Led pcb

PCB LED là bảng mạch in được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị điốt phát quang. Chức năng chính của nó là cung cấp giá đỡ cơ học và kết nối điện cho các chip LED. Đồng thời, nó tản nhiệt một cách hiệu quả sinh ra trong quá trình hoạt động của LED thông qua các vật liệu nền có độ dẫn nhiệt cao như nhôm, đồng và gốm, tránh hiện tượng suy giảm ánh sáng và rút ngắn tuổi thọ. Mạch của nó chủ yếu sử dụng một topo lai nối tiếp + song song, với độ rộng đường mạch phù hợp với dòng làm việc của LED. Nó cũng có thể được thiết kế dưới dạng cứng, linh hoạt hoặc kết hợp cả cứng và mềm tùy theo yêu cầu ứng dụng và hỗ trợ cắt theo hình dạng không đều cắt. Sản phẩm tương thích với các loại LED có gói khác nhau như SMD 2835 và 5050, và được sử dụng rộng rãi trong chiếu sáng thông thường, điện tử ô tô, màn hình nền, chiếu sáng chuyên dụng và các ứng dụng khác. Điểm khác biệt cốt lõi so với PCB thông thường nằm ở chỗ loại trước lấy dẫn nhiệt, tản nhiệt và kết nối điện làm yêu cầu cốt lõi, trong khi loại sau chỉ cần đáp ứng kết nối điện cơ bản.

Ưu điểm của PCB LED

Tản nhiệt hiệu quả giải quyết tận gốc vấn đề suy giảm ánh sáng và tuổi thọ của LED

Khi đèn LED đang hoạt động, hiệu suất chuyển đổi năng lượng điện của chúng bị giới hạn. Khoảng 80% năng lượng điện được chuyển thành nhiệt. Sự tích tụ nhiệt này trực tiếp dẫn đến tăng nhiệt độ của đèn LED chip, gây ra các vấn đề như suy giảm ánh sáng nhanh hơn, trôi dịch nhiệt độ màu và rút ngắn tuổi thọ.

· Ưu điểm về khả năng dẫn nhiệt của vật liệu nền:

Tấm mạch in LED sử dụng các loại vật liệu nền có khả năng dẫn nhiệt cao như loại nền nhôm, nền đồng và vật liệu gốm, với khả năng dẫn nhiệt vượt xa so với các tấm FR-4 thông thường (khả năng dẫn nhiệt của FR-4 khoảng 0,3 W/(m·K), của loại nền nhôm có thể đạt 1-20 W/(m·K), và của gốm nitride nhôm có thể đạt 180-200 W/(m·K)). Nhờ đó, nó có thể nhanh chóng truyền nhiệt sinh ra từ chip LED tới tản nhiệt hoặc môi trường bên ngoài. nhiệt sinh ra từ chip LED tới tản nhiệt hoặc môi trường bên ngoài.

· Tối ưu hóa cấu trúc tản nhiệt:

Một số mạch in LED công suất cao được thiết kế với các miếng dẫn nhiệt và lỗ kim loại hóa để tăng hiệu quả dẫn nhiệt từ các pad LED trên bề mặt xuống lớp kim loại ở đáy đế. Các mạch PCB nền nhôm cũng có thể được gắn trực tiếp lên tản nhiệt mà không cần keo dẫn nhiệt bổ sung, giúp giảm thêm điện trở nhiệt.

· Giá trị thực tế:

Tản nhiệt hợp lý có thể kéo dài tuổi thọ của đèn LED từ vài nghìn giờ lên 50.000 đến 100.000 giờ, đồng thời đảm bảo độ ổn định lâu dài về độ sáng và nhiệt độ màu. Đặc biệt phù hợp với các ứng dụng cần hoạt động liên tục trong thời gian dài, chẳng hạn như đèn đường và đèn pha ô tô.

Bố trí mạch ổn định, tăng cường khả năng chống lỗi cho toàn bộ bảng mạch

Thiết kế mạch của bảng mạch đèn led hoàn toàn tính đến đặc điểm của led rằng "nối tiếp dễ bị đứt mạch và song song dễ bị phân dòng", trong khi vẫn đảm bảo sự cân bằng giữa độ tin cậy và độ đồng nhất về độ sáng.

