Placa pcb soldada

O que é uma placa de circuito LED?

Um Placa pcb soldada é uma placa de circuito impresso especificamente projetada para dispositivos de diodo emissor de luz. Sua função principal é fornecer suporte mecânico e conexão elétrica para chips LED. Ao mesmo tempo, dissipa eficientemente o calor gerado pelo LED durante o funcionamento por meio de substratos de alta condutividade térmica, como materiais à base de alumínio, à base de cobre e cerâmicos, evitando atenuação da luz e vida útil reduzida. Seus circuitos adotam majoritariamente uma topologia híbrida série + paralelo, com largura de trilha compatível com a corrente de trabalho do LED. Também pode ser projetado em formas rígidas, flexíveis ou uma combinação de rígido e flexível, conforme as exigências da aplicação, e suporta cortes irregulares corte. É compatível com LEDs de diferentes invólucros, como SMD 2835 e 5050, e é amplamente utilizado em iluminação geral, eletrônicos automotivos, displays com retroiluminação, iluminação especial e outros cenários. A principal diferença em relação às PCBs convencionais está no fato de que a primeira tem como requisitos principais a condução e dissipação térmica, além da conexão elétrica, enquanto a segunda precisa apenas atender à conexão elétrica básica.

Vantagens da PCB para LED

Dissipação térmica eficiente resolve os problemas de atenuação luminosa e vida útil do LED desde a origem

Quando os LEDs estão em funcionamento, a eficiência de conversão de energia elétrica é limitada. Aproximadamente 80% da energia elétrica é convertida em calor. O acúmulo de calor leva diretamente ao aumento da temperatura do LED chip, causando problemas como atenuação acelerada da luz, desvio da temperatura de cor e vida útil reduzida.

· Vantagem da condutividade térmica do material da base:

A placa PCB de LED adota substratos de alta condutividade térmica, como materiais à base de alumínio, à base de cobre e à base de cerâmica, com condutividade térmica muito superior à das placas PCB FR-4 comuns (a condutividade térmica do FR-4 é aproximadamente 0,3 W/(m · K), a de base de alumínio pode atingir 1-20 W/(m · K), e a da cerâmica de nitreto de alumínio pode atingir 180-200 W/(m · K)). Ela pode conduzir rapidamente o calor gerado pelo chip do LED para o dissipador de calor ou para o ambiente externo.

· Otimização estrutural de dissipação de calor:

Algumas placas de circuito LED de alta potência são projetadas com almofadas de condução térmica e vias metalizadas para aumentar a eficiência da condução térmica dos terminais LED da superfície até o metal inferior substrato. As placas de circuito impresso com base de alumínio também podem ser ligadas diretamente a dissipadores de calor sem necessidade de adesivos condutores térmicos adicionais, reduzindo ainda mais a resistência térmica.

· Valor prático:

A dissipação térmica adequada pode prolongar a vida útil dos LEDs de algumas milhares de horas para 50.000 a 100.000 horas, garantindo ao mesmo tempo a estabilidade prolongada do brilho luminoso e da temperatura de cor. É particularmente indicado para cenários que exigem operação contínua por longos períodos, como luminárias de ruas e faróis de automóveis.

A topologia do circuito é estável, aumentando a resistência geral da placa a falhas

O projeto do circuito da placa de circuito de luz LED leva plenamente em consideração as características dos LEDs segundo as quais "a ligação em série é propensa a circuito aberto e a ligação em paralelo é propensa à derivação de corrente", equilibrando ao mesmo tempo confiabilidade e consistência de brilho.

· Vantagens da topologia híbrida série-paralelo:

Adota uma estrutura de circuito do tipo "múltiplos grupos em série + conjunto em paralelo". Se um único LED se desconectar, isso afetará apenas o ramo em série onde está localizado, sem provocar a interrupção completa da placa inteira. Ao mesmo tempo, a estrutura em paralelo garante que as tensões de cada ramo sejam consistentes, evitando que alguns LEDs queimem devido a correntes excessivas.

· Projeto de correspondência de corrente:

Projetar precisamente a largura da trilha e a espessura da folha de cobre com base na corrente operacional nominal do LED para evitar perda de corrente causado pelo aquecimento do fio ou resistência excessiva. Para LEDs de alta potência, também serão reservadas áreas para resistores limitadores de corrente, facilitando o ajuste da corrente de acordo com as necessidades reais.

· Valor prático:

A taxa de falhas de toda a placa foi significativamente reduzida, não exigindo manutenção frequente. É adequada para cenários com requisitos elevados de estabilidade, como iluminação residencial e iluminação comercial.

