Svetlobna plošča

LED tiskano vezje je tiskano vezje, posebej zasnovano za naprave na osnovi svetlečih diod. Njegova osnovna funkcija je zagotoviti mehansko podporo in električno povezavo za LED čipe. Hkrati učinkovito odvaja toploto ki jo proizvaja LED med delovanjem, prek podlag z visoko toplotno prevodnostjo, kot so aluminijaste, bakrene in keramične podlage, s čimer se prepreči oslabitev svetlobe in skrajšanje življenjske dobe. Njegovi tokokrogi večinoma uporabljajo serijska in paralelna hibridna topologija, pri kateri širina tira ustreza delovnemu toku LED. Lahko se izvede tudi v trdi, fleksibilni ali kombinirani obliki mehko-trd po meri zahtev aplikacije ter podpira nepravilno obliko rezanje. Kompatibilna je s svetlečimi diodami različnih ohišij, kot so SMD 2835 in 5050, in se pogosto uporablja pri splošnem osvetljevanju, avtomobilski elektroniki, podsvetlitvi prikazovalnikov, posebnem osvetljevanju in drugih scenarijih. Glavna razlika od navadnih Tiskanih vezij (PCB) je v tem, da pri prvih prednostni zahteve predstavljajo toplotna prevodnost in odvajanje toplote ter električno povezovanje, medtem ko zadnjim zadošča le osnovno električno povezovanje.

Prednosti LED tiskanih vezij

Učinkovito odvajanje toplote rešuje težave z oslabitvijo svetlosti LED in življenjsko dobo na korenu

Ko so LED-ji v delovanju, je njihova učinkovitost pretvorbe električne energije omejena. Približno 80 % električne energije se pretvori v toploto. Kopičenje toplote neposredno vodi do povečanja temperature LED-a čipa, kar povzroča težave, kot so pospešeno zmanjševanje svetlosti, drift barvne temperature in skrajšana življenjska doba.

· Prednost toplotne prevodnosti osnovnega materiala:

LED tiskana vezna plošča uporablja materiale s visoko toplotno prevodnostjo, kot so aluminijaste, bakrene in keramične podlage, katerih toplotna prevodnost daleč presega toplotno prevodnost običajnih FR-4 tiskanih veznih plošč (toplotna prevodnost FR-4 je približno 0,3 W/(m · K), pri aluminijastih podlagah pa doseže 1–20 W/(m · K), pri keramiki iz aluminijevega nitrida pa celo 180–200 W/(m · K)). Omogočajo hitro prenašanje toplote, ki jo proizvaja LED čip, na hladilnik ali v zunanjega okolja. toploto, ki jo proizvaja LED čip, na hladilnik ali v zunanjega okolja.

· Optimizacija strukturnega odvajanja toplote:

Nekatera vezja visokonapetostnih LED-jev so zasnovana s toplotno prevodnimi podložkami in metaliziranimi prehodnimi luknjami za izboljšanje učinkovitosti prenosa toplote z vodilnih ploskev površinskih LED-jev na spodnjo kovinsko podlago. aluminijaste tiskane plošče lahko neposredno lepimo na hladilna telesa, ne da bi potrebovali dodatne toplotno prevodne lepila, kar še dodatno zmanjša toplotni upor.

· Praktična vrednost:

Umerjeno hlajenje lahko podaljša življenjsko dobo LED-jev z več tisoč ur na 50.000 do 100.000 ur, hkrati pa zagotovi dolgoročno stabilnost svetilne jakosti in barvne temperature. Posebno primerno je za scenarije, ki zahtevajo dolgotrajno neprekinjeno delovanje, kot so ulične svetilke in avtomobilska svetla.

Topologija vezja je stabilna, kar izboljša odpornost celotne plošče na okvare

Oblikovanje vezja tiskanega vezja s svetlečimi diodami v celoti upošteva značilnosti ledov, pri katerih »zaporedna zveza povzroča naklonjenost k odprtju vezja, vzporedna zveza pa k razdelitvi toka«, pri čemer se uravnoveša zanesljivost in konsistentnost svetilnosti.