· Ưu điểm của cấu trúc hỗn hợp nối tiếp - song song:

Sử dụng cấu trúc mạch "nhiều nhóm nối tiếp + tổng thể song song". Nếu một đèn LED đơn bị ngắt, nó chỉ ảnh hưởng đến nhánh nối tiếp nơi nó nằm và sẽ không làm cho toàn bộ bảng bị tắt. Đồng thời, cấu trúc song song có thể đảm bảo điện áp ở các nhánh là như nhau, ngăn ngừa hiện tượng một số đèn led bị cháy do dòng điện quá lớn. entire board to go out. At the same time, the parallel structure can ensure that the voltages of each branch are consistent, preventing some leds from being burned out due to excessive current.

· Thiết kế phối hợp dòng điện:

Thiết kế chính xác độ rộng đường dẫn và độ dày lá đồng dựa trên dòng điện hoạt động định mức của đèn LED (ví dụ: khoảng 20mA đối với SMD 2835 và khoảng 60mA đối với 5050) để ngăn ngừa tổn thất dòng điện do dây bị nóng hoặc điện trở quá mức gây ra. Đối với đèn LED công suất cao, các chân điện trở hạn dòng cũng sẽ được dự trữ để thuận tiện điều chỉnh dòng điện theo nhu cầu thực tế.

· Giá trị thực tế:

Tỷ lệ hỏng hóc của toàn bộ mạch đã giảm đáng kể, không cần bảo trì thường xuyên. Sản phẩm phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ ổn định cao như chiếu sáng gia đình và chiếu sáng thương mại.

Linh hoạt về hình thức và cấu trúc, phù hợp với nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau

LED PCB vượt qua giới hạn cứng nhắc của PCB thông thường và có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu về hình dạng của các sản phẩm chiếu sáng khác nhau

· Đa dạng hình thái: Hỗ trợ ba dạng: cứng, linh hoạt và kết hợp cả cứng và mềm. Các LED PCB cứng phù hợp với các đèn có hình dạng cố định như bóng đèn và đèn chiếu điểm. Tấm mạch LED linh hoạt có thể uốn cong và gập lại,

làm cho nó phù hợp với nhiều tình huống bất thường như đèn nội thất ô tô và đèn nền màn hình cong. Bảng cứng-mềm tính đến cả yêu cầu uốn cong của khu vực linh hoạt và khả năng chịu tải của khu vực cứng

của khu vực cứng.

· Cắt định hình không đều và thiết kế tích hợp: Bất kỳ hình dạng nào như hình tròn, hình cung và hình dải có thể được tạo ra thông qua cắt laser, phù hợp với các vỏ đèn khác nhau. Ngoài ra, có thể tích hợp mạch điều khiển và cảm biến (như

điện trở quang và cảm biến hồng ngoại người) để đạt được mô hình tích hợp "PCB + điều khiển + cảm biến", giảm thể tích sản phẩm và các công đoạn lắp ráp.

· Giá trị thực tiễn: Đáp ứng nhu cầu ở mọi tình huống, từ đèn chỉ thị nhỏ đến các màn hình ngoài trời lớn, đồng thời hỗ trợ thiết kế sản phẩm nhỏ gọn và nhẹ hơn.

Cân bằng chi phí và hiệu suất để đáp ứng nhu cầu của các thị trường khác nhau

LED PCB cung cấp nhiều giải pháp chất nền, có thể được lựa chọn linh hoạt tùy theo ngân sách và yêu cầu hiệu suất của khách hàng

· Giải pháp có chi phí hiệu quả: Chi phí của các PCB LED nhôm chỉ bằng 1/3 đến 1/2 so với loại nền đồng, đồng thời khả năng dẫn nhiệt đáp ứng hơn 80% nhu cầu chiếu sáng sử dụng trong gia đình. Đây là lựa chọn ưu tiên

đối với các đèn trần và đèn tấm dùng trong gia đình.

· Giải pháp hiệu suất cao: Các mạch in LED nền đồng và gốm có khả năng dẫn nhiệt mạnh hơn, chịu được nhiệt độ cao và ăn mòn, phù hợp với các tình huống khắc nghiệt như đèn LED đạt tiêu chuẩn ô tô (ví dụ

như đèn pha ô tô cần chịu được chu kỳ nhiệt độ từ -40 °C đến 125 °C) và đèn chỉ thị thiết bị điều khiển công nghiệp (cần chịu được rung động và ăn mòn hóa học).