É flexível na forma e na estrutura, adequado para uma ampla gama de cenários de aplicação

A PCB LED ultrapassa a limitação de rigidez das PCBs comuns e pode ser personalizada de acordo com os requisitos de forma de diferentes produtos de iluminação

· Diversidade morfológica: Suporta três formas: rígida, flexível e uma combinação de macia e dura. PCBs de LED rígidos são adequados para lâmpadas de formato fixo, como lâmpadas incandescentes e holofotes. A placa de circuito flexível para LED pode ser dobrada e dobrável tornando-o adequado para diversas situações irregulares, como iluminação ambiente automotiva e iluminação de fundo para telas curvas. A placa rígida-flexível leva em consideração tanto os requisitos de dobragem da área flexível quanto a capacidade de carga do dispositivo na área rígida.

· Corte irregular e design integrado: Qualquer forma, como circular, em arco e em tiras, pode ser obtida por corte a laser, o que é adequado para diferentes carcaças de lâmpadas. Também pode integrar circuitos de acionamento e sensores para alcançar um modelo integrado "PCB + acionamento + sensoriamento", reduzindo o volume do produto e os processos de montagem.

· Valor prático: Atende às demandas de todos os cenários, desde pequenas luzes indicadoras até grandes displays externos, e facilita o design miniaturizado e leve dos produtos.

Equilibra custo e desempenho para atender às demandas de diferentes mercados

A PCB LED oferece uma variedade de soluções de substrato, que podem ser selecionadas flexivelmente de acordo com o orçamento do cliente e requisitos de desempenho

· Solução de alto desempenho com custo-benefício: O custo das PCBS de LED em alumínio é apenas 1/3 a 1/2 do de modelos com base de cobre, e sua condutividade térmica atende a mais de 80% dos requisitos de iluminação para uso doméstico. É a opção preferida para lâmpadas de teto residenciais e luminárias planas.

· Soluções de alto desempenho: Placas de circuito led com base de cobre e cerâmica possuem maior condutividade térmica, resistência a altas temperaturas e corrosão, sendo adequadas para cenários exigentes como LEDs automotivos e luzes indicadoras de equipamentos de controle industrial.

· Solução de baixo custo: Luzes indicadoras LED de baixa potência podem adotar PCBS de LED com substrato FR-4, que apresentam o menor custo e atendem aos requisitos de cenários de baixo consumo energético, como brinquedos e pequenos eletrodomésticos.

· Valor prático: Cobrindo toda a faixa de preço, desde mercados de baixa até alta gama, ajudando os clientes a alcançarem o desempenho desejado controlando os custos.

Alta compatibilidade, compatível com diversos tipos de encapsulamento de LED

O design das trilhas da placa de circuito LED é compatível com as especificações padrão de encapsulamento de LED mais comuns, não exigindo abertura de molde separado.

Suporta vários tipos de embalagens SMD, embalagens COB, embalagens de alto fluxo luminoso semelhantes, etc. O tamanho e passo dos pads de solda podem ser personalizados de acordo com as especificações do LED.

Para placas de circuito COB LED, também são projetados revestimentos refletivos ou refletores metálicos para aumentar a utilização da luz e melhorar o brilho da iluminação.

As PCBs de LED podem ser classificadas com base no material do substrato, forma estrutural e compatibilidade com o invólucro do LED.

Os diferentes tipos variam em desempenho de dissipação de calor, custo e cenários de aplicação, conforme detalhado abaixo:

Classificação por Material do Substrato

Este é o método de classificação mais comum, diretamente relacionado à eficiência de dissipação de calor do produto e à faixa de potência aplicável.

Classificação por forma estrutural

Classificado de acordo com os requisitos de instalação e formato do produto, determina a adaptabilidade espacial dos PCBs de LED.

PCB de LED rígido

Formato fixo, não flexível, com alta resistência mecânica. É o tipo mais comum, adequado para a maioria das luminárias de instalação fixa.

PCB de LED flexível (FPC-LED)

Utiliza substratos flexíveis, pode ser dobrado, dobrável e enrolado. Adequado para cenários de iluminação com formas especiais ou curvas, como luzes ambientais automotivas, tiras de luz e retroiluminação de telas curvas.

PCB LED Rígido-Flexível

Áreas rígidas sustentam os chips LED e componentes do driver, enquanto áreas flexíveis permitem curvatura. Equilibra estabilidade e flexibilidade, aplicável a luminárias com estruturas complexas.

