Ый печатный блок

Светодиодная печатная плата — это плата, специально разработанная для устройств на основе светоизлучающих диодов. Ее основная функция — обеспечивать механическую поддержку и электрическое соединение для светодиодных кристаллов. В то же время она эффективно отводит тепло выделяемое светодиодом в процессе работы, за счет применения материалов с высокой теплопроводностью, таких как алюминиевые, медные и керамические основы, предотвращая при этом ослабление яркости и сокращение срока службы. Практически все схемы используют последовательная и параллельная гибридная топология, ширина линии соответствует рабочему току светодиода. Может быть выполнена в жесткой, гибкой или комбинированной (гибкой и жесткой) форме в зависимости от требований применения и поддерживает нестандартные формы резку. Совместима со светодиодами различных типов корпусов, таких как SMD 2835 и 5050, и широко используется в общем освещении, автомобильной электронике, подсветке дисплеев, специальном освещении и других сценариях. Основное отличие от обычных Печатных плат заключается в том, что для первых основными требованиями являются теплопроводность, отвод тепла и электрическое соединение, тогда как вторые должны удовлетворять только базовым требованиям электрического соединения.

Преимущества LED-печатных плат

Эффективный отвод тепла решает проблемы светового затухания светодиодов и увеличивает срок их службы на корневом уровне

При работе светодиодов их электрическая эффективность преобразования энергии ограничена. Примерно 80% электрической энергии преобразуется в тепло. Накопление тепла напрямую приводит к повышению температуры светодиода кристалла, вызывая такие проблемы, как ускоренное затухание света, смещение цветовой температуры и сокращение срока службы.

· Преимущество теплопроводности основного материала:

Светодиодная печатная плата использует подложки с высокой теплопроводностью, такие как алюминиевые, медные и керамические материалы, теплопроводность которых значительно превышает показатели обычных FR-4 печатных плат (теплопроводность FR-4 составляет приблизительно 0,3 Вт/(м·К), алюминиевых — может достигать 1–20 Вт/(м·К), а нитрида алюминия — 180–200 Вт/(м·К)). Это позволяет быстро отводить тепло, выделяемое кристаллом светодиода, к радиатору или во внешнюю среду.

· Оптимизация конструкции для теплоотдачи:

Некоторые печатные платы светодиодов высокой мощности разработаны с теплопроводящими площадками и металлизированными переходными отверстиями для повышения эффективности теплоотдачи от контактных площадок светодиодов на поверхности к нижнему металлическому слою субстрат. Платы на алюминиевой основе также могут быть напрямую соединены с радиаторами без необходимости использования дополнительных теплопроводных клеев, что дополнительно снижает тепловое сопротивление.

· Практическая ценность:

Рациональный отвод тепла может продлить срок службы светодиодов с нескольких тысяч часов до 50 000–100 000 часов, обеспечивая при этом долгосрочную стабильность яркости и цветовой температуры. Особенно подходит для сценариев, требующих длительной непрерывной работы, таких как уличные фонари и автомобильные фары. подходит для сценариев, требующих длительной непрерывной работы, таких как уличные фонари и автомобильные фары.

Топология схемы является стабильной, что повышает устойчивость всей платы к сбоям

Конструкция схемы печатной платы светодиодного освещения полностью учитывает особенности светодиодов, при которых «последовательное соединение склонно к обрыву, а параллельное — к перераспределению тока», обеспечивая при этом баланс между надёжностью и согласованностью яркости.

· Преимущества гибридной топологии последовательно-параллельного соединения:

Используется схема подключения «несколько групп в последовательной цепи + общее параллельное соединение». Если один светодиод выходит из строя, это затрагивает только ту последовательную ветвь, в которой он находится, и не приводит к полному отключению всей платы. В то же время параллельная структура гарантирует одинаковое напряжение на каждой ветви, предотвращая перегорание отдельных светодиодов из-за чрезмерного тока. параллельная структура может обеспечить согласованность напряжений на всех ветвях, предотвращая перегорание некоторых светодиодов из-за чрезмерного тока.

· Конструкция согласования тока:

Точная разработка ширины проводника и толщины медной фольги на основе номинального рабочего тока светодиода (например, около 20 мА для SMD 2835 и около 60 мА для 5050), чтобы предотвратить потери тока вызван нагревом провода или чрезмерным сопротивлением. Для светодиодов высокой мощности также предусмотрены площадки для токоограничивающих резисторов, чтобы облегчить регулировку тока в соответствии с фактическими потребностями.

· Практическая ценность:

Частота отказов всей платы значительно снижена, необходимость в частом обслуживании отсутствует. Подходит для сфер, где предъявляются высокие требования к стабильности, например, освещение дома и коммерческое освещение.

