Led pcb

Ce este un PCB LED?

An Led pcb este o placă de circuit imprimat proiectată în mod special pentru dispozitive cu diode electroluminescente. Funcția sa principală este de a oferi suport mecanic și conexiune electrică cipurilor LED. În același timp, disipează eficient căldura generată de LED în timpul funcționării prin utilizarea unor suporturi cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi materiale pe bază de aluminiu, pe bază de cupru sau pe bază de ceramică, evitând atenuarea luminii și scurtarea duratei de viață. Circuitele sale folosesc în mare parte o topologie hibridă serie + paralel, cu lățimea traseului corespunzătoare curentului de funcționare al LED-ului. Poate fi proiectată și sub formă rigidă, flexibilă sau o combinație de forme rigide și flexibile, în funcție de cerințele aplicației, și acceptă tăiere neregulată tăiere. Este compatibilă cu LED-uri din diferite pachete, cum ar fi SMD 2835 și 5050, și este utilizată pe scară largă în iluminat general, electronică auto, afișaje cu iluminare de fundal, iluminat special etc. Diferența esențială față de PCB-uri constă în faptul că primele au ca cerințe principale conducerea și disiparea căldurii, precum și conexiunea electrică, în timp ce ultimele trebuie să îndeplinească doar conexiunea electrică de bază.

Avantajele PCB-urilor pentru LED

Disiparea eficientă a căldurii rezolvă la nivel fundamental problemele de atenuare a luminii și durată de viață ale LED-urilor

Atunci când LED-urile sunt în funcțiune, eficiența lor de conversie a energiei electrice este limitată. Aproximativ 80% din energia electrică este transformată în căldură. Acumularea căldurii duce direct la o creștere a temperaturii LED-ului chip, provocând probleme precum atenuarea accelerată a luminii, deriva temperaturii culorii și scurtarea duratei de viață.

· Avantajul conductivității termice al materialului de bază:

Placa PCB pentru LED utilizează substraturi cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi materiale pe bază de aluminiu, pe bază de cupru sau pe bază de ceramică, având o conductivitate termică mult mai mare decât cea a PCB-urilor obișnuite FR-4 (conductivitatea termică a FR-4 este de aproximativ 0,3 W/(m·K), cea a materialului pe bază de aluminiu poate atinge 1-20 W/(m·K), iar cea a ceramicilor din nitrid de aluminiu poate ajunge la 180-200 W/(m·K)). Aceasta poate conduce rapid căldura generată de chipul LED la radiatorul de căldură sau la mediul extern.

· Optimizarea structurală a disipării căldurii:

Unele plăci de circuit LED de mare putere sunt concepute cu plăcuțe conductoare de căldură și treceri metalizate pentru a spori eficiența transferului termic de la plăcuțele LED de la suprafață către metalul de dedesubt substratul. PCB-urile pe bază de aluminiu pot fi, de asemenea, lipite direct pe radiatoare fără a necesita adezivi termoconductori suplimentari, reducând astfel în continuare rezistența termică.

· Valoare practică:

O disipare rațională a căldurii poate prelungi durata de viață a LED-urilor de la câteva mii de ore la 50.000–100.000 de ore, asigurând în același timp stabilitatea pe termen lung a strălucirii, precum și a temperaturii culorii. Este deosebit de potrivită pentru scenariile care necesită funcționare continuă pe perioade lungi, cum ar fi lămpile de stradă și farurile auto.

Topologia circuitului este stabilă, crescând rezistența generală a plăcii la defecțiuni

Proiectarea circuitului plăcii de circuit imprimat a ledurilor ia în considerare pe deplin caracteristicile LED-urilor conform cărora „conectarea în serie este predispusă la întreruperi, iar conectarea în paralel este predispusă la derivarea curentului”, echilibrând în același timp fiabilitatea și consistența luminozității.

· Avantajele topologiei hibride serie-paralel:

Se folosește o structură de circuit de tip „mai multe grupuri în serie + ansamblu în paralel”. Dacă un singur LED se deconectează, acest lucru va afecta doar ramura în serie în care este situat, fără a determina stingerea întregii plăci. În același timp, structura paralelă poate asigura o tensiune consistentă pentru fiecare ramură, prevenind arderea unor LED-uri din cauza unui curent excesiv. în același timp, structura paralelă poate asigura că tensiunile fiecărei ramuri sunt consistente, prevenind arderea unor LED-uri din cauza unui curent excesiv.

· Proiectarea de potrivire a curentului:

Proiectați cu precizie lățimea traseului și grosimea foliei de cupru în funcție de curentul nominal de funcționare al LED-ului pentru a preveni pierderea de curent cauzat de încălzirea cablurilor sau de o rezistență excesivă. Pentru LED-urile de putere mare, vor fi rezervate și zone pentru rezistențe limitatoare de curent, pentru a facilita ajustarea curentului în funcție de nevoile reale.

· Valoare practică:

Rata de defectare a întregii plăci a fost semnificativ redusă, nu necesitând întreținere frecventă. Este potrivită pentru scenarii cu cerințe ridicate de stabilitate, cum ar fi iluminatul casnic și cel comercial.

