Светодиоды на плате: Конструкции и материалы печатных плат

Содержание

Конструкции и материалы печатных плат

В последнее время, в связи с последними достижениями в области светодиодной светотехники, резко вырос интерес к созданию источников света на основе мощных ультраярких светодиодов. Световая эффективность полупроводниковых светодиодов достигла уже 100лм/Вт. Такие ультраяркие светодиоды приходят на смену обычным лампам накаливания и находят свое применение практически во всех областях светотехники: лампы уличного освещения, автомобильная светотехника, дежурное освещение, рекламные вывески, светодиодные панели, индикаторы, бегущие строки, светофоры и т.д. Эти светодиоды стали незаменимы в декоративном освещении, в светодинамических системах благодаря их монохромному цвету и скорости включения. Выгодно их применять и там, где необходимо жестко экономить электроэнергию, где дорого обходится частое обслуживание и где высоки требования по электробезопасности.

 


Основные преимущества мощных ультраярких светодиодов по сравнению с традиционными источниками света:

  • высокий срок эксплуатации (в десятки и даже сотни раз больший, чем в случае обычных ламп накаливания) позволяет гораздо реже производить замену сгоревших ламп, что особенно важно для труднодоступных мест;
  • эффективность и высокий КПД: при аналогичной яркости светодиодные светильники потребляют в 3-5 раз меньше энергии, чем галогенные лампы или лампы накаливания;
  • удобство монтажа и компактность: поверхностный SMD монтаж и малые геометрические размеры светодиодов позволяют разработчикам и дизайнерам выбрать интересные решения для создания системы освещения;
  • широкий выбор оттенков белого цвета, цветные и RGB светодиоды: позволяют реализовывать интересные идеи разработчиков средств освещения или декоративной подсветки, применяя динамическое изменение цвета и яркости;
  • низкие тепловое излучение от светодиодных светильников позволяет устанавливать их в таких местах, где применение ламп накаливания недопустимо из-за их высокого нагрева.

В отличие от обычных ламп накаливания, светодиоды не излучают тепло в окружающие пространство, а проводят его в направлении от p-n перехода к теплоотводу в корпусе светодиода (обычно или вывод светодиода или специальная металлическая пластинка). Поэтому процесс отвода тепла более сложен и специфичен. Путь отвода тепла состоит из множества тепловых сопротивлений: «p-n переход — теплоотвод корпуса», «теплоотвод корпуса — печатная плата», «печатная плата — радиатор», «радиатор — окружающая среда». Вследствие этого, использование мощных светодиодов связано с высокой вероятностью чрезмерного увеличения температуры перехода, от которой напрямую зависят срок службы, надежность и световые характеристики светодиода.

 

Данные исследований говорят, что примерно 65-85% электроэнергии при работе светодиода преобразуется в тепло. Однако, при условии соблюдения рекомендованных производителем светодиодов тепловых режимов, срок службы светодиода может достигать 10 лет. Но, если нарушить тепловой режим (обычно это работа с температурой перехода более 120…125°С), срок службы светодиода может упасть в 10 раз! А при грубом несоблюдении рекомендованных тепловых режимов, например, при включении светодиодов типа emitter без радиатора в течение более 5-7 сек, светодиод может выйти из строя уже во время первого включения. Повышение температуры перехода, кроме того, приводит к снижению яркости свечения и смещению рабочей длины волны. Так же полимер, из которого изготовлен корпус светодиода, нельзя нагревать выше определенного предела, т.к., из-за разности коэффициентов линейного расширения деталей светодиода (контактов, рамки, кристалла, материала линзы), возможен отрыв контактного соединения. Поэтому очень важно правильно рассчитать тепловой режим и, по возможности, максимально рассеять выделяемое светодиодом тепло.

Если используются светодиоды мощностью менее 0,5 Вт, то вполне приемлемым будет монтаж светодиодов на обычные печатные платы из текстолита марки FR-4. Однако, при рассеивании более высоких мощностей может потребоваться использование специальных печатных плат с металлическим основанием и слоем диэлектрика, с улучшенной теплопроводностью имеющие тепловое сопротивление от 0,45 до 1,5 К/Вт.

Крупные производители мощных светодиодов, такие как Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto и т.п., уже давно, для упрощения включения и расширения областей применения светодиодов, изготавливают их в виде светодиодных модулей или кластеров на печатных платах с металлическим основанием (в международной классификации IMPCB – Insulated Metal Printed Circuit Board, или AL PCB – печатные платы на алюминиевом основании). Светодиодные кластеры представляют собой готовые к подключению платы различной формы (круглые, линейные, прямоугольные, шестиугольные в виде звезд и колец) с посадочным местом для одного или нескольких светодиодов и предусматривающие установку линз (коллиматоров), простое подключение питания и удобное крепление. Подключение кластера к драйверу питания светодиодов осуществляется либо пайкой к контактным площадкам платы, либо к установленному на плате разъему. Такие кластеры иногда содержат как ограничительные сопротивления, так и сам драйвер питания, поэтому могут напрямую подключаться к низковольтному питанию.

 


Такие кластеры применяются при монтаже нестандартных светильников, в интерьерной и ландшафтной подсветке, при создании светодинамических шоу — то есть везде, где без дополнительных затрат можно скомпоновать и разместить светодиодные кластеры данных размеров и форм как элементы светодиодной матрицы. Но если стандартными формами трудно или не возможно обойтись — не устраивает габариты, шаг между светодиодами или схема размещения, то тогда разрабатывается и заказывается, свой, индивидуальный дизайн печатной платы — технологичный и адаптированный под лучшие решения для системы освещения.

Кластеры на основе печатных плат с металлическим основанием вместе со смонтированными на ней светодиодами могут быть, при необходимости установлены на дополнительный теплоотвод — завершающее звено теплового пути.

Выбор этого теплоотвода, а это может быть и алюминиевый радиатор и металлический корпус изделия, зависит от того, какая часть общего бюджета теплового сопротивления «переход — окружающая среда» была «растрачена» на предыдущие звенья теплового пути.

Для светодиода с рассеиваемой мощностью 1 Вт (при условии естественной незатрудненной конвекции при 25 °C) нужна плата с алюминиевым основанием площадью не менее 6,5 см2. Если площадь платы под светодиодом примерно соответствует данному значению, такое устройство кластера не нуждается в дополнительном теплоотводе при работе светодиода в номинальном режиме. При работе в закрытом корпусе, а также в условиях повышенной температуры окружающей среды без применения дополнительного охлаждения, нужен или дополнительный теплоотвод, или увеличение площади платы.

Для обеспечения рекомендуемых температурных режимов работы кристалла светодиода, нижняя сторона платы устанавливается на дополнительные радиаторы, соответствующие применяемому типу кластера через специальные пластичные смеси – теплопроводные пасты или, как их еще называют, термопасты, заполняющие неровности и обеспечивающие хороший тепловой контакт и максимальную теплопроводность системы.

При использовании дополнительных радиаторов существует возможность, например, увеличить ток питания кластера со светодиодом Cree серии XR-E до 1 А, кластера со светодиодом серии XP-E до 700 мА, кластера со светодиодом серий XP-C, XR-C до 500 мА, что даст прирост интенсивности свечения примерно на 70%.

Остановимся на печатной плате, применяемой для мощных светодиодных кластеров — печатной плате с металлическим основанием. В такой плате, в качестве основания используется металлическая пластина, на которую с помощью стеклоткани пропитанной смолой (препрег), наклеены один или несколько проводящих слоев медной фольги. Такие платы применяют в изделиях, где имеют место повышенные локальные или распространенные по всей площади тепловые нагрузки. Простейшим типом печатной платы и, следовательно, наиболее экономически эффективным для поверхностного монтажа светодиодов является однослойная

печатная плата с алюминиевым основанием. Данная плата является, по своей сути, однослойной печатной платой, наклеенной на алюминиевую пластину. Генерируемое тепло, легко проходит через диэлектрик, а затем быстро рассеивается через алюминий – прочно приклеенный радиатор, выполненный в составе печатной платы.