· Prednosti hibridne topologije zaporedno-vzporedne zveze:

Uporablja se struktura vezja »več skupin v zaporedju + skupaj vzporedno«. Če pride do prekinitve posameznega led elementa, to vpliva le na zaporedno vejo, v kateri se nahaja, in ne povzroči ugasitve celotne plošče. Vzporedna struktura hkrati zagotavlja enakost napetosti na vseh vejah ter preprečuje pregorevanje posameznih ledov zaradi prevelikega toka. medtem vzporedna struktura zagotavlja, da so napetosti posameznih vej enake, kar preprečuje pregorevanje nekaterih ledov zaradi prevelikega toka.

· Oblikovanje ujemanja toka:

Širina sledi in debelina bakrenega folija se natančno zasnujejo glede na nazivni obratovalni tok led diode (na primer približno 20 mA za SMD 2835 in približno 60 mA za 5050), da se prepreči izguba toka povzročeno segrevanjem žice ali preveliko upornostjo. Pri visokomocnih LEDih bodo ploščice z omejevalnim uporom za tok prav tako rezervirane, da olajšajo prilagoditev toka glede na dejanske potrebe.

· Praktična vrednost:

Stopnja okvar celotne plošče se je znatno zmanjšala, zato ni potrebe po pogostem vzdrževanju. Primerna je za scenarije z visokimi zahtevami glede stabilnosti, kot so osvetlitev doma in komercialna osvetlitev.

Prilagodljiva je v obliki in strukturi ter primerna za širok nabor uporabnih scenarijev

LED tiskana vezna plošča prelomi togostno omejitev običajne tiskane vezne plošče in jo je mogoče prilagoditi glede na zahteve oblike različnih osvetlitvenih izdelkov

· Raznolikost oblik: Podpira tri oblike: trdne, gibke in kombinacijo mehkih in trdih. Trdne LED tiskane vezne plošče so primernе za svetilke določene oblike, kot so žarnice in reflektorji. Gibka svetlobna vezna plošča pa se lahko upogne in zloži,

kar ga naredi primeren za različne nepravilne scenarije, kot so avtomobilska okoljska osvetlitev in podsvetlitev ukrivljenih zaslonov. Plošča trdo-elastika upošteva tako zahteve po upogibanju elastikega območja kot tudi nosilnost naprave na trdem območju.

nosilnosti trdega območja.

· Nepravilno rezanje in integrirani dizajn: S laserskim rezanjem je mogoče doseči katerakoli obliko, kot so krožna, lokasta in trakasta, kar je primerno za različne ohišja luči. Prav tako lahko integrira gonilne vezje in senzorje (kot

so fotootporniki in infrardeči senzorji za zaznavanje prisotnosti človeka), da doseže integrirani model »tiskana vezna plošča + pogon + zaznavanje«, s čimer zmanjša prostornino izdelka in sestavljanje.

· Praktična vrednost: Ustreza zahtevam vseh scenarijev, od mikro indikatorskih luči do velikih zunanjih prikazovalnikov ter omogoča miniaturizacijo in lajšo konstrukcijo izdelkov.

Ravnotežje med stroški in zmogljivostjo za izpolnjevanje zahtev različnih tržišč

LED tiskana vezna plošča ponuja različne rešitve podlag, ki jih je mogoče fleksibilno izbrati glede na proračun in zahteve stranke po zmogljivosti

· Rešitev z visoko donosnostjo: Stroški aluminijastih LED tiskanih veznih plošč so le 1/3 do 1/2 tistih bakrenih, njihova toplotna prevodnost pa ustreza več kot 80 % razsvetlitvenih zahtev za gospodinjsko uporabo. To je prednostna izbira

za gospodinjske stropne svetilke in ploščaste svetilke.

· Rešitve z visoko zmogljivostjo: Bakrene in keramične LED vezne plošče imajo močnejšo toplotno prevodnost, so odporne na visoke temperature in korozijo ter primerni za zahtevne pogoje, kot so avtomobilske luči (na primer

avtomobilska svetla, ki morajo prenesti temperaturne cikle od -40 °C do 125 °C) in indikatorske luči industrijske krmilne opreme (ki morajo biti odporni proti tresljajem in kemični koroziji).

