinacji twardo-miękkiej zgodnie z wymaganiami aplikacji oraz obsługiwać nieregularne cięcie. Kompatybilna z diodami LED w różnych obudowach, takich jak SMD 2835 i 5050, szeroko stosowana w oświetleniu ogólnym, elektronice samochodowej, wyświetlaczach z podświetleniem, oświetleniu specjalnym oraz innych zastosowaniach. Główne różnice w porównaniu do zwykłych PCB polegają na tym, że pierwsze traktują odprowadzanie ciepła oraz połączenia elektryczne jako podstawowe wymagania, podczas gdy drugie muszą spełniać jedynie podstawowe połączenia elektryczne.

Zalety płytek LED PCB

Skuteczne odprowadzanie ciepła rozwiązuje od podstaw problemy związane z tłumieniem światła LED oraz skracaniem jego czasu życia

Gdy diody LED są w użyciu, ich sprawność konwersji energii elektrycznej jest ograniczona. Mniej więcej 80% energii elektrycznej przekształca się w ciepło. Gromadzenie się ciepła bezpośrednio prowadzi do wzrostu temperatury diody LED chipu, powodując problemy takie jak przyspieszone osłabienie światła, zmiana barwy światła i skrócenie czasu życia.

· Zaleta przewodzenia ciepła materiału podstawowego:

Płytka PCB do LED wykorzystuje podłoża o wysokiej przewodności cieplnej, takie jak podłoża aluminiowe, miedziane oraz ceramiczne, których przewodność cieplna znacznie przewyższa tę standardowych płytek FR-4 (przewodność cieplna FR-4 wynosi około 0,3 W/(m·K), podłoża aluminiowego może osiągnąć 1–20 W/(m·K), a azotku glinu nawet 180–200 W/(m·K)). Pozwala to szybko odprowadzać ciepło generowane przez chip LED do radiatora lub do otoczenia.

· Optymalizacja strukturalna odprowadzania ciepła:

Niektóre płyty obwodów LED o dużej mocy są projektowane z poduszkami przewodzącymi ciepło oraz metallizowanymi przelotkami w celu zwiększenia efektywności przewodzenia ciepła z powierzchniowych pól LED do dolnej warstwy metalu podłoże. Płyty PCB z aluminium mogą być również bezpośrednio łączone z radiatorami bez konieczności stosowania dodatkowych klejów przewodzących ciepło, co dalszym zmniejsza opór termiczny.

· Wartość praktyczna:

Umiarowe odprowadzanie ciepła może wydłużyć żywotność diod LED z kilku tysięcy godzin do 50 000–100 000 godzin, zapewniając jednocześnie długotrwałą stabilność jasności światła i temperatury barwowej. Jest szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających długotrwałej ciągłej pracy, takich jak latarnie uliczne czy reflektory samochodowe.

Topologia obwodu jest stabilna, co zwiększa odporność całej płyty na uszkodzenia

Projekt obwodu płytki obwodu świetlnej LED w pełni uwzględnia cechy diod LED, że „połączenie szeregowe jest narażone na przerwanie, a połączenie równoległe na rozdział prądu”, jednocześnie zapewniając równowagę między niezawodnością a spójnością jasności.

· Zalety topologii mieszanej szeregowo-równoległej:

Zastosowano strukturę obwodu „wiele grup połączonych szeregowo + ogólnie równolegle”. Jeśli pojedyncza dioda LED ulegnie przerwaniu, wpłynie to tylko na gałąź szeregową, w której się znajduje, i nie spowoduje zgaśnięcia całej płytki. Jednocześnie struktura równoległa zapewnia jednakowe napięcie w każdej gałęzi, zapobiegając przepaleniu niektórych diod LED z powodu nadmiernego prądu. entire board to go out. At the same time, the parallel structure can ensure that the voltages of each branch are consistent, preventing some leds from being burned out due to excessive current.