Платы под сверхяркие светодиоды обычно покрываются черной или белой паяльной маской, чтобы дополнительно увеличить светопоглощение или светоотражение соответственно, что благоприятно сказывается и на температурных режимах и на дизайне светильников.

Вкратце рассмотрим материалы, используемые в платах с металлическим основанием:

Медная фольга – используется стандартная для производства печатных плат медная фольга толщиной от 35-350 мкм.

Диэлектрик— препрег – стеклоткань, пропитанная эпоксидными смолами толщиной 50-150 мкм. В качестве препрега может использоваться как обычная эпоксидная стеклоткань FR-4, так и специальный теплопроводящий состав (Т-preg), который обладает лучшими теплопроводными и электроизоляционными свойствами. Он представляет собой специальную химически стойкую структуру с высокой теплопроводностью толщиной 75–200 мкм, изготовленного из особого диэлектрика – смеси полимера со специальной керамикой. Полимер выбирается исходя из его диэлектрических свойств, тогда как керамический наполнитель предназначен для улучшения теплопроводности, благодаря чему материал имеет и отличные диэлектрические свойства, и очень низкое тепловое сопротивление. Например, объемное удельное сопротивление материала Bond Ply Thermal Clad IMS(Bergquist) этого слоя не менее 1014Ом•см. При толщине диэлектрика 75 мкм допустимое рабочее напряжение между слоями составляет 5,5 кВ переменного тока и более, теплопроводность — не ниже 1,3 W/mK, что вполне достаточно для большинства приложений.

 

В платах с металлическим основанием слой диэлектрика – ключевой, поскольку соединяет медь с нижним, металлическим (алюминиевым или медным) базовым, который служит радиатором для всей печатной платы и выполняет функцию проводника тепла от верхнего к нижнему слою — к металлическому основанию.

Основные сравнительные характеристики диэлектриков приведены в табл. 1.

 

табл. 1

Параметр

FR-4

T-preg

Теплопроводность, W/mK

0,3

1–5

Диэлектрическая прочность, кВ/мм

20

24–31

Металлическое основание толщиной 0.5-3.2мм. Наиболее распространенными материалами для металлического основания служат алюминий и медь. Основные характеристики, по которым их следует сравнивать, приведены в табл. 2.

 

табл. 2

Параметр

Алюминий

Медь

Коэффициент теплового расширения, ppm/°С

24

18

Теплопроводность, W/mK

173

260

Плотность, г/см3

2,7

8,9

 

В конструкции плат с металлическим основанием важную роль играет коэффициент температурного расширения (КТР) материалов подложки. Использование материалов с большим КТР при высоких температурах приводит к возникновению внутренних механических напряжений в структуре. Поэтому для высокотемпературных применений, где данный параметр критичен, используют материалы с подложкой из низкоуглеродистой стали (толщиной 1 и 2,3 мм) с малым КТР.

Хотя медь обладает лучшими теплопроводными свойствами, алюминий все-таки является самым распространенным материалом для плат с металлическим основанием, так как он более дешевый и, что немаловажно, легкий материал.

Теплопроводность применяемых алюминиевых подложек:

  • Алюминий 1100(аналог АД) — 222 W/mK
  • Алюминий 5052(аналог АМг2,5) — 138 W/mK
  • Алюминий 6061(аналог АД33) — 167 W/mK

 

На сегодняшний день несколько крупных компаний-производителей термопроводящих электроизолирующих материалов выпускают базовые материалы для изготовления печатных плат с металлическим основанием:

  • Bergquist (США)
  • Totking (Китай)
  • Ruikai (Китай)
  • Laird (Thermagon) (США)
  • Denka (Япония)

Широкий перечень поставляемых материалов с различными характеристиками способны удовлетворить самый взыскательный вкус разработчиков и технологов радиоэлектронной аппаратуры и сулит экономический выигрыш как непосредственно на этапе производства, так и последующей эксплуатации изделий. Сами материалы отвечают требованиям коммерческих и военных стандартов и могут применяться практически в любой области: от бытовых устройств до военной техники.

Например, широко используемый (из-за высокого соотношения цена/качество при производстве светодиодных кластеров) материал из теплопроводящего полимера на основе керамики с алюминиевым основанием — T111 (Totking), имеет следующие характеристики:

  • Толщина алюминиевого основания – 1.5 мм
  • Толщина диэлектрика — 100 мкм
  • Толщина медной фольги – 35 мкм
  • Теплопроводность диэлектрика — 2.2 W/mK
  • Тепловое сопротивление диэлектрика — 0.7°C/W
  • Теплопроводность алюминиевой подложки (5052 — аналог АМг2,5) — 138 W/mK
  • Напряжение пробоя – 3 KV
  • Температура стеклования (Tg) – 130
  • Объёмное сопротивление – 108 MΩ×см
  • Поверхностное сопротивление — 106 MΩ
  • Наибольшее рабочее напряжение(CTI) – 600V

Большинство технологических процессов изготовления печатных плат с металлическим основанием, таких как травление, нанесение защитной маски, нанесения защитного металлического покрытия (HASL), маркировка, аналогичны процессам изготовления традиционных плат из FR-4 и отличаются только режимами механической обработки контура и сверловки.

Печатные платы на металлическом основании не ограничиваются применением для мощных светодиодов и могут так же использоваться в любом изделии, где важен теплоотвод и габариты. Применение таких плат существенно упрощает проектирование радиоэлектронных устройств, особенно высокомощных, поскольку отвод тепла перестает существенно зависеть от взаимного расположения элементов и свободной площади платы вокруг них: теплота рассеивается через подложку. Исчезает необходимость в дополнительных теплоотводах — радиаторах, шинах и т.п. В итоге возрастает степень интеграции элементов на плате, снижаются ее габариты.

Печатные платы с металлическим основанием имеют много преимуществ по сравнению с обычными платами:

  • Рассеивают тепло без использования дополнительных радиаторов, специальных теплопроводящих паст.
  • Снижают/устраняют необходимость в вентиляторах принудительного воздушного охлаждения.
  • Добавляют механическую жесткость изделию.
  • Повышают степень интеграции элементов высокомощной аппаратуры, работающей с большими токами и напряжениями при высокой рабочей температуре.
  • Уменьшают эффект теплового стресса всех компонентов, тем самым увеличивая продолжительности жизни элементов и долговечности изделия.
  • Охлаждающие свойства таких плат позволяют значительно проще организовать отвод тепла, что благоприятно сказывается на себестоимости изделий.
  • За счет любой конфигурации контура плат, позволяют значительно сэкономить место в устройстве.
  • Платы имеют отличные характеристики по электромагнитной совместимости и экранированию.
  • Использование таких плат, улучшает надёжность устройств, наработку на отказ.

Возможность объединения на одной печатной плате множества светодиодов, монтаж компонентов с помощью стандартных автоматизированных технологий пайки, малая теплоотдача — все это в комплексе позволяет создавать компактные высокоэффективные источники света.

Использование экономичных систем освещения – одно из важнейших направлений по внедрению энергосберегающих технологий в промышленности и коммунальном хозяйстве. На сегодня, среди энергосберегающих технологий в освещении, наибольшее развитие получило создание мощных полупроводниковых светодиодов и осветительных систем на их основе. По прогнозам специалистов, внедрение новых технологий светодиодного освещения постепенно практически полностью заменит традиционные светильники во всем мире, как в свое время полупроводники вытеснили электронные лампы. Похоже, что ждать осталось недолго.

Источник http://www.pselectro.ru

13.05.2011


к списку

Урок 2.4 — Диоды и светодиоды

Диод

Диод – это электронный компонент, обладающий односторонней проводимостью.
Идеальный диод является проводником в одном направлении и изолятором — в другом направлении.