Classificação por Compatibilidade com Embalagem de LED

PCB LED SMD

O design dos pads é compatível com LEDs de montagem em superfície. Caracteriza-se por tecnologia madura e alta automação, tornando-se o tipo principal no mercado atual.

PCB LED COB

Projetado especificamente para LEDs Chip-on-Board. Os chips de LED são montados diretamente na superfície do PCB, sem suportes ou fios de ouro, oferecendo um amplo ângulo luminoso e brilho uniforme. Adequado para holofotes, spots e outras luminárias com requisitos elevados de feixe de luz.

Placa PCB LED LUXEON de alta potência

Apresenta áreas de pads maiores e caminhos mais curtos de dissipação de calor, compatível com LEDs de alta potência individuais (≥1 W). Comumente utilizada em aplicações de iluminação externa e industrial.

As placas PCB LED, com suas características de dissipação eficiente de calor, circuitos estáveis e formas flexíveis, são amplamente utilizadas em diversos cenários que dependem da emissão de luz LED, abrangendo iluminação geral, eletrônicos automotivos, displays com backlight, iluminação especial, controle industrial, área médica e outros campos. As aplicações específicas são as seguintes:

Área de iluminação geral
Este é o cenário de aplicação mais central da placa PCB LED, adequado para equipamentos de iluminação residenciais e comerciais:
· Iluminação residencial: Luminárias de teto, lâmpadas, abajures e spots embutidos geralmente adotam placas PCB LED rígidas com base de alumínio, que equilibram dissipação de calor e custo-benefício.
· Iluminação comercial: holofotes para shoppings, luminárias de trilho para lojas, luminárias de painel para edifícios comerciais, postes de rua externos/luminárias de jardim. Luminárias de alta potência utilizarão placas de circuito impresso de LED em cobre para melhorar a dissipação de calor e garantir estabilidade de funcionamento a longo prazo.

O campo da eletrônica automotiva
Atende aos rigorosos requisitos automotivos de resistência a altas temperaturas e a vibrações, sendo dividido em dois tipos: interno e externo ao veículo.
· Iluminação interna: iluminação ambiente, luzes de leitura e iluminação de fundo do painel são majoritariamente equipadas com PCBs de LED flexíveis, adequados para superfícies curvas e espaços de instalação irregulares.
· Iluminação externa: para faróis, setas, luzes de freio e luzes de neblina, devem ser selecionados PCBs de LED cerâmicos ou com base de cobre, capazes de suportar ciclos térmicos que variam de -40 °C a 125 °C e ambientes com vibração.

Campo de displays com iluminação de fundo

Sistemas de retroiluminação que suportam várias telas exigem altos requisitos quanto ao fator de forma e uniformidade de brilho:

Retroiluminação em Eletrônicos de Consumo: Retroiluminação de telas para telefones celulares, tablets e laptops, utilizando PCBs de LED flexíveis ou PCBs de LED rígidos ultrafinos para alcançar designs leves e finos;

Retroiluminação em Displays Comerciais: TVs LCD, máquinas de propaganda e displays externos, utilizando PCBs de LED COB para melhorar a uniformidade de brilho e reduzir problemas de manchas de luz;

Campo de Iluminação Especial

Adaptação às necessidades personalizadas e funcionais de iluminação:

Luzes para Crescimento de Plantas: Utilizando PCBs de LED com base de alumínio de alta condutividade térmica para suportar LEDs de alta potência, atendendo aos requisitos espectrais e térmicos da fotossíntese das plantas;

Lâmpadas de Esterilização por Ultravioleta: Utilizando PCBs de LED com substrato resistente à corrosão, adequados para ambientes de irradiação ultravioleta;

Luzes de Palco / Luzes de Paisagem: Atingir formas de iluminação diversas e efeitos dinâmicos por meio de circuitos em placas LED de formas irregulares e combinações de placas rígidas e flexíveis.

Área de Controle Industrial e Equipamentos Médicos

Atender aos requisitos de alta confiabilidade e alta estabilidade:

Equipamentos de Controle Industrial: Luzes indicadoras de máquinas-ferramenta CNC, luzes de aviso de status de equipamentos industriais, utilizando placas PCB LED à base de cerâmica para se adaptar a altas temperaturas, poeira e interferência por vibração em ambientes industriais;

Equipamentos Médicos: Lâmpadas cirúrgicas sem sombra, luzes de fundo para instrumentos de teste médico, luzes indicadoras em equipamentos médicos portáteis, exigindo conformidade com padrões de certificação médica e uso de LED com baixa interferência eletromagnética projetos de circuito em placas.