Гибкость формы и конструкции, подходит для широкого спектра применений

Светодиодная печатная плата преодолевает ограничения жесткости обычной печатной платы и может быть изготовлена по индивидуальному заказу в соответствии с требованиями формы различных осветительных продуктов

· Многообразие форм: поддерживает три формы: жесткую, гибкую и комбинированную (гибко-жесткую). Жесткие светодиодные печатные платы подходят для ламп с фиксированной формой, таких как лампочки и прожекторы. Гибкая светодиодная плата может изгибаться и складываться,

что делает его подходящим для различных нестандартных сценариев, таких как подсветка салона автомобилей и подсветка изогнутых экранов. Плата ригид-флекс учитывает как требования к изгибу гибкой области, так и способность

жесткой области выдерживать нагрузку от компонентов.

· Необычная форма и комплексный дизайн: любая форма — круглая, дугообразная, полосовая — может быть получена с помощью лазерной резки, что подходит для различных корпусов ламп. Также возможно интегрировать цепи управления и датчики (например,

фоторезисторы и инфракрасные датчики движения), реализуя комплексную модель «печатная плата + управление + датчики», что уменьшает объём изделия и количество этапов сборки.

· Практическая ценность: удовлетворяет потребности во всех сценариях — от миниатюрных индикаторных огоньков до крупных наружных дисплеев, способствует миниатюризации и облегчению конструкции изделий.

Сочетание оптимального соотношения стоимости и производительности для удовлетворения требований различных рынков

Светодиодная печатная плата предлагает различные решения для субстратов, которые можно гибко выбирать в зависимости от бюджета и требований к производительности заказчика

· Решение с высокой стоимостью: стоимость алюминиевых светодиодных печатных плат составляет всего от 1/3 до 1/2 стоимости медных, при этом их теплопроводность соответствует более чем 80% требований к освещению для бытового использования. Это предпочтительный выбор

для бытовых потолочных ламп и панельных светильников.

· Высокопроизводительные решения: медные и керамические светодиодные печатные платы обладают более высокой теплопроводностью, устойчивы к высоким температурам и коррозии, подходят для тяжелых условий эксплуатации, таких как светодиоды автомобильного класса (например

автомобильные фары, которые должны выдерживать циклы температур от -40 °C до 125 °C) и индикаторные огни промышленного контрольного оборудования (которые должны быть устойчивы к вибрации и химической коррозии).

· Недорогое решение: Светодиодные индикаторы малой мощности могут использовать светодиодные печатные платы на основе FR-4, которые имеют наименьшую стоимость и соответствуют требованиям сценариев с низким энергопотреблением, таких как игрушки и мелкие бытовые приборы.

· Практическая ценность: Охватывает весь ценовой диапазон — от недорогих до премиальных рынков, помогая клиентам достичь целевых характеристик при контроле затрат.

Высокая совместимость, поддержка нескольких типов упаковки светодиодов

Конструкция контактных площадок светодиодной платы совместима с основными спецификациями упаковки светодиодов и не требует отдельного изготовления форм.

Поддерживает различные типы SMD-упаковки, упаковку COB (прямое крепление кристалла), упаковку с высокой световой отдачей и т.д. Размеры и шаг контактных площадок можно настраивать в зависимости от спецификаций светодиодов.

Для светодиодных плат COB также проектируются отражающие покрытия или металлические отражатели для повышения эффективности использования света и увеличения яркости освещения.

Светодиодные печатные платы можно классифицировать по материалу основания, конструктивной форме и совместимости с корпусами светодиодов.

Различные типы отличаются по эффективности теплоотвода, стоимости и сценариям применения, как подробно описано ниже:

Классификация по материалу основания

Это наиболее распространенный метод классификации, напрямую связанный с эффективностью теплоотвода изделия и диапазоном применимой мощности.

Классификация по конструктивной форме

Классифицируется в зависимости от требований к установке и форме изделия, определяет пространственную адаптируемость светодиодных печатных плат

Жесткая светодиодная печатная плата

Фиксированная форма, негнущаяся, с высокой механической прочностью. Наиболее распространенный тип, подходит для большинства фиксированных светильников

Гибкая светодиодная печатная плата (FPC-LED)

Использует гибкие подложки, может изгибаться, складываться и сворачиваться. Подходит для освещения в помещениях нестандартной или криволинейной формы, например, для автомобильных световых полос, ленточных светильников и подсветки изогнутых экранов.

Жестко-гибкий светодиодный печатный узел

Жесткие участки размещают светодиодные чипы и компоненты драйвера, а гибкие участки обеспечивают изгиб. Обеспечивает баланс между стабильностью и гибкостью, применяется в светильниках со сложной конструкцией (например, складные настольные лампы, специальные автомобильные светильники).