Основные характеристики диода

Максимально допустимый прямой ток и максимально допустимое напряжение – это такие значения тока и напряжения, которые диод может выдержать в течение длительного времени. Если превысить ток и/или напряжение, приложенные к диоду, он может выйти из строя.

В наборы Мастер Кит входят два типа диодов:
— диод малой мощности 1N4148. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 0,15А, напряжение – до 75В
— диод средней мощности типа 1N4001…1N4007. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 1А, напряжение (в зависимости от последней цифры) – от 50 до 1000В.


Взаимозаменяемость диодов

Если под рукой нет нужного диода, его можно заменить аналогичным. Конечно, нужно следить за тем, чтобы предельно допустимые ток и напряжения нового диода были выше таковых параметров схемы. Кроме того, новый диод должен иметь такой же или похожий тип корпуса (иначе диод может физически не поместиться на печатную плату).

Например, в схеме рекомендуется установить диод типа 1N4005. Его параметры: максимально допустимый ток – 1А, максимально допустимое обратное напряжение – 600В. Допустим, у вас нет диода 1N4005, но есть диод 1N4001 в таком же типе корпуса с параметрами, соответственно, 1А/50В. Но если в вашей схеме рабочие напряжения не превышают 12В, вы смело можете произвести замену рекомендованного диода 1N4005 на 1N4001.
Такая же ситуация бывает и на складе Мастер Кит, когда мы производим замену временно отсутствующего компонента на аналогичный.

 

Установка диода на печатную плату

Диод имеет полярность, то есть должен устанавливаться на печатную плату строго в определённом положении. Если установить диод неправильно, он не только не заработает, но и может выйти из строя.

На диоде обязательно имеется маркировка полярности. В диодах, входящих в набор Мастер Кит, полосой на корпусе маркируется вывод катода.


На печатной плате также имеется маркировка полярности диода – полоса. При установке диода на плату нужно совмещать «ключи»: полосу на компоненте и на печатной плате.

 

Светодиоды

 
Светодиод – это разновидность обычного диода, но этот диод обладает важным свойством: он излучает свет при пропускании через него тока в прямом направлении. В зависимости от типа, светодиоды могут иметь разную яркость и цвет свечения: красный, зелёный, синий, жёлтый. Существуют светодиоды невидимого спектра излучения: инфракрасные (широко применяемые в системах дистанционного управления), ультрафиолетовые.

Как и обычный диод, светодиод корректно работает (излучает свет) только при условии правильной полярности приложенного к нему напряжения. Поэтому очень важно при установке светодиода на плату соблюдать «ключи».

У светодиодов, входящих в наборы Мастер Кит, вывод анода (он же «+») – длиннее.

На печатной плате также имеется маркировка полярности.

 

 

Скачать урок в формате PDF

LED-часы — учимся паять SMD

В секретных лабораториях RobotClass мы каждый день трудимся над созданием новых электронных модулей для ваших робототехнических проектов. И все эти модули как правило состоят из SMD элементов. Да что говорить, при создании современной электроники сегодня во всём мире используются SMD.

Что такое SMD?

В переводе с английского, SMD — это surface mounted device, то есть «устройство, монтируемое на поверхность». В отличие от технологий недавнего прошлого, SMD элементы занимают гораздо меньше места. SMD позволяет нам сделать устройство очень компактным. Достаточно посмотреть на материнскую плату любого смартфона, чтобы понять о чем идет речь.

SMD бывают разных размеров. Элементы прямоугольной формы такие как светодиоды или резисторы измеряются по длинам сторон. Например, на Ардуино установлены светодиоды 0805. В переводе с дюймовой системы в метрическую это соответствует размеру 2 x 1,25 мм. А большинство керамических конденсаторов на той же плате имеют размер 0603 = 1,6 x 0,8 мм.

У обычных диодов размеры другие. Например размер диода SOD-123 соответствует 3,68 x 1,17 x 1,60 мм. А вот пример трёхногого транзистора: SOT-323 = 2 x 1,25 x 0,95 мм. В общем, существует большое разнообразие типов и размеров корпусов SMD.

Набор LED-часы

Чтобы помочь вам окунуться в мир современной микроэлектроники, мы сделали специальный набор для обучения пайке SMD элементов — LED-часы. Набор содержит SMD разных размеров и печатную плату, на которую всё это нужно припаять. На плате уже имеется микроконтроллер и кварцевый резонатор, которые мы не рискнули давать отдельно (по крайней мере в этой версии).

Чтобы часы заработали потребуется смонтировать на плате 61 светодиод, немного резисторов и керамических конденсаторов. Тренировка идет шаг за шагом, с постепенным усложнением. Сначала нужно будет припаять 12 самых крупных светодиодов 1206, затем ещё 49, но уже меньшего размера — 0805. В конце останется припаять совсем чуть-чуть самых мелких резисторов и конденсаторов 0603.

Собрав всё воедино, вы получите работающие наручные светодиодные часы со стрелкой!

В состав набора входит:

  • печатная плата с предустановленным и уже запрограммированным микроконтроллером;
  • светодиоды размера 1206;
  • светодиоды размера 0805;
  • резисторы размера 0603;
  • конденсаторы размера 0603;
  • крепление батарейки;
  • элемент питания CR2032.

Для успешной работы с набором потребуется правильный инструмент:

  • паяльник с регулировкой температуры и острым жалом, а лучше паяльная станция;
  • пинцет с тонкими и ровными губцами;
  • припой с флюсом диаметром 0,5 — 0,8 мм;
  • жидкий флюс (опционально).

Видеоурок по монтажу SMD

Специально для набора LED-часы мы сделали видеоурок по основами пайки SMD.

Материалы

Вконтакте

Facebook

Twitter

The Heart of Led Lights — полное руководство

Поскольку технология печатных плат продолжает развиваться, она подтолкнула к развитию многочисленных инноваций. Хорошим примером является инновационная светодиодная печатная плата.

Несомненно, светодиодная плата является сердцем светодиодного освещения. Хотя на рынке электроники существует несколько типов светодиодных светильников различной формы, все они имеют в своей основе светодиодную печатную плату.

В этой статье подробно рассматриваются светодиодные печатные платы, их применение и преимущества.

1. Что такое печатная плата светодиодов?

Светодиод, сокращенно Led, становится все более распространенным методом освещения в эпоху цифровых технологий. Светодиод — это твердотельное освещение, которое преобразует электрический ток в свет с помощью полупроводника. По сути, вы должны припаять светодиод к печатной плате, чтобы сделать светодиодную печатную плату. Кроме того, вы должны включить чип для генерации света при электрическом воспламенении.

Если сравнивать их со стандартными лампочками, светодиодные осветительные щиты минимизируют потребление энергии почти на 80%.Кроме того, они также служат примерно в 25 раз дольше, чем традиционные лампочки. Кроме того, они компактны и экологичны.

Технология печатных плат играет важную роль в поддержке светодиодного освещения. Они физически поддерживают светодиоды, проводя тепло от лампочек. Это улучшает работу ламп и предотвращает их перегрев.

 

2. Использование светодиодных печатных плат

 

Светодиодные печатные платы демонстрируют сверхвысокую энергоэффективность.Кроме того, они экономичны и обеспечивают высокую гибкость конструкции. Эти свойства делают их легко применимыми в некоторых случаях использования освещения, например:

 

2.1 Компьютер

 

Светодиодные дисплеи и указатели широко распространены в компьютерном мире. Кроме того, светодиоды на алюминиевой печатной плате являются отличным решением из-за чувствительности компьютерных компонентов к теплу. Помимо светодиодных приложений, вы также можете использовать алюминиевые платы в компьютерных компонентах, таких как центральный процессор.

 

2.2 Телекоммуникации

 

Светодиодные индикаторы и дисплеи можно использовать в телекоммуникационном оборудовании благодаря расположению рядом оборудования и высокой теплопроводности. Таким образом, алюминиевые светодиодные платы максимально используют свое применение.

