Led pcb

LED doska plošných spojov je tlačený spoj špeciálne navrhnutý pre zariadenia so svetlodesivými diódami. Jej hlavnou funkciou je poskytnúť mechanickú podporu a elektrické pripojenie pre LED čipy. Súčasne efektívne odvádza teplo generované LED počas prevádzky prostredníctvom substrátov s vysokou tepelnou vodivosťou, ako sú hliníkové, medi a keramické materiály, čím sa predchádza poklesu jasu a skracovaniu životnosti. Obvody väčšinou využívajú sériová a paralelná hybridná topológia, pričom šírka vodiča zodpovedá pracovnému prúdu LED. Môže byť tiež navrhnutá ako tuhá, flexibilná alebo kombinovaná mäkko-tvrdá podľa požiadaviek aplikácie a podporuje nepravidelné rezanie. Je kompatibilná s LED rôznych balení, ako sú SMD 2835 a 5050, a je široko využívaná v bežnom osvetlení, automobilovej elektronike, podsvietení displejov, špeciálnom osvetlení a iných scenároch. Hlavný rozdiel oproti bežným Doskám plošných spojov spočíva v tom, že pri prvých sú kľúčovými požiadavkami odvod tepla a tepelná vodivosť spolu s elektrickým spojením, kým druhé musia spĺňať len základné požiadavky na elektrické pripojenie.

Výhody LED dosiek plošných spojov

Efektívne odvádzanie tepla rieši problémy svetelného útlmu a životnosti LED už v základoch

Keď sú LED diódy v prevádzke, je ich účinnosť elektrickej energie obmedzená. Približne 80 % elektrickej energie sa premení na teplo. Nahromadenie tepla priamo vedie k zvýšeniu teploty LED čipu, čo spôsobuje problémy, ako je zrýchlené zoslabovanie svetla, posun farbovej teploty a skrátená životnosť.

· Výhoda tepelnej vodivosti základného materiálu:

Doska LED PCB využíva materiály so vysokou tepelnou vodivosťou, ako sú hliníkové, medi a keramické základy, ktorých tepelná vodivosť výrazne prevyšuje tepelnú vodivosť bežných dosiek FR-4 (tepelná vodivosť FR-4 je približne 0,3 W/(m · K), u hliníkových dosiek dosahuje 1-20 W/(m · K) a u dusičnanu hliníkového keramiky až 180-200 W/(m · K)). Tieto materiály dokážu rýchlo odvádzať teplo generované čipom LED k chladiču alebo do vonkajšieho prostredia.

· Optimalizácia konštrukcie chladienia:

Niektoré výkonné LED dosky sú navrhnuté s tepelne vodivými ploškami a metalizovanými prechodovými otvormi, aby sa zvýšila účinnosť odvádzania tepla z povrchových LED plošiek k spodnému kovu subštrát. Hliníkové DPS môžu byť tiež priamo spojené s chladičmi bez potreby dodatočných tepelne vodivých lepidiel, čím sa ďalej zníži tepelný odpor.

· Praktická hodnota:

Rozumné chladenie môže predĺžiť životnosť LED zo niekoľkých tisíc hodín na 50 000 až 100 000 hodín, pričom zabezpečuje dlhodobú stabilitu jasu a farebnej teploty. Je obzvlášť vhodné pre scenáre, ktoré vyžadujú nepretržitý prevádzku po dlhšie obdobie, ako napríklad pouličné osvetlenie a automobilové svetlá.

Topológia obvodu je stabilná, čo zvyšuje odolnosť celej dosky voči poruchám

Návrh obvodu dosky s plošným spojom pre LED svetlo plne zohľadňuje vlastnosti LED, kde „sériové zapojenie je náchylné na prerušenie obvodu a paralelné zapojenie je náchylné na rozdelenie prúdu“, pričom sa zároveň vyvažuje spoľahlivosť a konzistencia jasu.

