Led pcb

Світлодіодна друкована плата — це друкована плата, спеціально розроблена для пристроїв на основі світлодіодів. Її основне призначення — забезпечувати механічну підтримку та електричне з'єднання для світлодіодних кристалів. У той же час вона ефективно відводить тепло що виділяється світлодіодом під час роботи, за рахунок матеріалів з високою теплопровідністю, таких як алюмінієва, мідна та керамічна основи, запобігаючи зниженню яскравості та скороченню терміну служби. У більшості випадків у схемах використовуються серійна та паралельна гібридна топологія, ширина слідів відповідає робочому струму світлодіода. Може бути спроектована у жорсткій, гнучкій або комбінованій формі (жорстко-гнучкій) залежно від вимог застосування та підтримує нестандартні розрізи. Сумісна зі світлодіодами різних типів корпусів, таких як SMD 2835 та 5050, і широко використовується у загальному освітленні, автомобільній електроніці, підсвічуванні дисплеїв, спеціальному освітленні та інших сценаріях. Основна відмінність від звичайних Друкованих плат полягає в тому, що для перших основними вимогами є теплопровідність, відведення тепла та електричне з'єднання, тоді як останні повинні задовольняти лише базові вимоги щодо електричного з'єднання.

Переваги LED PCB

Ефективне відведення тепла вирішує проблеми зниження яскравості світлодіодів і скорочення терміну служби на корінь

Під час роботи світлодіодів їхня ефективність перетворення електричної енергії обмежена. Приблизно 80% електричної енергії перетворюється на тепло. Накопичення тепла безпосередньо призводить до підвищення температури світлодіода чіпа, викликаючи проблеми, такі як прискорене згасання світла, зсув кольорової температури та скорочення терміну служби.

· Перевага теплопровідності основного матеріалу:

Світлодіодна плата pcb використовує підкладки з високою теплопровідністю, такі як алюмінієва, мідна та керамічна основи, теплопровідність яких значно перевищує показники звичайних FR-4 плат (теплопровідність FR-4 становить приблизно 0,3 Вт/(м·K), алюмінієвої основи може досягати 1-20 Вт/(м·K), а нітриду алюмінію — 180-200 Вт/(м·K)). Це дозволяє швидко відводити тепло, що виділяється чіпом світлодіода, до радіатора або зовнішнього середовища. тепло, що виділяється чіпом світлодіода, до радіатора або зовнішнього середовища.

· Оптимізація конструкції для відведення тепла:

Деякі друковані плати високопотужних світлодіодів проектуються з теплопровідними площадками та металізованими переходами для підвищення ефективності відведення тепла з поверхневих контактів світлодіодів до нижнього металевого шару підкладки на основі алюмінію можуть бути безпосередньо приєднані до радіаторів без необхідності використання додаткових теплопровідних клеїв, що дозволяє ще більше знизити тепловий опір.

· Практична цінність:

Розумне відведення тепла може подовжити термін служби світлодіодів з кількох тисяч годин до 50 000–100 000 годин, забезпечуючи при цьому тривалу стабільність яскравості світіння та кольорової температури. Особливо підходить для сценаріїв, де потрібна тривала безперервна робота, наприклад, вуличні ліхтарі та фари автомобілів. підходить для сценаріїв, що вимагають тривалої безперервної роботи, таких як вуличні ліхтарі та автомобільні фари.

Топологія схеми є стабільною, що підвищує загальну стійкість плати до відмов

Схема проектування друкованої плати світлодіодного освітлення повністю враховує характеристики світлодіодів, при яких «послідовне з’єднання схильне до обриву, а паралельне — до розподілу струму», забезпечуючи при цьому баланс між надійністю та узгодженістю яскравості.

· Переваги топології гібридного послідовно-паралельного з’єднання:

Використовується схема з’єднання «кілька груп послідовно + загальне паралельне». Якщо один світлодіод виходить з ладу, це впливає лише на ту послідовну ділянку, до якої він належить, і не призводить до вимкнення всієї плати. У той же час паралельна структура забезпечує однакову напругу на кожній ділянці, запобігаючи перегоранню деяких світлодіодів через надмірний струм.

· Дизайн узгодження струму:

Точне проектування ширини доріжок і товщини мідної фольги на основі номінального робочого струму світлодіода (наприклад, близько 20 мА для SMD 2835 та близько 60 мА для 5050), щоб запобігти втраті струму спричинене нагріванням дроту або надмірним опором. Для світлодіодів великої потужності також передбачені майданчики для обмежувальних резисторів, щоб полегшити регулювання струму відповідно до фактичних потреб.

· Практична цінність:

Рівень відмов усієї плати значно знижено, не потрібне часте обслуговування. Підходить для сценаріїв із високими вимогами до стабільності, таких як побутове та комерційне освітлення.