 

2.3 Медицина

 

В

Хирургическом и другом медицинском осветительном оборудовании в основном применяются светодиодные светильники, изготовленные из алюминиевых пластин. Долговечность и высокая теплопроводность светодиодов на алюминиевых печатных платах делают их идеальными для этого применения.Кроме того, вы также можете использовать алюминиевые доски в медицинских сканерах.

 

2.4 Автомобильный

 

В автомобильной промышленности можно использовать алюминиевую плату со светодиодами на поворотниках и фарах. Долговечность и экономичность алюминиевых печатных плат делают их идеальными для этого применения.

 

3. Преимущества светодиодных плат

 

По мере того, как электронные продукты становятся все меньше и меньше, выгодно использовать светодиодные печатные платы, чтобы обеспечить более прямой поиск и сборку продуктов.Светодиодные печатные платы идеально подходят для условий слабого освещения, бытовых гаджетов, медицинского оборудования, легкой и средней промышленности, авиации и морского применения. Независимо от цели, преимущества светодиодной платы многочисленны, например:

  • Высокая теплопроводность.
  • Экономичный мембранный переключатель с подсветкой.
  • Отличная устойчивость к частицам и влаге;
  • Легко встраивается в сложные узлы интерфейса.
  • Эффективное минимальное энергопотребление.
  • Они бывают разных размеров, цветов и прочности.

Можно применять в серебряных и медных гибких мембранных переключателях.

Когда вы встраиваете светодиод в доску, становится легко интегрировать мембранную кнопку с другими мембранными кнопками. Важно отметить, что печатные платы со встроенными светодиодами обеспечивают большую свободу проектирования даже при выполнении сложных подключений переключателей с подсветкой. Узкая светодиодная мембранная кнопка помогает свести к минимуму общий контур этих плотных интерфейсов переключателей.В основном инженеры выбирают светодиодные платы при пересмотре и улучшении потребительских товаров.

Другие причины, по которым широко распространены светодиодные платы:

  • Вы можете легко настроить функцию цвета, установив на доске несколько цветовых температур.
  • Они могут иметь различные световые характеристики для различных потребностей в освещении.

 

4. Правила проектирования печатных плат

 

В вашей светодиодной печатной плате вы должны учитывать два важных аспекта дизайна.Во-первых, убедитесь, что вы поместили светодиод в просверленные отверстия на печатной плате. Помните, что отверстия являются неотъемлемой частью вашего дизайна. Во-вторых, учитывайте расстояние между отверстиями печатной платы. Мы рекомендуем вам установить минимальное расстояние между ними и анодом и катодом для эффективного питания светодиода.

После выполнения описанных выше действий сохраните файл в правильном стандартном формате печатной платы, т. е. в файле Gerber. Не забудьте установить правильное количество слоев в вашем шаблоне Gerber, так как каждый слой будет отображать разные функции платы. Например, нулевой слой может отображать контуры печатной платы. Уровень 1 может нести информацию о структуре медных проводов, а уровень два может отображать информацию о просверленных отверстиях.

После создания файла Gerber вы должны создать текстовый документ, содержащий информацию о содержимом слоя и размеры вашей платы. Теперь вы можете отправить их предпочтительному производителю светодиодных плат.

 

5. Часто задаваемые вопросы по монтажной плате светодиодов

 

5.1 Могут ли светодиоды мешать работе электроники?

 

Потребители сообщают, что некоторые гаджеты со светодиодным освещением издают шум, мешающий радио и сигналам DAB.Хотя сами светодиоды создают незначительный шум, схема переключения, управляющая ими, работает на высоких частотах. Поэтому, если вы не установите их соответствующим образом, они могут вызвать электромагнитные помехи.

 

5.2 Как починить светодиодную плату?

 

Во-первых, найдите сломанные светодиоды, включив вашу схему, чтобы увидеть лампочки, которые не горят.

Во-вторых, удалите все неисправные светодиоды с помощью паяльника. Не забудьте записать полярность неисправных светодиодов.

В-третьих, заменить неисправные светодиоды на лампы того же напряжения. Важно понимать, что вам не нужно сопоставлять светодиоды по напряжению со стандартным значением сопротивления. Просто используйте общее значение.

В-четвертых, соответствующим образом подключите запасные фары. Помните, что это может варьироваться в зависимости от типа схемы. Например, если вы работаете с набором светильников для Хэллоуина, розетки могут иметь разный дизайн. Следовательно, вам может понадобиться согнуть новые разъемы лампы, чтобы они соответствовали предыдущей форме.

Наконец, проверьте полярность розетки, если лампочка по-прежнему не загорается. Если цепь содержит неправильный патрон, новая лампа не будет работать. Как правило, выравнивайте свои розетки в одном направлении по цепи.

 

5.3 Как проверить светодиод на печатной плате?

 

Вы просто подключаете его к цепи и смотрите, загорится ли он. Кроме того, вы можете использовать мультиметр для проверки диодов, чтобы проверить светодиод на печатной плате.

 

6.

Основы проектирования печатных плат светодиодов

 

Как упоминалось ранее, существует несколько типов светодиодных светильников для печатных плат, предназначенных для различных целей.В зависимости от применения печатных плат при производстве печатных плат применяются различные материалы, конструкции и форматы. Основной особенностью является материал, из которого состоит сердцевина печатной платы. Ниже приведены стандартные материалы сердечника печатной платы:

.

FR-4: Содержит стекло и эпоксидную смолу. Характерно, что он пожаробезопасен, хотя и не обладает высокой эффективностью теплопроводности.

Эпоксидные смолы: Хотя они не очень долговечны, как другие первичные материалы, их производство экономически выгодно.

Metal-core: Плиты с металлическим сердечником содержат алюминий в сплаве с другими материалами. Кроме того, он имеет медное покрытие. Эти вещества необходимы для случаев использования, связанных с передачей тепла, поскольку они обеспечивают хорошую теплопроводность.

 

7. Производители светодиодных печатных плат

 

Сотрудничество с компанией, которая является лидером в производстве светодиодных печатных плат, позволит вам использовать все преимущества светодиодных печатных плат. Поскольку светодиодные фонари чувствительны к температуре, а для светодиодных плат может потребоваться сложная конструкция, вам нужен авторитетный и опытный производитель для их сборки.Наша печатная плата использовала светодиодное освещение на начальной стадии развития этой технологии. У нас есть знания и опыт, чтобы позволить вам реализовать ваши цели с печатной платой.

У нас современное оборудование для сборки печатных плат, что гарантирует качество продукции. Эти инструменты помогают нам быстро и с минимальными затратами выполнить любые индивидуальные требования. Широкий спектр производственных мощностей позволяет нам создавать светодиодные платы на заказ.

Вот несколько причин, по которым мы являемся любимым производителем печатных плат в отрасли.

  • Наши специалисты по печатным платам обеспечивают безошибочное обслуживание и используют высококачественные материалы для производства плат.
  • Отсутствие компромиссов в отношении качества печатных плат при любых обстоятельствах.
  • У нас отличная поддержка клиентов, которая способствует безупречному общению между нашими клиентами и нами.
  • Мы предлагаем одни из самых конкурентоспособных цен.

 

Заключение

 

За прошедшие годы мы завоевали отличную репутацию поставщика решений для печатных плат, с которым вы можете быстро сотрудничать для достижения ваших целей в области светодиодного освещения.Наша опытная и заботливая команда поддержки с нетерпением ждет ваших требований к светодиодной печатной плате. Вы можете запросить бесплатную онлайн-цену на светодиодную печатную плату сегодня.

7 вещей, которые вам нужно знать

Вы пытаетесь выбрать поставщика печатной платы для светодиодов? Посмотрим, сможем ли мы помочь. В этом посте мы расскажем о преимуществах светодиодных печатных плат и их применении. Мы также обсудим вопросы выбора материалов и производства. Процесс производства светодиодных плат сложен, и здесь нужно многое учитывать.Итак, давайте начнем.