· Rešitev z nizkimi stroški: LED indikatorske lučke z nizko porabo lahko uporabljajo tiskane vezije s podlago FR-4, ki imajo najnižje stroške in izpolnjujejo zahteve scenarijev z nizko porabo energije, kot so igrače in majhne gospodinjske naprave.

· Praktična vrednost: Pokriva celoten cenovni razpon od nizko do visoko razrednih tržišč, s čimer pomaga kupcem doseči ciljane zmogljivosti ob hkratnem nadzoru stroškov.

Visoka združljivost, združljiva z več različnimi vrstami LED ohišij

Konstrukcija ploščic na svetlobni diodi je združljiva s standardnimi specifikacijami ohišij LED in ne zahteva ločenega odpiranja orodja.

Podpira različne vrste SMD ohišij, COB ohišja (neposredno montiranje čipa), ohišja za močne lumenove itd. Velikost in razmik spajkalnih ploščic se lahko prilagodi glede na specifikacije LED.

Pri COB LED tiskanih vezijih se dodatno zasnujejo reflektivne prevleke ali kovinski reflektorji za izboljšanje izkoriščenja svetlobe in povečanje osvetlitve.

LED tiskane plošče se lahko klasificirajo glede na material podlage, strukturno obliko in združljivost s paketi LED.

Različne vrste se razlikujejo po zmogljivosti odvajanja toplote, ceni in področjih uporabe, kot je podrobneje opisano spodaj:

Klasifikacija po materialu podlage

To je najpogostejši način klasifikacije, ki je neposredno povezan s učinkovitostjo odvajanja toplote izdelka in ustreznim območjem moči.

Razvrstitev po obliki strukture

Razvrščanje glede na zahteve za namestitev izdelka in obliko, določa prostorsko prilagodljivost LED plošč.

Trda LED tiskana vezja plošča

Določena oblika, nepregibna, z visoko mehansko trdnostjo. Najpogostejša vrsta, primerna za večino svetilk s fiksno namestitvijo.

Prilagodljiva LED tiskana vezja plošča (FPC-LED)

Uporablja fleksibilne podlage, lahko se upogiba, prepogne in zvije. Primerno za razsvetljavo v posebnih oblikah ali ukrivljenih scenarijih, kot so avtomobilske ambientne luči, svetlobne trakove in ozadja ukrivljenih zaslonov.

Rigid-Flex LED tiskana vezja

Trdi deli nosijo LED čipe in gonilnike, medtem ko omogočajo upogibanje fleksibilni deli. Ravnotežje med stabilnostjo in fleksibilnostjo omogoča uporabo pri svetilkah s kompleksnimi strukturami (npr. premične namizne svetilke, avtomobilske luči posebnih oblik).

III. Klasifikacija glede na združljivost s paketi LED (primerna za različne postopke montaže LED)

SMD LED tiskana vezja

Zasnova kontaktov je združljiva s površinsko montiranimi LED. Ima zrelo tehnologijo in visoko stopnjo avtomatizacije, kar ga naredi za glavni tip na današnjem trgu.

COB LED tiskana vezja

Zasnovana posebej za LED čipe tipa Chip-on-Board. LED čipi so neposredno nameščeni na površino tiskanega vezja brez okvirjev ali zlatih žic, kar omogoča širok svetlobni kot in enakomerno svetlost. Primerno za reflektorje, spodnje svetilke in druge

svetilke z visokimi zahtevami za kakovost svetlobnega madeža.

Visokonapetostna LUXEON LED tiskana vezja

Značilne večje površine kontaktov in krajše poti za odvajanje toplote, združljive s posameznimi visokonapetostnimi LED (≥1 W). Pogosto uporabljane pri razsvetljavi v prostem zraku in industrijski razsvetljavi.