III. Классификация по совместимости с корпусированием светодиодов (соответствует различным процессам монтажа светодиодов)

Печатная плата со светодиодами для поверхностного монтажа

Конструкция контактных площадок совместима со светодиодами для поверхностного монтажа. Отличается зрелой технологией и высокой степенью автоматизации, что делает её основным типом на современном рынке.

Печатная плата со светодиодами типа Chip-on-Board

Специально разработана для светодиодов типа Chip-on-Board. Светодиодные чипы устанавливаются непосредственно на поверхность печатной платы без использования корпусов или золотых проводков, обеспечивая широкий угол свечения и равномерную яркость. Подходит для прожекторов, встраиваемых светильников и других

светильников с высокими требованиями к качеству светового пятна.

Светодиодная печатная плата LUXEON высокой мощности

Имеет увеличенные области контактных площадок и более короткие пути отвода тепла, совместима с одиночными светодиодами высокой мощности (≥1 Вт). Часто используется в наружном освещении и промышленных осветительных системах.

Светодиодные печатные платы благодаря эффективному отводу тепла, стабильным электрическим цепям и гибкой форме широко применяются в различных сферах, где используется светодиодное освещение, включая общее освещение, автомобильную электронику, подсветку дисплеев, специальное освещение, промышленное управление, медицинскую технику и другие области. Конкретные сферы применения следующие:

Область общего освещения
Это наиболее важная сфера применения светодиодных печатных плат, подходит для бытовых и коммерческих осветительных приборов:
· Бытовое освещение: Потолочные светильники, лампы-лампочки, настольные лампы и встраиваемые светильники в основном используют алюминиевые жесткие светодиодные платы, которые обеспечивают как эффективный отвод тепла, так и хорошее соотношение цены и качества.
· Коммерческое освещение: точечные светильники для торговых центров, трековые светильники для магазинов, панельные светильники для офисных зданий, уличные фонари/садовые светильники. Мощные уличные фонари используют медные светодиодные печатные платы для улучшения теплоотвода и обеспечения долгосрочной стабильной работы.

Область автомобильной электроники
Соответствует строгим требованиям по стойкости к высоким температурам и вибрации для автомобильной промышленности, делится на два типа: внутренние и внешние компоненты транспортного средства.
· Внутреннее освещение: ambient-подсветка, светильники для чтения и подсветка приборной панели, как правило, оснащаются гибкими светодиодными печатными платами, подходящими для изогнутых поверхностей и нерегулярных монтажных пространств.
· Наружное освещение: для фар, указателей поворота, стоп-сигналов и противотуманных фар следует выбирать керамические или медные светодиодные печатные платы, способные выдерживать температурные циклы в диапазоне от -40 °C до 125 °C и работать в условиях вибрации.

Область подсветки дисплеев

Системы подсветки, поддерживающие различные экраны, предъявляют высокие требования к форм-фактору и равномерности яркости:

Подсветка в потребительской электронике: подсветка экранов для мобильных телефонов, планшетов и ноутбуков с использованием гибких светодиодных печатных плат или ультратонких жестких светодиодных печатных плат для достижения легкой и тонкой конструкции;

Подсветка коммерческих дисплеев: ЖК-телевизоры, рекламные машины и наружные дисплеи, в которых используются светодиодные печатные платы COB для повышения равномерности яркости и уменьшения проблем со световыми пятнами.

Специализированное освещение

Адаптация к индивидуальным и функциональным требованиям освещения:

Светильники для роста растений: использование алюминиевых светодиодных печатных плат с высокой теплопроводностью для размещения мощных светодиодов, удовлетворяющих спектральные и тепловые требования фотосинтеза растений;

Ультрафиолетовые бактерицидные лампы: использование светодиодных печатных плат на основе коррозионностойких материалов, подходящих для условий ультрафиолетового облучения;

Сценическое и ландшафтное освещение: достижение разнообразных форм освещения и динамических эффектов с помощью светодиодных плат с нестандартной формой и комбинированных гибко-жестких плат.

Область промышленного управления и медицинского оборудования

Соответствие высоким требованиям надежности и стабильности:

Промышленное контрольное оборудование: индикаторные лампы станков с ЧПУ, сигнальные лампы состояния промышленного оборудования, использование светодиодных печатных плат на керамической основе для адаптации к высокой температуре, пыли и вибрационным помехам в промышленных условиях;

Медицинское оборудование: хирургические светильники без теней, подсветка для медицинских диагностических приборов, индикаторные лампы портативного медицинского оборудования, требующие соответствия стандартам медицинской сертификации и использования светодиодов с низким уровнем электромагнитных помех

конструкции печатных плат.