Гнучкий за формою та структурою, підходить для широкого спектра сфер застосування

Світлодіодна плата PCB подолала обмеження жорсткості звичайної плати PCB і може бути адаптована відповідно до вимог щодо форми різних освітлювальних продуктів

· Різноманіття форм: підтримує три форми: жорстку, гнучку та поєднання м'якого і твердого. Жорсткі світлодіодні плати PCB підходять для ламп із фіксованою формою, таких як лампочки та прожектори. Гнучка світлодіодна плата може згинатися та складатися,

що робить його придатним для різних нестандартних сценарів, таких як внутрішнє освітлення автомобілів та підсвічування вигнутих екранів. Плата жорстко-гнучкої конструкції враховує як вимоги до згинання гнучкої ділянки, так і можливості жорсткої ділянки щодо навантаження

жорсткості жорсткої ділянки.

· Нестандартна нарізка та комплексний дизайн: будь-яка форма, наприклад кругла, дугоподібна та смугаста, може бути отримана за допомогою лазерної обробки, що підходить для різних корпусів ламп. Можлива інтеграція керуючих схем та датчиків (наприклад

фоторезисторів та інфрачервоних датчиків присутності людини), щоб реалізувати комплексну модель «друкована плата + керування + чутливість», зменшуючи об'єм продукту та етапи складання.

· Практична цінність: задовольняє потреби всіх сценаріїв — від мікроіндикаторів до великих зовнішніх дисплеїв, сприяє мініатюризації та зменшенню ваги продуктів.

Збалансовані витрати та продуктивність для задоволення потреб різних ринків

Світлодіодна друкована плата пропонує різноманітні рішення щодо основ, які можна гнучко вибирати залежно від бюджету клієнта та вимог до продуктивності

· Рішення з високою ефективністю: Вартість алюмінієвих світлодіодних друкованих плат становить лише 1/3–1/2 від вартості мідних, а їхня теплопровідність задовольняє понад 80% освітлювальних потреб побутового призначення. Це переважний вибір

для побутових стельових ламп і панельних світильників.

· Рішення з високими характеристиками: Мідні та керамічні світлодіодні друковані плати мають вищу теплопровідність, стійкі до високих температур і корозії, що робить їх придатними для складних умов, таких як світлодіоди автомобільного класу (наприклад,

автомобільні фари, які повинні витримувати цикли температур від -40 °C до 125 °C) та індикаторні лампи промислового обладнання (які повинні бути стійкими до вібрацій і хімічної корозії).

· Рішення з низькою вартістю: індикаторні світлодіоди з низьким енергоспоживанням можуть використовувати друковані плати світлодіодів на основі матеріалу FR-4, які мають найнижчу вартість і відповідають вимогам сценаріїв з низьким енергоспоживанням, таких як іграшки та малі побутові прилади.

· Практична цінність: охоплення всього діапазону цін — від бюджетного до преміум-сегменту, допомагає клієнтам досягти бажаних характеристик при одночасному контролі витрат.

Висока сумісність, сумісна з багатьма типами корпусування світлодіодів

Конструкція контактних майданчиків друкованої плати світлодіода сумісна з основними специфікаціями корпусування світлодіодів і не вимагає окремого виготовлення форми.

Підтримує різні типи SMD-корпусування, COB-корпусування (пряме кріплення кристалу), потужні корпуси, подібні до люменів, тощо. Розмір і крок контактних майданчиків можуть бути налаштовані відповідно до специфікацій світлодіодів.

Для COB-друкованих плат світлодіодів також проектуються відбивні покриття або металеві рефлектори для підвищення ефективності використання світла та збільшення яскравості освітлення.

Світлодіодні друковані плати можна класифікувати за матеріалом основи, конструктивною формою та сумісністю з корпусами світлодіодів.

Різні типи відрізняються за ефективністю відведення тепла, вартістю та сферами застосування, як зазначено нижче:

Класифікація за матеріалом основи

Це найпоширеніший метод класифікації, який безпосередньо пов’язаний із ефективністю відведення тепла продукту та діапазоном потужностей, у якому його можна застосовувати.

Класифікація за конструктивною формою

Класифікується залежно від вимог до монтажу та форми продукту, визначає просторову пристосованість світлодіодних плат

Жорстка світлодіодна плата

Фіксована форма, немає гнучкості, висока механічна міцність. Найпоширеніший тип, підходить для більшості стаціонарних ламп

Гнучка світлодіодна плата (FPC-LED)

Використовує гнучкі підкладки, може згинатися, складатися та скручуватися. Підходить для освітлення у формах складної або вигнутої форми, наприклад, для автомобільних світлодіодних панелей, світлових смуг і підсвічування вигнутих екранів.

Жорстко-гнучка світлодіодна плата

Жорсткі ділянки несуть світлодіодні чіпи та компоненти драйвера, тоді як гнучкі ділянки забезпечують згинання. Це поєднує стабільність і гнучкість, застосовується в лампах із складною конструкцією (наприклад, складних настільних лампах, спеціальних автомобільних ліхтарях).