LED tiskana vezja, z lastnostmi učinkovitega odvajanja toplote, stabilnih tokokrogov in prilagodljivih oblik, se pogosto uporabljajo v različnih scenarijih, ki temeljijo na svetlobi LED, vključno s splošno razsvetljavo, avtomobilsko elektroniko, podsvetljenimi prikazovalniki, posebno razsvetljavo, industrijskim nadzorom, medicinsko opremo in drugimi področji. Posebne uporabe so naslednje:

Področje splošne razsvetljave
To je najpomembnejši scenarij uporabe LED tiskanih vezij, primernih za gospodinjske in komercialne razsvetljave:
· Gospodinjska razsvetljava: Stropne svetilke, žarnice, svetilke za mizo in vgrajene reflektorje večinoma uporabljajo trdna aluminijasta LED tiskana vezja, ki združujejo dobro odvajanje toplote in dobro razmerje med cenami in zmogljivostjo.
· Poslovno razsvetljava: Reflektorji za trgovske centre, tirne luči za trgovine, plošče za razsvetljavo pisarniških stavb, ulične svetilke / vrtne svetilke. Za visokomocne ulicne svetilke se uporablja bakrena svetilna plošča PCB za izboljšano odvajanje toplote in zagotavljanje dolgotrajne delovne stabilnosti.

Področje avtomobilske elektronike
Zadostuje strogi zahtevi za odpornost proti visoki temperaturi in tresenju na ravni avtomobilov in je razdeljeno na dve vrsti: notranjost in zunanjost vozila.
· Notranja razsvetljava: Ambientna razsvetljava, berilne luči in podsvetlitev armaturne plošče so večinoma opremljene z gibkimi LED PCB-ploščami, ki so primerne za ukrivljene površine in nepravilne montažne prostore.
· Zunanja razsvetljava: Za žaromete, smernike, luči za zaviranje in meglenke je treba izbrati keramične ali bakerne osnovne LED PCB-plošče, da prenesejo temperaturne cikle od -40 °C do 125 °C ter okolja z vibracijami.

Področje prikazovalnikov s podsvetljavo

Sistemi podsvetlitve, ki podpirajo različne zaslone, zahtevajo visoke standarde glede oblike in enakomernosti svetilnosti:

Podsvetlitev potrošniške elektronike: Podsvetlitev zaslonov za mobilne telefone, tablice in prenosne računalnike s fleksibilnimi LED ploščami ali ultra tankimi trdimi LED ploščami za doseganje lahkih in tankih konstrukcij;

Podsvetlitev komercialnih prikazovalnikov: LCD televizorji, oglaševalske naprave in zunanjostni prikazovalniki, ki uporabljajo COB LED plošče za izboljšanje enakomernosti svetilnosti in zmanjšanje težav s svetlimi pikami.

Posevno osvetljevanje

Prilagoditev na prilagojena in funkcionalna osvetlitvena potreba:

Luči za rast rastlin: Uporaba aluminijastih LED plošč z visoko toplotno prevodnostjo za namestitev močnih LED diod, da se izpolnijo spektralne in toplotne zahteve za fotosintezo rastlin;

Ultravijolične sterilizacijske luči: Uporaba LED plošč z odpornim podlagami, primernih za okolja z ultravijoličnim sevanjem;

Osvetlitev za oder / Osvetlitev krajine: Doseganje različnih oblik osvetlitve in dinamičnih učinkov prek nepravilno oblikovanih svetlečih plošč z vezji in kombinacijo fleksibilnih ter trdih plošč.

Področje industrijske kontrole in medicinske opreme

Izpolnjevanje zahtev po visoki zanesljivosti in stabilnosti:

Industrijska krmilna oprema: Indikatorska lučka orodne strojne CNC naprave, lučke za opozarjanje na stanje industrijske opreme, uporaba keramičnih svetlečih tiskanih vezij (PCB) za prilagoditev visoki temperaturi, prahu in vibracijam v industrijskem okolju;

Medicinska oprema: Kirurške brezsenčne svetilke, podsvetitve medicinskih preizkusnih instrumentov, indikatorske lučke prenosne medicinske opreme, ki morajo izpolnjevati standarde medicinske certifikacije in uporabljati svetleče elemente z nizkim elektromagnetnim sevanjem

oblike vezij.