Что такое светодиодная печатная плата?   Светодиоды

имеют много преимуществ перед стандартной светотехнической продукцией. Однако светоотдача одного светодиода относительно невелика. Одним из способов увеличения светоотдачи является подключение множества светодиодов к печатной плате или монтажной плате светодиодов. Когда через светодиод протекает ток, он излучает свет. Но по мере увеличения тока увеличивается и тепловыделение светодиодов. Это проблема, поскольку высокие температуры снижают светоотдачу светодиодов. Поэтому производители используют слой печатной платы для отвода тепла от светодиодов.

Материалы для печатных плат светодиодов

При выборе подложки для светодиодной печатной платы следует тщательно учитывать тепловые характеристики материала. Не менее важны вес, размер и стоимость. Варианты материала подложки включают:

FR4 Сырье для печатных плат

Сырье для печатных плат CEM-1

Сырье для печатных плат CEM-3

Слой

ic будет служить связующим звеном между ИС и радиатором. В отличие от ФР4. Материал печатной платы из меди и алюминия

Материал печатной платы с медным сердечником

Керамическая основа Материал печатной платы

У каждого материала есть хорошие и плохие стороны.Например, металл и керамика имеют лучшие тепловые характеристики, чем ламинат. Платы CEM-1 недорогие, но хрупкие по сравнению с подложками FR4 и CEM-3.

В печатных платах с керамической основой

используются такие материалы, как глинозем. Есть и другие материалы с лучшими тепловыми характеристиками, но они стоят дороже. Аналогичный компромисс применим к материалам печатных плат с металлическим сердечником, включая алюминий и медь.

Преимущества светодиодных печатных плат и индустрии светодиодного освещения   Светодиодные печатные платы

имеют много преимуществ по сравнению с традиционным освещением.К ним относятся:

Вы можете формировать осветительные панели и менять цвет светодиодов, чтобы создавать интересные световые эффекты.

Применение светодиодной печатной платы

Растет признание преимуществ светодиодных печатных плат. Следовательно, число заявок также растет. Некоторые примеры:

  • Светофоры и сигнальные огни.
  • Светодиодные фонари для выращивания в помещении.

Различные рыночные силы увеличивают спрос.К ним относятся совершенствование светодиодных технологий, спрос на экологически чистую энергию и более низкая стоимость. В результате прогнозируемый совокупный годовой темп роста рынка светодиодного освещения с печатными платами в период с 2021 по 2026 год составляет (CAGR) 14,25%.

Использование SMD-компонентов на светодиодных печатных платах Светодиоды

доступны в корпусах для поверхностного монтажа и выводных корпусах. Поскольку устройства для поверхностного монтажа (SMD) имеют небольшой размер и низкий профиль, они являются лучшим выбором для приложений с несколькими устройствами.

Сборка светодиодов SMD

требует высокого уровня производственных навыков.Производители должны размещать светодиодные схемы и аксессуары для печатных плат на небольшой печатной плате. Следовательно, производство светодиодных осветительных щитов требует оборудования для подбора и размещения.

Процесс включает в себя нанесение паяльной пасты на контактные площадки припоя на печатной плате. Следующим шагом является размещение светодиодов для поверхностного монтажа на контактных площадках. Затем применяется тепло для формирования паяного соединения.

Важна точность размещения светодиодного компонента. Кроме того, паяльная паста должна быть ровной и иметь заданную толщину.Чтобы предотвратить повреждение светодиодного устройства, контроль подаваемого тепла имеет решающее значение.

Сборка печатных плат

предполагает ламинирование четырех слоев материала. Это шелкография, паяльная маска, медный слой и подложка.

Производители прикрепляют светодиоды SMD к поверхности печатной платы. Поскольку они упаковывают множество SMD-устройств на небольшой площади, это увеличивает нагрев. Поэтому в плате светодиодной печатной платы используется металлическая подложка для отвода тепла от термочувствительных светодиодов. Эта подложка электрически изолирована от цепи диэлектрическим материалом.

вещи, которые необходимо учитывать при выборе наилучшего макета. Такие варианты, как алюминий, являются обычным выбором для металлической подложки. Он прочен, и его размеры не меняются при воздействии нагрузки. Хотя печатная плата с медным сердечником или смесь определенных металлических сплавов.
Однако алюминий не так теплопроводен, как медь, он дешевле.

Выбор производителя светодиодной печатной платы

При выборе производителя важно убедиться, что он имеет соответствующий опыт.Изготовление светодиодных печатных плат затруднено. Это требует знаний и оборудования для поверхностного монтажа.

  • Способность удовлетворить ваши требования

Убедитесь, что поставщик светодиодных печатных плат может удовлетворить ваши объемы производства и требования к доставке. Их стоимость должна быть разумной с учетом спецификации и уровня качества.

  • Партнерство Заказчик/Поставщик

Поставщик должен реагировать на ваши требования. Во-первых, они должны работать с вами, чтобы улучшить ваши светодиодные продукты для печатных плат.Кроме того, они также должны помочь вам снизить расходы.

Необходимо учитывать многое, в том числе тип светодиода. Важно тщательно выбирать производителя, чтобы обеспечить постоянную поставку качественной продукции.

Заключение:

Преимущества светодиодного освещения очевидны, и, вероятно, в будущем все больше приложений перейдут на использование светодиодных печатных плат. Когда светодиодные печатные платы являются правильным выбором для вашего приложения, тщательно выбирайте производителя.

Управление теплом имеет важное значение, поэтому выберите правильную технологию печатной платы. Алюминиевые светодиодные платы имеют много преимуществ и являются распространенным решением.

Найдите производителя, способного решить проблемы, связанные с изготовлением печатных плат. Они должны быть в состоянии поставлять надежный продукт вовремя и по приемлемой цене.

Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Что такое светодиодная печатная плата?

Что такое светодиодная печатная плата?

1.Что такое светодиодная печатная плата?

2. Преимущества светодиодной печатной платы

3. Индустрия светодиодного освещения

4. Применение светодиодной печатной платы

5. SMD-светодиоды на вашей печатной плате

С развитием электронных технологий печатные платы закладывают хорошую основу для различных электронных продуктов, таких как разработка печатных плат для светодиодного освещения. Ярким примером является разработка печатной платы для светодиодного освещения. Светодиод припаян к печатной плате и имеет микросхему, которая излучает свет при электрическом подключении.Для соединения чипа используется тепловой радиатор и керамическое основание.

Плате со светодиодной печатной платой трудно охлаждаться традиционными методами, поскольку она имеет тенденцию выделять большое количество тепла. Поэтому печатные платы с металлическим сердечником часто выбираются для применения в светодиодах из-за их повышенной способности рассеивать тепло. В частности, алюминий часто используется для изготовления печатных плат для светодиодных фонарей. Алюминиевая печатная плата обычно включает тонкий слой теплопроводного диэлектрического материала, который может передавать и рассеивать тепло с гораздо большей эффективностью, чем традиционная жесткая печатная плата.

Что такое светодиодная печатная плата?

Светодиод — это аббревиатура от светоизлучающего диода, который является полупроводниковым диодом. Светодиод припаян к печатной плате и имеет микросхему, которая создает свет, как электрически подключенный. Для соединения чипа используются тепловой радиатор и керамическое основание. Излишне говорить, что светодиодная печатная плата является основой светодиодного освещения, а светодиодная печатная плата легко выделяет большое количество тепла, но затрудняет охлаждение традиционными методами.Таким образом, печатная плата с металлическим сердечником широко используется в светодиодных приложениях из-за их повышенной способности рассеивать тепло, особенно алюминий часто используется для изготовления печатных плат для светодиодных ламп. Как правило, алюминиевая печатная плата содержит тонкий слой теплопроводного диэлектрического материала, который может передавать и рассеивать тепло с гораздо большей эффективностью, чем традиционная жесткая печатная плата.