Este flexibil în formă și structură, potrivit pentru o gamă largă de scenarii de aplicare

Placa LED PCB depășește limitarea de rigiditate a unei PCB obișnuite și poate fi personalizată în funcție de cerințele de formă ale diferitelor produse de iluminat

· Diversitate morfologică: Suportă trei forme: rigid, flexibil și o combinație între soft și hard. PCB-urile LED rigide sunt potrivite pentru lămpi cu formă fixă, cum ar fi becurile și luminile punctiforme. Placa de circuit flexibilă LED poate fi îndoită și pliată făcându-l potrivit pentru diverse scenarii neregulate, cum ar fi iluminatul ambiental auto și retroiluminarea ecranelor curbe. Placa rigid-flex ia în considerare atât cerințele de îndoire ale zonei flexibile, cât și capacitatea de încărcare a dispozitivului din zona rigidă a zonei rigide.

· Tăiere neregulată și design integrat: Orice formă, cum ar fi circulară, arcuită sau în bandă, poate fi realizată prin tăiere cu laser, fiind potrivită pentru diferite carcase de lămpi. De asemenea, poate integra circuite de comandă și senzori pentru a realiza un model integrat de tip „PCB + comandă + senzor”, reducând volumul produsului și procesele de asamblare.

· Valoare practică: Satisface cerințele tuturor scenariilor, de la microindicatoare până la afișaje mari exterioare, facilitând miniaturizarea și proiectarea ușoară a produselor.

Echilibrează costul și performanța pentru a satisface cerințele diferitelor piețe

LED PCB oferă o varietate de soluții pentru suport, care pot fi selectate în mod flexibil în funcție de bugetul și cerințele de performanță ale clientului

· Soluție cu raport ridicat calitate-preț: Costul PCB-urilor LED din aluminiu este doar de 1/3 până la 1/2 față de cele pe bază de cupru, iar conductivitatea lor termică satisface peste 80% dintre cerințele de iluminat pentru uz casnic. Este alegerea preferată pentru lămpile de tavan și lămpile panou pentru uz casnic.

· Soluții de înaltă performanță: Plăcile de circuit led pe bază de cupru și ceramice au o conductivitate termică mai puternică, rezistă la temperaturi ridicate și la coroziune, fiind potrivite pentru scenarii dificile, cum ar fi ledurile de calitate automotive și luminile indicatoare ale echipamentelor de control industrial.

· Soluție cu costuri reduse: Luminile indicatoare LED de joasă putere pot folosi PCB-uri LED pe suport FR-4, care au cel mai scăzut cost și îndeplinesc cerințele scenariilor cu consum redus de energie, cum ar fi jucăriile și electrocasnicele mici.

· Valoare practică: Acoperă întreaga gamă de prețuri, de la piețele low-end până la cele high-end, ajutând clienții să realizeze performanța dorită menținând controlul asupra costurilor.

Compatibilitate ridicată, compatibil cu mai multe tipuri de ambalare LED

Designul padurilor de pe placa de circuit LED este compatibil cu specificațiile standard ale ambalajelor LED dominante și nu necesită deschiderea unui tipar separat.

Suportă diverse tipuri de ambalare SMD, ambalare COB, ambalare de înaltă putere asemănătoare lumenilor etc. Dimensiunea și pasul padurilor de lipit pot fi personalizate în funcție de specificațiile LED.

Pentru plăcile PCB LED COB, vor fi proiectate și acoperiri reflectorizante sau reflectoare metalice pentru a spori utilizarea luminii și a crește intensitatea iluminării.

Plăcile PCB cu LED pot fi clasificate în funcție de materialul substratului, forma structurală și compatibilitatea cu pachetele LED.

Diferitele tipuri variază din punct de vedere al performanței de disipare a căldurii, cost și scenarii de aplicație, conform detaliilor de mai jos:

Clasificare după materialul substratului

Aceasta este metoda de clasificare cea mai răspândită, legată direct de eficiența de disipare a căldurii a produsului și domeniul de putere aplicabil.

Clasificare după forma structurală

Clasificare în funcție de cerințele de instalare și formă ale produsului, determină adaptabilitatea spațială a PCB-urilor LED

PCB LED rigid

Formă fixă, negrababil, cu rezistență mecanică ridicată. Este tipul cel mai frecvent, potrivit pentru majoritatea lămpilor cu montaj fix

PCB LED flexibil (FPC-LED)

Utilizează suporturi flexibile, poate fi îndoit, pliat și rulat. Potrivit pentru scenarii de iluminat cu forme speciale sau curbe, cum ar fi luminile ambientale auto, benzile luminoase și fundalurile ecranelor curbe.

PCB LED Rigid-Flex

Zonele rigide susțin cipurile LED și componentele driver, în timp ce zonele flexibile permit îndoirea. Aceasta echilibrează stabilitatea și flexibilitatea, fiind aplicabilă la lămpi cu structuri complexe.