· Projekt dopasowania prądu:

Dokładnie projektuje się szerokość ścieżek i grubość folii miedzianej na podstawie znamionowego prądu pracy diody LED (np. około 20 mA dla SMD 2835 i około 60 mA dla 5050), aby zapobiec utratom prądu spowodowany nagrzewaniem się przewodu lub nadmiernym oporem. W przypadku wysokoprądowych diod LED zarezerwowane będą również pola pod rezystory ograniczające prąd, ułatwiające dostosowanie natężenia prądu do rzeczywistych potrzeb.

· Wartość praktyczna:

Wskaźnik awaryjności całej płytki został znacząco zmniejszony, co eliminuje konieczność częstej konserwacji. Nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej stabilności, takich jak oświetlenie domowe i komercyjne.

Jest elastyczny pod względem formy i struktury, odpowiedni do szerokiego zakresu scenariuszy zastosowań

PCB LED przełamuje ograniczenia sztywności zwykłych płytek PCB i może być dostosowywane do kształtów różnych produktów oświetleniowych

· Różnorodność morfologiczna: Obsługuje trzy formy: sztywną, giętką oraz kombinację miękkiej i twardej. Sztywne płytki LED PCB są odpowiednie dla lamp o ustalonym kształcie, takich jak żarówki i reflektory. Giętka płytka obwodu LED może być wyginana i składana,

co czyni go odpowiednim do różnych nieregularnych zastosowań, takich jak oświetlenie otoczenia pojazdów czy podświetlanie zakrzywionych ekranów. Płytka sztywno-elastyczna uwzględnia zarówno wymagania gięcia w części elastycznej, jak i nośność urządzenia w części sztywnej

nośność części sztywnej.

· Nieregularne cięcie i projekt zintegrowany: Dowolny kształt, taki jak okrągły, łukowaty lub paskowy, może być osiągnięty za pomocą cięcia laserowego, co sprawia, że nadaje się do różnych obudów lamp. Można również zintegrować obwody sterujące oraz czujniki (takie

jak fotorezystory czy czujniki podczerwieni człowieka), aby osiągnąć zintegrowany model „PCB + sterowanie + czujniki”, redukując tym samym objętość produktu i procesy montażowe.

· Wartość praktyczna: Spełnia wymagania wszystkich zastosowań, od mikro wskaźników świetlnych po duże wyświetlacze zewnętrzne, sprzyjając miniaturyzacji i lekkiej konstrukcji produktów.

Optymalizacja kosztów i wydajności w celu spełnienia potrzeb różnych rynków

PCB LED oferuje różne rozwiązania podłoża, które można elastycznie dobierać w zależności od budżetu klienta i wymagań dotyczących wydajności

· Rozwiązanie o wysokiej efektywności kosztowej: Koszt aluminiowych płytek LED PCB wynosi tylko 1/3 do 1/2 cenowych płytek miedzianych, a ich przewodność cieplna spełnia ponad 80% wymagań oświetleniowych w użytkowaniu domowym. To rozwiązanie preferowane

do lamp sufitowych i paneli świetlnych w domach.

· Rozwiązania wysokowydajne: Płytki obwodów LED z podłożem miedzianym i ceramicznym charakteryzują się większą przewodnością cieplną, odpornością na wysokie temperatury i korozję, co czyni je odpowiednimi dla trudnych warunków eksploatacji, takich jak diody LED typu automotive (np.

reflektory samochodowe, które muszą wytrzymać cykle temperatur od -40 °C do 125 °C) czy wskaźniki urządzeń sterowania przemysłowego (które muszą być odporne na wibracje i korozję chemiczną).

· Niskokosztowe rozwiązanie: wskaźniki LED o niewielkiej mocy mogą wykorzystywać płytki drukowane FR-4, które charakteryzują się najniższym kosztem i spełniają wymagania scenariuszy o niskim zużyciu energii, takich jak zabawki czy małe urządzenia domowe.

· Wartość praktyczna: obejmuje pełen zakres cenowy od rynku niskiego do wysokiego segmentu, pomagając klientom osiągnąć zamierzoną wydajność przy jednoczesnej kontroli kosztów.