В настоящее время тип упаковки SMD является наиболее широко используемой формой упаковки в светодиодных приложениях. Как правило, это ограничение для света, излучаемого одним светодиодным компонентом.Таким образом, для достижения достаточного количества света в одном светильнике будет использоваться несколько светодиодных компонентов. Как и другие полупроводниковые устройства, печатная плата является лучшим способом электрического соединения светодиодных компонентов. А печатная плата с припаянными светодиодными компонентами обычно называется «светодиодной печатной платой».

Преимущества светодиодной печатной платы

Электронные продукты становятся все меньше и тоньше, что делает использование светодиодных печатных плат популярным, и использование светодиодных печатных плат дает следующие преимущества:

· Легкий, низкий профиль

· размерная стабильность

· тепловое расширение

· рассеивание тепла

· Недорогой мембранный переключатель с подсветкой

· Пыле- и влагостойкий

· Облегчение интеграции в сложные интерфейсные сборки

· Эффективное низкое энергопотребление

· Доступны различные размеры, цвета и интенсивности

· Может использоваться в переключателях с серебряной гибкой мембраной и переключателях с гибкой медной мембраной.

Есть две основные причины, по которым светодиодные печатные платы популярны в дополнение к увеличению светоотдачи светильника за счет интеграции нескольких светодиодных компонентов.

1. Легко настроить функцию цвета, интегрировав светодиодные компоненты с разной цветовой температурой или разными цветами в одну и ту же печатную плату.

2. Он может использовать различные осветительные приборы для удовлетворения различных требований к освещению с панелями, которые имеют разные формы, размеры и материалы.

Индустрия светодиодного освещения

Светодиодное освещение или светоизлучающий диод становится все более популярным решением для освещения, поэтому оно популярно для увеличения срока службы и снижения воздействия на окружающую среду. Есть некоторые преимущества светодиодного освещения для традиционных методов:

Низкое энергопотребление: отличные светодиодные лампы высокого качества могут быть в шесть-семь раз эффективнее традиционных ламп накаливания.В среднем, переключение вашего дома с ламп накаливания на светодиодные лампы может сократить потребление энергии более чем на 80 процентов.

Увеличенный срок службы:  Срок службы светодиодных ламп может составлять более 25 000 часов или три года при круглосуточном использовании, что в 25 раз дольше, чем у любой традиционной лампочки. Таким образом, вы экономите время, деньги и усилия, связанные с покупкой и установкой новых ламп.

Более эффективный:  Традиционные лампы накаливания выделяют 90 или более процентов своей энергии в виде тепла.Светодиодные лампы сокращают этот показатель до двадцати процентов. Это означает, что больше вашей энергии уходит на освещение дома, а не на его ненужное отопление.

Очень компактный:  Светодиодные фонари имеют различные размеры и типы в зависимости от их небольшого размера. Это означает, что производители могут вставлять светодиоды во что угодно, от компьютеров и смартфонов до автомобилей и светофоров.

Без ртути:  Светодиодные лампы не содержат ртути, в отличие от более традиционных вариантов.Таким образом, светодиоды оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные лампы, и их легче утилизировать без специальных процедур утилизации.

Применение светодиодной печатной платы

Светодиодные светильники на печатных платах обладают превосходной энергоэффективностью, низкой стоимостью и максимальной гибкостью конструкции, поэтому их можно использовать во многих приложениях освещения.

Телекоммуникации:  Светодиодные индикаторы и дисплеи всегда используются в телекоммуникационном оборудовании из-за окружающего оборудования, и они обладают большой способностью теплопередачи.Таким образом, печатные платы для светодиодов на основе алюминия оказывают положительное влияние на их применение.

Автомобильная промышленность:  алюминиевые светодиоды для печатных плат также используются в автомобилях на указателях поворота, стоп-сигналах и в фарах, а также в других целях. Есть несколько факторов, которые делают алюминиевые печатные платы идеальными для автомобильной промышленности, например, долговечность и конкурентоспособные цены.

Компьютер:  Светодиодные дисплеи и индикаторы становятся все более популярными в компьютерных приложениях.Алюминиевые светодиоды для печатных плат являются идеальным решением из-за чувствительности компьютерного оборудования к теплу. За исключением светодиодных приложений, алюминиевые печатные платы также используются для компьютерных частей, таких как устройства питания и платы ЦП, из-за их способности рассеивать и передавать тепло.

Медицина:  Осветительные инструменты, используемые в хирургии и медицинских осмотрах, обычно используют мощные светодиодные лампы, и в этих светодиодных лампах часто используются алюминиевые печатные платы, что в первую очередь связано с долговечностью и способностью теплопередачи алюминиевых печатных плат светодиодов — это гарантирует медицинское оборудование. работает должным образом, независимо от количества пациентов, проезжающих через медицинский кабинет.Помимо осветительных приборов, в медицинских технологиях сканирования также часто используются алюминиевые печатные платы.

Светодиоды SMD на вашей печатной плате

Существует множество устройств, включая светодиоды на печатной плате, в которых используются компоненты поверхностного монтажа. Если провода достаточно тонкие, компоненты сквозного отверстия могут немного прогибаться, что со стороны выглядит дешево. Если правильно припаять SMD-светодиод, то он будет жестко сидеть на плате. Более того, SMD-светодиод также можно разместить за экраном, а более дешевые светодиоды, использующие лампочку, будут торчать сквозь упаковку.Таким образом, он может разместить светодиод SMD за небольшим экраном в вашей упаковке, чтобы быть чище для вашего устройства. Как вы знаете, многие печатные платы, содержащие светодиоды, изготавливаются на многослойных подложках из FR-4, поэтому вам необходимо иметь шаблон из близко расположенных заполненных или покрытых металлом сквозных отверстий под каждым компонентом, чтобы он мог передавать тепло, а также добираться до ваших компонентов. силовой и наземный слои.

Если ваши светодиоды имеют небольшую площадь основания и монтируются на поверхности, для них можно использовать наши переходные отверстия. Вероятно, будет слабая пайка или даже надгробная плита, потому что она не заполняет и не покрывает переходные отверстия, а затем припой может проникнуть в переходные отверстия во время сборки, поэтому причина, по которой лучше просто использовать светодиоды SMD в массиве светодиодного освещения, заключается в следующем. что проблема с затеканием.Один светодиод с приличной выходной мощностью не приведет к повреждению вашей платы из-за чрезмерного перегрева. Однако, если вы собираетесь иметь систему для освещения, она должна будет страдать от сильного нагрева платы, которая поддерживает ваши светодиоды, и затруднить охлаждение традиционными методами для плат. Поскольку отдельные светодиоды слишком малы, вы не можете никуда прикрепить радиатор, а радиатор в любом случае будет блокировать излучаемый свет. Поскольку существует большой спрос на тепло, платы с металлическим сердечником обычно используются в светодиодных осветительных приборах из-за их способности рассеивать большое количество тепла.Как правило, алюминий используется для светодиодного освещения в качестве металлического сердечника в печатной плате. Более того, алюминий чаще всего используется в качестве сердечника среди всех возможных печатных плат с металлическим сердечником. А также медь и железо используются для печатных плат с металлическим сердечником.

лучших светодиодов COB | Комплекты светодиодов Chip-on-Board

Светодиод «чип-на-плате» (COB) представляет собой многокристальный светодиодный пакет, в котором массив диодов непосредственно установлен и электрически соединен с печатной платой с металлическим сердечником (MCPCB) или керамической подложкой.Матрица матрицы затем покрывается органическим полимером, содержащим желтый люминофор. COB-светодиоды представляют собой блоки высокой мощности, которые сочетают в себе высокую плотность кристалла, высокий ток возбуждения и способность работать при высоких температурах, что позволяет радикально изменить форм-фактор и схему излучения светодиодов. Большая светоизлучающая поверхность (LES) с высокой плотностью светового потока и оптической однородностью обеспечивает однородное, мощное освещение для приложений с высоким световым потоком (например, освещение высоких пролетов, уличное освещение). Обладая способностью излучать тысячи люменов с концентрированной излучающей поверхности, COB-светодиоды также лучше всего подходят для точечного и направленного освещения, где требуется высокий центральный луч с минимальным рассеиванием за пределы основного луча.