III. Класифікація за сумісністю з корпусами світлодіодів (відповідає різним процесам монтажу світлодіодів)

Плата SMD LED

Конструкція контактних майданчиків сумісна зі світлодіодами поверхневого монтажу. Має відпрацьовану технологію та високий рівень автоматизації, що робить її основним типом на сучасному ринку.

Плата COB LED

Спроектовано спеціально для світлодіодів типу Chip-on-Board (чіп на платі). Світлодіодні кристали встановлюються безпосередньо на поверхню друкованої плати без тримачів та золотих дротиків, забезпечуючи широкий кут світіння та рівномірну яскравість. Підходить для прожекторів, вбудованих світильників та інших

ламп із високими вимогами до якості світлового плями.

Високопотужна LED PCB LUXEON

Має більші ділянки контактних майданчиків і коротші шляхи відведення тепла, сумісна з окремими високопотужними світлодіодами (≥1 Вт). Зазвичай використовується у зовнішньому освітленні та промисловому освітленні.

Світлодіодні друковані плати завдяки ефективному відведенню тепла, стабільним ланцюгам і гнучким формам широко використовуються в різноманітних сценаріях, що ґрунтуються на світлодіодному випромінюванні, охоплюючи загальне освітлення, автомобільну електроніку, підсвічування дисплеїв, спеціальне освітлення, промисловий контроль, медичну галузь та інші сфери. Конкретні застосування наведені нижче:

Галузь загального освітлення
Це найбільш ключовий сценарій застосування світлодіодної друкованої плати, придатний для побутового та комерційного освітлення:
· Побутове освітлення: Стеляні лампи, лампочки, настільні лампи та вбудовані світильники найчастіше використовують алюмінієві жорсткі LED PCB, які поєднують ефективне відведення тепла та вигідне співвідношення ціни та якості.
· Комерційне освітлення: Світильники для торгових центрів, трекові світильники для магазинів, панельні лампи для офісних будівель, зовнішні вуличні ліхтарі/садові лампи. Для потужних вуличних ліхтарів використовуються мідні світлодіодні друковані плати, щоб покращити відведення тепла та забезпечити стабільність тривалої роботи.

Галузь автомобільної електроніки
Відповідає суворим вимогам автотранспортних засобів щодо стійкості до високих температур і вібрації, поділяється на два типи: внутрішнє та зовнішнє розташування в транспортному засобі.
· Внутрішнє освітлення: Амбієнтне освітлення, ліхтарики для читання та підсвічування приладової панелі найчастіше обладнуються гнучкими світлодіодними друкованими платами, які підходять для криволінійних поверхонь і нерегулярних місць встановлення.
· Зовнішнє освітлення: Для фар, покажчиків повороту, стоп-сигналів і протитуманних фар слід вибирати керамічні або мідні світлодіодні друковані плати, щоб витримувати температурні цикли в діапазоні від -40 °C до 125 °C та умови вібрації.

Галузь підсвічування дисплеїв

Системи підсвічування, що підтримують різні екрани, висувають високі вимоги до форм-фактора та рівномірності яскравості:

Підсвічування електроніки для побутового використання: підсвічування екранів для мобільних телефонів, планшетів та ноутбуків із використанням гнучких світлодіодних друкованих плат або надтонких жорстких світлодіодних друкованих плат для досягнення легкого та тонкого дизайну;

Підсвічування комерційних дисплеїв: LCD-телевізори, рекламні пристрої та зовнішні дисплеї, де використовуються світлодіодні друковані плати з технологією COB для покращення рівномірності яскравості та зменшення проблем із плямами світла.

Спеціальне освітлення

Адаптація до індивідуальних та функціональних потреб освітлення:

Світильники для росту рослин: використання алюмінієвих світлодіодних друкованих плат із високою теплопровідністю для розміщення потужних світлодіодів, що відповідає спектральним і тепловим вимогам фотосинтезу рослин;

Ультрафіолетові стерилізаційні лампи: використання світлодіодних друкованих плат із корозійностійкою основою, придатних для умов ультрафіолетового опромінення;

Світлове обладнання для сцен та ландшафтне освітлення: досягнення різноманітних форм освітлення та динамічних ефектів за рахунок неправильних форм світлодіодних друкованих плат та комбінованих гнучко-жорстких плат.

Галузь промислової автоматики та медичного обладнання

Відповідність високим вимогам щодо надійності та стабільності:

Промислове керуюче обладнання: індикаторні лампочки верстатів з ЧПУ, сигнальні лампи стану промислового обладнання, використання світлодіодних друкованих плат на керамічній основі для роботи в умовах високих температур, пилу та вібрації в промислових середовищах;

Медичне обладнання: хірургічні безтіньові лампи, підсвічування медичних діагностичних приладів, індикаторні лампочки портативного медичного обладнання, що вимагає відповідності медичним сертифікаційним стандартам та використання світлодіодів з низьким електромагнітним випромінюванням

схеми друкованих плат.