Wysoka kompatybilność, kompatybilna z wieloma typami pakietów LED

Projekt pól lutowniczych płytki obwodu LED jest kompatybilny ze standardowymi specyfikacjami opakowań LED i nie wymaga oddzielnego otwarcia formy.

Obsługuje różne typy pakowania SMD, pakowanie COB (bezpośrednie montowanie chipa), wersje o dużej mocy świetlnej itp. Rozmiar i rozstaw pól lutowniczych można dostosować według specyfikacji LED.

W przypadku płytek COB LED projektowane są również powłoki odbijające lub reflektory metalowe w celu poprawy wykorzystania światła i zwiększenia jasności oświetlenia.

Płytki LED PCB można klasyfikować według materiału podłoża, formy strukturalnej oraz kompatybilności z pakietami LED.

Różne typy różnią się wydajnością odprowadzania ciepła, kosztem i scenariuszami zastosowania, jak szczegółowo opisano poniżej:

Klasyfikacja według materiału podłoża

Jest to najbardziej powszechna metoda klasyfikacji, bezpośrednio związana z efektywnością odprowadzania ciepła produktu oraz zakresem mocy zastosowania.

Klasyfikacja według formy konstrukcyjnej

Klasyfikacja zgodnie z wymaganiami dotyczącymi montażu i kształtu produktu, określa przystosowanie przestrzenne płytek LED

Sztywna płytka LED

Stały kształt, nieelastyczna, o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Najczęściej spotykany typ, odpowiedni do większości lamp montowanych stałe

Giętka płytka LED (FPC-LED)

Używa giętkich podłoży, można je zginać, składać i zwijać. Nadaje się do oświetlenia w niestandardowych lub zakrzywionych miejscach, takich jak oświetlenie otoczenia w pojazdach, taśmy świetlne oraz podświetlenie zakrzywionych ekranów.

Sztywno-giętkowa płyta LED PCB

Obszary sztywne przenoszą chipy LED i komponenty sterujące, podczas gdy obszary giętkowe umożliwiają wyginanie. Oferuje równowagę między stabilnością a elastycznością, nadaje się do lamp o złożonej konstrukcji (np. składane lampy biurkowe, specjalne oświetlenie samochodowe).

III. Klasyfikacja według kompatybilności z pakietami LED (dostosowane do różnych procesów montażu LED)

Płyta LED SMD PCB

Projekt padów jest kompatybilny z diodami LED typu SMD. Charakteryzuje się dojrzałą technologią i wysokim poziomem automatyzacji, co czyni ją głównym typem obecnie dostępnych na rynku rozwiązań.

Płyta LED COB PCB

Zaprojektowana specjalnie dla technologii Chip-on-Board (COB). Czepy LED są bezpośrednio montowane na powierzchni płyty PCB bez użycia oprawek lub drucików złotych, co zapewnia szeroki kąt świecenia i jednolitą jasność. Nadaje się do reflektorów, oświetlenia wnękowego oraz innych

lamp wymagających wysokiej jakości plam światła.

Wysokomocna płyta PCB LED LUXEON

Charakteryzuje się większymi powierzchniami pól i krótszymi ścieżkami odprowadzania ciepła, kompatybilna z pojedynczymi wysokomocowymi diodami LED (≥1 W). Często stosowana w oświetleniu zewnętrznym i przemysłowym.