Clasificare după compatibilitatea cu pachetul LED

PCB LED SMD

Designul pad-urilor este compatibil cu dispozitivele LED montate în suprafață. Se caracterizează printr-o tehnologie matură și un grad ridicat de automatizare, fiind tipul dominant pe piața actuală.

PCB LED COB

Proiectat special pentru LED-urile Chip-on-Board. Cipurile LED sunt montate direct pe suprafața PCB-ului fără suporturi sau fire de aur, oferind un unghi larg de lumină și o luminozitate uniformă. Potrivit pentru proiectoare, downlights și alte lămpi cu cerințe ridicate privind petele de lumină.

Placă PCB LED LUXEON de înaltă putere

Prezintă suprafețe de contact mai mari și trasee mai scurte pentru disiparea căldurii, fiind compatibilă cu LED-uri de putere mare individuale (≥1W). Utilizată frecvent în aplicații de iluminat exterior și industrial.

Plăcile PCB pentru LED, datorită caracteristicilor lor de disipare eficientă a căldurii, circuite stabile și forme flexibile, sunt utilizate pe scară largă în diverse scenarii care depind de emisia de lumină LED, acoperind iluminat general, electronică auto, afișaje cu iluminare de fundal, iluminat special, control industrial, domeniul medical și alte domenii. Aplicațiile specifice sunt următoarele:

Domeniul iluminatului general
Aceasta este cea mai importantă aplicație a plăcii PCB LED, potrivită atât pentru echipamentele de iluminat casnice, cât și pentru cele comerciale:
· Iluminat casnic: Lămpile cu plafonieră, lămpile cu bec, lămpile de birou și lămpile spot integrează în general plăci PCB LED rigide pe bază de aluminiu, care iau în considerare atât disiparea căldurii, cât și raportul calitate-preț.
· Iluminat comercial: Lămpi de tip spotlight în centre comerciale, lămpi pe șină în magazine, lămpi panou în clădiri de birouri, stâlpi de stradă sau lămpi de grădină. Lămpile de putere mare vor utiliza plăci PCB LED din cupru pentru a îmbunătăți disiparea căldurii și a asigura stabilitatea în funcționare pe termen lung.

Domeniul electronicului auto
Satisface cerințele stricte ale autovehiculelor privind rezistența la temperaturi înalte și la vibrații, fiind împărțit în două tipuri: interior și exterior vehicul.
· Iluminat interior: Iluminat ambiental, lămpi de lectură și iluminare backlight pentru bord sunt echipate în general cu plăci PCB LED flexibile, potrivite pentru suprafețe curbe și spații de instalare neregulate.
· Iluminat exterior: Pentru faruri, semnale de direcție, stopuri și faruri de ceață, se recomandă utilizarea unor plăci PCB LED pe bază de ceramică sau cupru, capabile să suporte cicluri de temperatură între -40 °C și 125 °C, precum și medii cu vibrații.

Domeniul afișajelor cu iluminare de fundal

Sistemele de iluminare de fundal care susțin diverse ecrane necesită cerințe ridicate privind factorul de formă și uniformitatea luminozității:

Iluminare de fundal pentru electronice de consum: iluminare de fundal pentru telefoane mobile, tablete și laptopuri, utilizând PCB-uri LED flexibile sau PCB-uri LED rigide ultra-subțiri pentru a realiza designuri ușoare și subțiri;

Iluminare de fundal pentru afișaje comerciale: televizoare LCD, mașini de publicitate și ecrane exterioare, utilizând PCB-uri LED COB pentru a îmbunătăți uniformitatea luminozității și a reduce problemele de pete de lumină.

Domeniul iluminatului special

Adaptarea la nevoile de iluminat personalizate și funcționale:

Lămpi pentru creșterea plantelor: utilizarea PCB-urilor LED pe bază de aluminiu cu conductivitate termică ridicată pentru a susține LED-uri de putere mare, satisfăcând cerințele spectrale și termice pentru fotosinteza plantelor;

Lămpi de sterilizare cu ultraviolete: utilizarea PCB-urilor LED cu suport rezistent la coroziune, potrivite pentru medii de iradiere cu ultraviolete;

Lumini de scenă / Lumini pentru peisaje: Realizarea unor forme diverse de iluminat și efecte dinamice prin utilizarea unor plăci LED cu circuite neregulate și plăci combinate flexibile-rigide.

Domeniul echipamentelor industriale de control și medicale

Îndeplinirea cerințelor ridicate de fiabilitate și stabilitate:

Echipamente de control industrial: Luminile indicatoare ale mașinilor-unelte CNC, luminile de avertizare a stării echipamentelor industriale, utilizând plăci PCB LED pe bază de ceramică pentru a se adapta la temperaturi înalte, praf și interferențe provocate de vibrații în mediile industriale;

Echipamente medicale: Lămpi chirurgicale fără umbră, lumini de fundal pentru instrumente de testare medicală, luminile indicatoare ale echipamentelor medicale portabile, care necesită conformitatea cu standardele de certificare medicală și utilizarea LED-urilor cu interferență electromagnetică scăzută proiecte de circuite cu plăci.