· Výhody hybridnej topológie sériovo-paralelnej:

Používa sa obvodová štruktúra „viacero skupín do série + celkovo paralelne“. Ak dôjde k prerušeniu jedného LED, ovplyvní to len danú sériovú vetvu a nezabráni tak tomu, aby celá doska zhasla. Zároveň paralelná štruktúra zabezpečuje rovnaké napätie na každej vetve, čím sa predchádza spáleniu niektorých LED kvôli nadmernému prúdu.

· Návrh prúdovej zhody:

Presne navrhnite šírku vodiča a hrúbku medi na základe menovitého prevádzkového prúdu LED (napr. približne 20 mA pre SMD 2835 a približne 60 mA pre 5050), aby sa zabránilo strate prúdu spôsobené zahrievaním vodiča alebo nadmerným odporom. U výkonných LED budú vyhradené plošky pre prúmové obmedzovacie odpory, aby sa uľahčilo nastavenie prúdu podľa skutočných potrieb.

· Praktická hodnota:

Miera porúch celej dosky sa výrazne znížila, čo eliminuje potrebu častých údržieb. Je vhodná pre scenáre s vysokými požiadavkami na stabilitu, ako sú domáce osvetlenie a komerčné osvetlenie.

Je flexibilná vo forme a štruktúre, vhodná pre široké spektrum aplikačných scenárov

LED PCB prelomilo tuhosť obmedzenia bežných PCB a môže byť prispôsobené podľa požiadaviek tvaru rôznych osvetľovacích produktov

· Rozmanitosť tvarov: Podporuje tri formy: tuhú, flexibilnú a kombináciu tvrdej a mäkkej. Tuhé LED dosky sú vhodné pre svietidlá s pevným tvarom, ako sú žiarovky a reflektory. Flexibilná LED doska sa môže ohýbať a skladať,

čo ho vhodné pre rôzne nepravidelné scenáre, ako je okolité osvetlenie automobilov alebo podsvietenie zakrivených obrazoviek. Doska rigid-flex zohľadňuje nielen požiadavky na ohyb v ohebnej oblasti, ale aj záťažovú

nosnosť v tuhej oblasti.

· Nepravidelné rezanie a integrovaný dizajn: Akýkoľvek tvar, ako kruhový, oblúkový alebo pruhový, možno dosiahnuť laserovým rezaním, čo je vhodné pre rôzne lampové skrine. Tiež môže integrovať riadiace obvody a snímače (ako

napríklad fotoodpory a infračervené snímače pohybu človeka) a tak dosiahnuť integrovaný model „PS deska + riadenie + snímanie“, čím sa zmenší objem výrobku a počet montážnych krokov.

· Praktická hodnota: Spĺňa požiadavky všetkých scenárov, od mikro indikačných svetiel po veľké vonkajšie displeje, a podporuje miniaturizáciu a ľahkosť konštrukcie výrobkov.

Vyvážiť náklady a výkon, aby boli spĺňané požiadavky rôznych trhov

LED PCB ponúka rôzne možnosti substrátov, ktoré je možné flexibilne vybrať podľa rozpočtu a požiadaviek na výkon odberateľa

· Riešenie s vysokým cenovým poměrom: Náklady na hliníkové LED PCB predstavujú iba 1/3 až 1/2 nákladov na mediáne, pričom ich tepelná vodivosť spĺňa viac ako 80 % požiadaviek na osvetlenie pre domáce použitie. Je to uprednostňovaná voľba

pre domáce závesné svietidlá a panelové lampy.

· Vysokovýkonné riešenia: Mediánne a keramické LED dosky majú vyššiu tepelnú vodivosť, odolávajú vysokým teplotám a korózii a sú vhodné pre náročné podmienky, ako sú automobilové LED (napr.

automobilové svetlomety, ktoré musia odolávať teplotným cyklom od -40 °C do 125 °C) a ukazovacie svetlá priemyselného riadiaceho zariadenia (ktoré musia odolávať vibráciám a chemickej korózii).

· Nízkonákladové riešenie: Indikátory s nízkou spotrebou môžu používať dosky plošných spojov s LED na báze substrátu FR-4, ktoré majú najnižšie náklady a spĺňajú požiadavky scenárov s nízkou spotrebou, ako sú hračky a malé domáce spotrebiče.