Płaty PCB LED, dzięki swoim cechom takim jak efektywne odprowadzanie ciepła, stabilne obwody oraz elastyczne formy, są szeroko wykorzystywane w różnych zastosowaniach opartych na emisji światła LED, obejmując oświetlenie ogólne, elektronikę samochodową, wyświetlacze z podświetleniem, oświetlenie specjalne, sterowanie przemysłowe, medycynę oraz inne dziedziny. Konkretne zastosowania to:

Dziedzina oświetlenia ogólnego
Jest to najbardziej podstawowe zastosowanie płytek PCB LED, odpowiednie zarówno dla sprzętu oświetleniowego domowego, jak i komercyjnego:
· Oświetlenie domowe: Lustra sufitowe, żarówki, lampy stołowe oraz reflektory najczęściej wykorzystują sztywne płyty PCB LED na bazie aluminium, które łączą skuteczne odprowadzanie ciepła z korzystną relacją kosztu do wydajności.
· Oświetlenie przemysłowe: reflektory w centrach handlowych, oświetlenie torowe w sklepach, oświetlenie panelowe w budynkach biurowych, lampy uliczne/zewnętrzne do ogrodów. Lampy uliczne o dużej mocy będą wykorzystywać płytki obwodów drukowanych LED z miedzi, aby poprawić odprowadzanie ciepła i zapewnić długotrwałą stabilność pracy.

Dziedzina elektroniki samochodowej
Spełnia rygorystyczne wymagania odporności na wysoką temperaturę i wibracje na poziomie motoryzacyjnym, dzieli się na dwa typy: wnętrze i zewnętrze pojazdu.
· Oświetlenie wewnętrzne: oświetlenie otoczenia, światła do czytania oraz podświetlenie deski rozdzielczej są najczęściej wyposażone w giętkie płytki LED, które nadają się do powierzchni zakrzywionych i nieregularnych przestrzeni montażowych.
· Oświetlenie zewnętrzne: do reflektorów, kierunkowskazów, świateł hamowania i świateł przeciwmgielnych należy dobrać płytki LED na bazie ceramiki lub miedzi, aby wytrzymać cykle temperatur od -40 °C do 125 °C oraz warunki wibracyjne.

Dziedzina oświetlenia podświetlania wyświetlaczy

Systemy podświetlenia obsługujące różne ekrany wymagają wysokich standardów pod względem kształtu i jednolitości jasności:

Podświetlanie elektroniki konsumenckiej: podświetlanie ekranów w telefonach komórkowych, tabletach i laptopach przy użyciu giętkich płytek LED PCB lub ultra cienkich sztywnych płytek LED PCB, aby osiągnąć lekką i cienką konstrukcję;

Podświetlanie wyświetlaczy komercyjnych: telewizory LCD, maszyny reklamowe i wyświetlacze zewnętrzne, wykorzystujące płytki LED PCB typu COB w celu poprawy jednolitości jasności i zmniejszenia problemów z plamami światła.

Specjalistyczne oświetlenie

Dostosowanie do niestandardowych i funkcjonalnych potrzeb oświetleniowych:

Oświetlenie do upraw roślin: stosowanie aluminiowych płytek LED PCB o wysokiej przewodności cieplnej do montowania wysokoprądowych diod LED, spełniających wymagania widmowe i termiczne związane z fotosyntezą roślin;

Lampy do sterylizacji UV: stosowanie płytek LED PCB na korozji odpornym podłożu, odpowiednich do środowiska napromieniowania ultrafioletowego;

Oświetlenie scenowe / oświetlenie terenowe: Osiąganie różnorodnych kształtów oświetlenia i efektów dynamicznych poprzez nieregularne płytki obwodów LED oraz połączone płytki giętko-sztywne.

Zakres sterowania przemysłowego i sprzętu medycznego

Spełnianie wymagań dotyczących wysokiej niezawodności i stabilności:

Sprzęt sterowania przemysłowego: światła wskaźnikowe tokarek CNC, światła ostrzegawcze stanu urządzeń przemysłowych, wykorzystujące płytki PCB LED na bazie ceramiki dostosowane do działania w warunkach wysokich temperatur, kurzu oraz drgań;

Sprzęt medyczny: lampy chirurgiczne bez cienia, podświetlenia instrumentów diagnostycznych medycznych, światła wskaźnikowe przenośnego sprzętu medycznego, wymagające zgodności ze standardami certyfikacji medycznej oraz zastosowania LED o niskim zakłócaniu elektromagnetycznym

projekty obwodów płytek.