· Giải pháp chi phí thấp: Đèn báo LED công suất thấp có thể sử dụng mạch in LED FR-4, loại có chi phí thấp nhất và đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp như đồ chơi và thiết bị gia dụng nhỏ.

· Giá trị thực tiễn: Bao gồm toàn bộ dải giá từ thị trường đầu thấp đến đầu cao, giúp khách hàng đạt được hiệu suất mục tiêu đồng thời kiểm soát chi phí.

Khả năng tương thích cao, tương thích với nhiều loại đóng gói LED

Thiết kế pad của mạch in LED tương thích với các tiêu chuẩn đóng gói LED phổ biến, không cần mở khuôn riêng.

Hỗ trợ nhiều loại đóng gói SMD, đóng gói COB (gắn chip trực tiếp), đóng gói công suất cao kiểu lumen, v.v. Kích thước và bước chân pad hàn có thể tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật LED.

Đối với mạch in LED COB, các lớp phủ phản quang hoặc bộ phản xạ kim loại cũng sẽ được thiết kế để tăng hiệu quả sử dụng ánh sáng và cải thiện độ sáng.

Các bảng mạch LED có thể được phân loại dựa trên vật liệu nền, dạng cấu trúc và khả năng tương thích với các gói LED.

Các loại khác nhau về hiệu suất tản nhiệt, chi phí và các tình huống ứng dụng, như được mô tả chi tiết dưới đây:

Phân loại theo Vật liệu Nền

Đây là phương pháp phân loại phổ biến nhất, liên quan trực tiếp đến hiệu quả tản nhiệt và phạm vi công suất áp dụng của sản phẩm.

Phân loại theo hình thức cấu trúc

Phân loại theo yêu cầu lắp đặt và hình dạng sản phẩm, xác định khả năng thích ứng không gian của mạch in LED.

Mạch in LED cứng

Hình dạng cố định, không uốn cong được, có độ bền cơ học cao. Đây là loại phổ biến nhất, phù hợp với hầu hết các đèn lắp cố định.

Mạch in LED linh hoạt (FPC-LED)

Sử dụng chất nền linh hoạt, có thể uốn cong, gấp và cuộn. Phù hợp với các tình huống chiếu sáng có hình dạng đặc biệt hoặc cong, chẳng hạn như đèn nội thất ô tô, dải đèn LED và đèn nền màn hình cong.

Rigid-Flex LED PCB

Các khu vực cứng chứa chip LED và các thành phần điều khiển, trong khi các khu vực linh hoạt cho phép uốn cong. Cân bằng giữa độ ổn định và tính linh hoạt, phù hợp với các đèn có cấu trúc phức tạp (ví dụ: đèn bàn gập được, đèn ô tô hình dạng đặc biệt).

III. Phân loại theo khả năng tương thích gói LED (Phù hợp với các quy trình gắn LED khác nhau)

SMD LED PCB

Thiết kế pad tương thích với các đèn LED gắn bề mặt. Sở hữu công nghệ trưởng thành và mức độ tự động hóa cao, làm cho đây trở thành loại phổ biến nhất trên thị trường hiện nay.

COB LED PCB

Được thiết kế đặc biệt cho các LED Chip-on-Board. Các chip LED được gắn trực tiếp lên bề mặt PCB mà không cần khung đỡ hay dây vàng, mang lại góc phát sáng rộng và độ sáng đồng đều. Phù hợp với đèn chiếu điểm, đèn âm trần và các

đèn yêu cầu vùng sáng chất lượng cao.

Bảng mạch LED LUXEON công suất cao

Có diện tích pad lớn hơn và đường tản nhiệt ngắn hơn, tương thích với các đèn LED công suất cao đơn (≥1W). Thường được sử dụng trong chiếu sáng ngoài trời và chiếu sáng công nghiệp.