Архитектура

Светодиод COB, по сути, представляет собой корпус, в котором плотный массив светодиодных кристаллов монтируется на большой подложке с низким тепловым сопротивлением. Он устраняет промежуточную подложку устройства поверхностного монтажа (SMD). Укороченный тепловой путь обеспечивает эффективное управление температурным режимом и значительное уменьшение размера корпуса. COB-светодиоды имеют единую схему и одну пару анода (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) на весь корпус независимо от количества диодов, установленных на подложке.Для управления матрицей полупроводниковых диодов высокой плотности COB-светодиодам требуется высокое прямое напряжение (до 72 В). Электрическое соединение между диодами часто представляет собой комбинацию последовательных и параллельных соединений, так что цепь защищена от обрыва или короткого замыкания одного светодиода. Чем меньше шаг (межцентровое расстояние между светодиодами), тем более однородной и светящейся является поверхность излучения. Однако очень маленький шаг может препятствовать горизонтальному отводу тепла для диодов, соседствующих с другими диодами в каждом горизонтальном направлении.Процесс упаковки светодиодов COB требует как соединения проводов, так и соединения кристаллов, чтобы обеспечить электрическое соединение и теплопроводность кристаллов светодиодов. После процесса склеивания матрица кристалла покрывается смесью люминофора и силикона для получения белого света и защиты массива чипов от окружающей среды.

Изготовление штампов

Полупроводниковые кристаллы, образующие матрицу матрицы COB, представляют собой светодиоды из нитрида индия-галлия (InGaN). Полупроводник InGaN с прямой запрещенной зоной легирован акцепторными и донорными примесями до положительно заряженного (P-типа) слоя и отрицательно заряженного (N-типа) слоя соответственно.Эти слои InGaN выращиваются на сапфире, карбиде кремния (SiC) или кремниевой пластине. Материал пластины оказывает значительное влияние на эффективность и тепловые характеристики светодиода. Сапфир является преимущественно используемым материалом подложки кристалла, но его плотность прорастания дислокаций в эпитаксиальные слои намного выше, чем у SiC. Это приводит к относительно низкой внутренней квантовой эффективности. А высокая теплопроводность SiC, составляющая 110–155 Вт/мК, позволяет светодиодам GaN-на-SiC превосходить светодиоды GaN-на-сапфире с точки зрения теплопроводности (типичная теплопроводность сапфира составляет 46.0 Вт/мК). Эпитаксиальные слои обычно укладываются в стопку со стандартной структурой чипа, используемой в устройствах SMD. В последнее время появилась тенденция использовать структуру с перевернутыми кристаллами для создания пакетов в масштабе кристалла (CSP) для COB-приложений.

В зависимости от светоотдачи блока светодиодов COB используются InGaN-диоды различной мощности. Использование кристаллов маломощных светодиодов неизбежно увеличит плотность соединения проводов и, следовательно, стоимость и сложность процесса, а использование дорогих кристаллов светодиодов высокой мощности снизит светоотдачу и приведет к концентрации теплового потока.Поэтому большинство кристаллов светодиодов InGaN, включенных в корпуса COB, обычно представляют собой микросхемы средней мощности в диапазоне 0,2–0,5 Вт.

COB LED Упаковка

В корпусах COB диоды приклеиваются к подложке с помощью клея с высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой термостойкостью, который обычно представляет собой эпоксидную смолу на основе серебра. Также используются другие материалы для склеивания штампов, включая пасты серебро-стекло и жидкий припой. Электрический путь к диодам выполнен с помощью термозвуковой шариковой сварки с использованием золотых проводов, которые известны своей высокой пропускной способностью, высокой прочностью и устойчивостью к поверхностной коррозии.Однако образование интерметаллических соединений между золотой проволокой и подложкой происходит при более высокой температуре (>120°С). Это может вызвать нарушения соединения, такие как эффект Киркендалла, из-за взаимной диффузии атомов между золотой проволокой и алюминиевой контактной площадкой. Склеивание алюминиевых клиньев позволяет производить обработку при комнатной температуре и сборку с мелким шагом с подложкой, что делает его перспективным вариантом для применений, где возникает проблема высокотемпературного склеивания.

Перед дозированием силикона, наполненного желтым люминофором, вокруг области люминофора наносится вязкая силиконовая жидкость.В светодиодах COB используются различные концепции упаковки люминофора. Инкапсуляция в полость является наиболее часто используемым методом упаковки люминофора, при котором смесь люминофора и силиконового связующего наносится непосредственно на светодиодные чипы. Задача использования этого метода состоит в том, чтобы обеспечить однородное смешивание и диспергирование связующего и люминофора, чтобы не ухудшить качество цвета. Конформное люминофорное покрытие относится к распылению люминофора с минимальным количеством связующего на поверхность кристалла для очень постоянной толщины покрытия по всему кристаллу.COB-светодиоды на основе CSP обычно используют этот метод для нанесения люминофора на все пять граней кристалла, кроме одной с контактными площадками. Более деликатный метод упаковки COB заключается в нанесении смеси люминофора на оптическую чашу, внутри которой находится кристалл светодиода. Оптическая чашка действует как отражатель, извлекая больше света из кристалла, уменьшая использование люминофора и улучшая рассеивание тепла. Решения с удаленным люминофором, в которых слой люминофора размещается на расстоянии от кристалла, также являются вариантом обеспечения однородного слоя преобразования люминофора и снижения вероятности обратного рассеяния света на поверхности подложки.

Подложка COB предназначена для облегчения сборки и обращения с корпусом светодиода, а также для обеспечения эффективного теплового пути между корпусом светодиода и радиатором. Светодиодные матрицы COB обычно изготавливаются на печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB) или на керамической подложке. Керамические подложки отличаются высокой химической и термической стабильностью. Они предпочтительны в экологически требовательных приложениях. Однако теплопроводность обычной керамики низкая (20-30 Вт/мК для глинозема).Керамика из нитрида алюминия (AlN) обладает исключительной теплопроводностью, но стоит дорого. По сравнению с керамическими подложками, MCPCB, разработанные для обеспечения высокой теплопроводности через плату, имеют преимущества более низкой стоимости и лучшей механической прочности. Наиболее распространенная конструкция MCPCB состоит из базовой пластины из алюминия или меди, диэлектрического слоя и верхнего медного слоя. Термическое сопротивление MCPCB зависит от химического состава органического диэлектрического слоя, расположенного между двумя металлическими слоями.

Эффективность светодиодов

Световая отдача COB-светодиодов по своей природе ниже, чем у светодиодов средней мощности, которые имеют полости с высокой отражающей способностью для облегчения эффективного отвода света. Внутренняя квантовая эффективность (IQE) светодиодов InGaN во многом зависит от материала пластины. Большое несоответствие (13%) структуры кристаллической решетки сапфира и InGaN создает высокую плотность прорастающих дислокаций. Рекомбинация электронных носителей (электронов и дырок), происходящая на таких узлах, носит преимущественно безызлучательный характер.Подложки SiC имеют существенно низкое рассогласование с GaN (3,4%). Таким образом, вероятность генерации фотонов в светодиодах GaN-на-SiC выше, чем в светодиодах GaN-на-сапфире. Тем не менее, выращивание GaN или InGaN на посторонних подложках неизбежно приводит к эпитаксиальным дефектам и дислокациям, которые нарушают IQE. Светодиоды, изготовленные на гомоэпитаксиально выращенных подложках GaN, представляют собой превосходный подход к повышению внутренней квантовой эффективности. Светодиоды GaN-on-GaN не имеют несоответствия решетки и несоответствия КТР между подложкой и слоем GaN n-типа и, следовательно, не вызывают безызлучательных рекомбинаций из-за пронизывающих дислокаций.