· Praktická hodnota: Pokrýva celé spektrum cien od nízkej po vysokú triedu trhu, čo pomáha zákazníkom dosiahnuť cieľový výkon a zároveň kontrolovať náklady.

Vysoká kompatibilita, kompatibilné s viacerými typmi balenia LED

Návrh plôšok na doske plošných spojov s LED je kompatibilný s bežnými špecifikáciami balenia LED a nevyžaduje samostatné otváranie formy.

Podporuje rôzne typy SMD balenia, COB balenia (priame montáž čipov), výkonné balenia podobné lumenom atď. Veľkosť a rozstup spájkových plôšok možno prispôsobiť podľa špecifikácií LED.

Pre COB dosky plošných spojov s LED sa navrhujú aj odrazové povlaky alebo kovové reflektory, ktoré zvyšujú využitie svetla a zvyšujú jas osvetlenia.

LED dosky PCB možno klasifikovať podľa materiálu substrátu, konštrukčnej formy a kompatibility so zapuzdrením LED.

Rôzne typy sa líšia výkonom odvodu tepla, nákladmi a aplikačnými scenármi, ako je uvedené nižšie:

Klasifikácia podľa materiálu substrátu

Toto je najrozšírenejšia metóda klasifikácie, priamo súvisiaca s účinnosťou odvodu tepla produktu a použiteľným rozsahom výkonu.

Klasifikácia podľa konštrukčnej formy

Klasifikácia podľa požiadaviek na inštaláciu a tvar výrobku, určuje priestorovú prispôsobivosť LED dosiek s plošnými spojmi.

Tuhrá LED doska s plošnými spojmi

Pevný tvar, neohýbateľná, s vysokou mechanickou pevnosťou. Je to najbežnejší typ, vhodný pre väčšinu svietidiel s pevnou inštaláciou.

Flexibilná LED doska s plošnými spojmi (FPC-LED)

Používa flexibilné substráty, môže byť ohýbaný, skladaný a valcovaný. Vhodný pre osvetľovacie scenáre so špeciálnymi tvarmi alebo zakrivené, ako sú automobilové okolité svetlá, svetelné pásy a podsvietenie zakrivených obrazoviek.

Tuho-flexibilný LED doska

Tuhé oblasti nesú LED čipy a ovládacie komponenty, zatiaľ čo flexibilné oblasti umožňujú ohýbanie. Zaisťuje rovnováhu medzi stabilitou a pružnosťou, vhodný pre svietidlá so zložitou konštrukciou (napr. skladacie stolné lampy, automobilové svietidlá so špeciálnymi tvarami).

III. Klasifikácia podľa kompatibility s LED balením (zodpovedá rôznym procesom montáže LED)

SMD LED doska

Návrh plôškových spojov je kompatibilný s povrchovo montovanými LED. Vyznačuje sa vyspelou technológiou a vysokou úrovňou automatizácie, čo ho robí dominantným typom na súčasnom trhu.

COB LED doska

Špeciálne navrhnutá pre LED typu Chip-on-Board. LED čipy sú priamo namontované na povrch dosky bez držiakov alebo zlatých drôtov, čo zabezpečuje široký svetelný uhol a rovnomernú jasnosť. Vhodné pre reflektory, západné svetlá a iné

svietidlá s vysokými požiadavkami na kvalitu svetelnej škvrny.

Výkonná LUXEON LED doska s plošnými spojmi

Vyznačuje sa väčšími plochami plôšok a kratšími cestami odvodu tepla, kompatibilná s jedným vysokovýkonným LED (≥1 W). Bežne sa používa v vonkajšom osvetlení a priemyselnom osvetlení.