Các bảng mạch LED, với các đặc điểm như tản nhiệt hiệu quả, mạch điện ổn định và hình thức linh hoạt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực dựa vào phát sáng LED, bao gồm chiếu sáng thông thường, điện tử ô tô, màn hình có đèn nền, chiếu sáng chuyên dụng, điều khiển công nghiệp, y tế và các lĩnh vực khác. Các ứng dụng cụ thể như sau:

Lĩnh vực chiếu sáng thông thường
Đây là kịch bản ứng dụng cốt lõi nhất của bảng mạch led, phù hợp với cả thiết bị chiếu sáng gia đình và thương mại:
· Chiếu sáng gia đình: Đèn trần, đèn bóng, đèn bàn và đèn âm trần chủ yếu sử dụng bảng mạch LED cứng nền nhôm, cân nhắc cả khả năng tản nhiệt và hiệu quả chi phí.
· Chiếu sáng thương mại: Đèn chiếu điểm trung tâm thương mại, đèn ray cửa hàng, đèn tấm cho tòa nhà văn phòng, đèn đường ngoài trời/đèn vườn. Các đèn đường công suất cao sẽ sử dụng bảng mạch PCB led bằng đồng để tăng cường tản nhiệt và đảm bảo độ ổn định khi hoạt động lâu dài.

Lĩnh vực điện tử ô tô
Nó đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng chịu nhiệt độ cao và chống rung ở cấp độ ô tô, và được chia thành hai loại: bên trong và bên ngoài xe.
· Đèn nội thất: Đèn chiếu sáng nội thất, đèn đọc sách và đèn nền bảng điều khiển chủ yếu được trang bị các bảng mạch LED linh hoạt (flexible LED PCBS), phù hợp với các bề mặt cong và không gian lắp đặt không đều.
· Đèn ngoại thất: Đối với đèn pha, đèn xi-nhan, đèn phanh và đèn sương mù, cần chọn loại bảng mạch LED PCB bằng gốm hoặc nền đồng để chịu được các chu kỳ nhiệt độ từ -40 °C đến 125 °C và môi trường rung động.

Lĩnh vực hiển thị đèn nền

Các hệ thống đèn nền hỗ trợ nhiều màn hình khác nhau đòi hỏi yêu cầu cao về yếu tố hình dáng và độ đồng đều ánh sáng:

Đèn nền Thiết bị Điện tử Tiêu dùng: Đèn nền màn hình cho điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay, sử dụng các mạch LED linh hoạt hoặc mạch LED cứng siêu mỏng để đạt thiết kế nhẹ và mỏng;

Đèn nền Màn hình Thương mại: TV LCD, máy quảng cáo và màn hình ngoài trời, sử dụng mạch LED COB để cải thiện độ đồng đều ánh sáng và giảm các vấn đề về đốm sáng;

Lĩnh vực Chiếu sáng Đặc biệt

Phù hợp với nhu cầu chiếu sáng tùy chỉnh và chức năng:

Đèn tăng trưởng thực vật: Sử dụng mạch LED trên nền nhôm có độ dẫn nhiệt cao để gắn các chip LED công suất lớn, đáp ứng yêu cầu về phổ ánh sáng và nhiệt cho quá trình quang hợp của thực vật;

Đèn tiệt trùng tia cực tím: Sử dụng mạch LED trên nền vật liệu chịu ăn mòn, phù hợp với môi trường chiếu xạ tia cực tím;

Đèn sân khấu / Đèn cảnh quan: Đạt được các hình dạng ánh sáng đa dạng và hiệu ứng động thông qua mạch bảng led có hình dạng không đều và các bảng kết hợp linh hoạt-cứng.

Lĩnh vực thiết bị điều khiển công nghiệp và thiết bị y tế

Đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy cao và độ ổn định cao:

Thiết bị điều khiển công nghiệp: Đèn chỉ báo máy công cụ CNC, đèn cảnh báo trạng thái thiết bị công nghiệp, sử dụng bảng mạch led gốm để thích nghi với môi trường công nghiệp có nhiệt độ cao, bụi và rung động;

Thiết bị y tế: Đèn phẫu thuật không bóng, đèn nền cho thiết bị xét nghiệm y tế, đèn chỉ báo thiết bị y tế cầm tay, yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn chứng nhận y tế và sử dụng led có độ nhiễu điện từ thấp

thiết kế mạch bảng.