LED dosky s plošnými spojmi, vďaka svojim vlastnostiam efektívneho odvádzania tepla, stabilných obvodov a pružných tvarov, sa široko používajú v rôznych aplikáciách, ktoré závisia od svetla z LED, vrátane všeobecného osvetlenia, automobilovej elektroniky, podsvietenia displejov, špeciálneho osvetlenia, priemyselného riadenia, lekárstva a iných oblastí. Konkrétne aplikácie sú nasledovné:

Oblasť všeobecného osvetlenia
Toto je najdôležitejšia oblasť použitia dosiek LED s plošnými spojmi, vhodná pre domáce aj komerčné osvetľovacie zariadenia:
· Domáce osvetlenie: Stropné lampy, žiarovky, stolné lampy a zapuštané svietidlá väčšinou využívajú tuhé hliníkové dosky s plošnými spojmi, ktoré zohľadňujú aj odvod tepla, aj cenový výkon.
· Komerčné osvetlenie: Reflektory v nákupných centrách, drážkové osvetlenie v obchodoch, panelové svietidlá v kancelárskych budovách, vonkajšie uličné lampy/záhradné lampy. Výkonné uličné lampy používajú medienej LED dosky plošných spojov na zlepšenie odvádzania tepla a zabezpečenie dlhodobej prevádzkovej stability.

Oblasť automobilovej elektroniky
Spĺňa prísne požiadavky automobilovej triedy na odolnosť voči vysokým teplotám a vibráciám a je rozdelená na dva typy: vnútorné a vonkajšie vozidlo.
· Interiérové osvetlenie: Ambiente, čitateľské svetlá a podsvietenie prístrojových dosiek sú väčšinou vybavené flexibilnými LED DPS, vhodnými pre zakrivené plochy a nepravidelné inštalačné priestory.
· Exteriérové osvetlenie: Pre svetlomety, smerové svetlá, brzdové svetlá a mlhovky sa odporúčajú keramické alebo meďové LED DPS, ktoré odolávajú teplotným cyklom od -40 °C do 125 °C a vibračnému prostrediu.

Oblasť podsvietenia displejov

Systémy podsvietenia podporujúce rôzne obrazovky vyžadujú vysoké požiadavky na tvar a rovnomernosť jasu:

Podsvietenie spotrebného elektronického zariadenia: Podsvietenie obrazoviek pre mobilné telefóny, tablety a notebooky s využitím flexibilných LED dosiek alebo ultra tenkých tuhých LED dosiek na dosiahnutie ľahkého a tenkého dizajnu;

Podsvietenie komerčných displejov: LCD televízory, reklamné automaty a vonkajšie displeje, pričom sa používajú COB LED dosky na zlepšenie rovnomernosti jasu a zníženie problémov s osvetlením;

Špeciálne osvetľovacie pole

Prispôsobenie sa vlastným a funkčným osvetľovacím potrebám:

Svetlá pre rast rastlín: Použitie hliníkových LED dosiek s vysokou tepelnou vodivosťou na upevnenie výkonných LED článkov, ktoré spĺňajú spektrálne a tepelné požiadavky pre fotosyntézu rastlín;

Ultrafialové sterilizačné lampy: Použitie LED dosiek s korózne odolným substrátom, vhodných pre prostredia s ultrafialovým žiarením;

Scénové osvetlenie / Osvetlenie krajiny: Dosiahnutie rôznorodých tvarov osvetlenia a dynamických efektov prostredníctvom nepravidelných tvarov dosiek s LED obvodmi a kombinovaných flexibilných-tuhých dosiek.

Priemyselné ovládanie a lekárskych zariadení

Splnenie vysokých požiadaviek na spoľahlivosť a stabilitu:

Priemyselné ovládacie zariadenia: Indikátory CNC strojov, stavové varovné svetlá priemyselného vybavenia, použitie keramických dosiek s LED plošnými spojmi pre prispôsobenie vysokým teplotám, prachu a vibráciám v priemyselnom prostredí;

Lekárske zariadenia: Chirurgické beztieňové lampy, podsvietenia diagnostických prístrojov, indikátory prenosných lekárskych zariadení, vyžadujúce dodržanie lekárskych certifikačných noriem a použitie LED s nízkym elektromagnetickým rušením

návrhy dosiek s obvodmi.