Потеря эффективности светодиодов на уровне упаковки происходит на слое люминофора. Широкие ширины линий излучения красной и зеленой полос люминофора приводят к тому, что преобразование части более коротких длин волн в более длинные происходит с низкой спектральной эффективностью. Обычно около 15–25% синего света, поглощаемого широкополосным люминофором, преобразуется в стоксово тепло. Решение состоит в том, чтобы сформулировать люминофоры с узкой FWHM (половина максимальной ширины) для красной и зеленой полос или использовать квантовые точки (КТ) в качестве узкополосных преобразователей с понижением частоты.Рассеяние света и полное внутреннее отражение (ПВО) являются двумя другими основными причинами неэффективности упаковки в подходе «порошок в полимере». Поддержание близкого соответствия показателей преломления между полимерной матрицей и частицами люминофора уменьшит рассеяние и потери света, связанные с ПВО. На герметик может быть нанесено просветляющее покрытие (ARC) для дальнейшего уменьшения полного внутреннего отражения. Концепция удаленного люминофора разработана для значительного повышения эффективности упаковки, обеспечивая при этом спектрально оптимизированный выходной сигнал однородного LES без пикселизации.

Люмен Поддержание

Удаление промежуточной подложки в корпусах COB позволяет передавать тепло, выделяемое на спае светодиода, к радиатору по кратчайшему пути. Отсутствие выводных рамок и пластиковых корпусов означает, что COB-светодиоды не должны бороться с факторами уменьшения светового потока, такими как обесцвечивание и пожелтение. Сбои поддержания светового потока в светодиодах COB обычно происходят из-за неэффективного или неадекватного управления температурой на уровне системы. COB-светодиоды с высокой плотностью кристаллов выделяют значительное количество тепла, которое, если ему позволить накапливаться, ускорит процесс деградации люминофора и приведет к необратимому снижению светоотдачи.Эта деградация может усугубляться присутствием влаги и загрязняющих веществ, поскольку газо-/влагопроницаемость силиконовых полимеров увеличивается при более высокой температуре. Захваченная влага и летучие органические соединения (ЛОС) в капсуле значительно снижают эффективность преобразования композитов силикон/ИАГ-люминофор.

Стабильность цвета

Как и в случае коэффициентов уменьшения светового потока, сбои в поддержании цвета COB-светодиодов в первую очередь вызваны высоким тепловым напряжением и диффузией или реакцией влаги и загрязняющих веществ на слое люминофора.Характер изменения цвета COB-светодиодов обычно находится между синим и зеленым направлениями. Падение квантовой эффективности люминофора из-за термического разложения или химической реакции вызовет сдвиг цветности в синем направлении. Перегрузка светодиодов приведет к тому, что люминофор будет работать выше уровня потока насыщения, и сдвиг цветности может сместиться в сторону синего. Присутствие влаги может привести к уменьшению длины волны пика в красных люминофорах, что на начальной стадии вызывает синее смещение.Синий сдвиг также будет иметь место при осаждении и осаждении люминофора в результате неправильного смешивания и диспергирования связующего и люминофора. Фотоокисление люминофорной матрицы внесет сдвиг в зеленую сторону. Кроме того, ухудшение отражающего белого покрытия на MCPCB может способствовать спектральному сдвигу излучения светодиодов и снижению эффективности.

Консистенция цвета

COB-светодиоды

группируются в соответствии с цветовыми координатами (цветностью), световым потоком и прямым напряжением, чтобы свести к минимуму различия в цвете и мощности, которые могут быть видны от прибора к прибору.По сравнению с дискретными светодиодами средней мощности объединение потоков светодиодов COB более важно, поскольку системы освещения COB часто включают модули с одним светодиодом. Как всегда, строгий контроль координат цветности является критически важной деталью в архитектурном освещении. Чтобы противостоять изменчивости цветности, присущей производственному процессу, светодиоды COB сортируются по ячейкам на основе эллипсов MacAdam стандартного отклонения цвета (SDCM) или параллелограммов Американского национального института стандартов (ANSI).

Эллипс МакАдама представляет собой эллиптическую зону, установленную вокруг координаты цветности в цветовом пространстве CIE 1931 (x,y). Чем меньше эллипс, тем меньше цветовая вариация. Система цветового бинирования ANSI использует параллелограммы для количественной оценки воспринимаемой разницы между светодиодами. Параллелограммы, используемые ANSI для определения цветовых ячеек в стандарте C78.377-2008, заключают в себе 7-шаговый эллипс МакАдама и центрируются на линии черного тела. По сей день многие профессионалы в области освещения используют «эллипсы МакАдама» для определения уровня однородности цвета.В архитектурном освещении высокого класса обычно используются светодиоды COB с 2- или 3-ступенчатым допуском цвета эллипса МакАдама. Отклонения цветности на трехступенчатом эллипсе МакАдама считаются едва заметными. В общем освещении достаточно 5-ступенчатого эллипса, а 7-ступенчатый эллипс допустим для приложений начального уровня.

Воспроизведение цвета

COB-светодиоды

являются популярным типом источника света для архитектурных светильников и прожекторов, несмотря на то, что для этих больших источников света LES требуется очень большая оптическая сборка (например, линза TIR и комбинированный отражатель) для достижения направленного светового потока. и регулируемый угол луча.В дизайне освещения для торговых и гостиничных помещений, музеев и галерей высокая точность цветопередачи является обязательной функцией. В настоящее время качество цвета измеряется показателем, называемым индексом цветопередачи (CRI). Однако значение CRI Ra не учитывает способность источника света точно воспроизводить насыщенные цвета. Таким образом, R9, индекс насыщенного красного цвета, иногда указывается отдельно в качестве дополнения к общему индексу CRI. Минимальный Ra 90 и R9 60, как правило, требуется, чтобы раскрыть истинный характер и качество товаров, создать визуально привлекательную среду или подчеркнуть текстуру, цвет и форму экспонатов в вышеупомянутых средах.

Для того чтобы люминофорный светодиод точно отображал цвета, излучение люминофора должно охватывать как можно более широкий диапазон длин волн. Однако в современных системах преобразования люминофора существует внутренний компромисс между индексом цветопередачи светодиода и его световой отдачей. Это связано с тем, что преобразование длины волны в широких полосах красного и зеленого люминофора на полувысоте вызывает значительные потери стоксовой энергии. Для преодоления этого ограничения исследуются две стратегии: использование узкополосного красного люминофора и преобразование синего света с понижением частоты с помощью квантовых точек.Использование квантовых точек для создания спектрально узких основных цветов стало предпочтительным выбором.

Соединители COB

Светодиоды COB

можно либо установить непосредственно на радиатор, а отдельные провода используются для подачи питания на светодиод, либо присоединить радиатор через разъем COB (держатель), который обеспечивает беспаечное электрическое соединение со светодиодом и вставное соединение проводов. В конструкциях с прямым креплением материал теплового интерфейса (TIM) должен быть нанесен между подложкой COB и радиатором.TIM обеспечивает минимальное тепловое сопротивление между светодиодом и радиатором за счет полного заполнения межфазных воздушных зазоров и пустот. Использование разъема COB упрощает сборку и может облегчить выравнивание вторичной оптики с LES. Консорциум Zhaga стандартизировал семейство форм-факторов COB, чтобы обеспечить взаимозаменяемость модулей COB и держателей COB, изготовленных разными производителями.

Рекомендуемые товары

Вот обзор некоторых заслуживающих внимания продуктов для ознакомления.(Отказ от ответственности: мы не связаны с каким-либо бенефициаром внешних ссылок на продукты в этом списке.) Это постоянно обновляемый список. Мы приветствуем предложения продуктов от тех, кто гордится тем, что создает убедительную ценность своих продуктов. (Владельцы продуктов, перечисленных здесь, имеют право использовать наш значок для рекламы своих достижений. Пожалуйста, включите ссылку на эту страницу для проверки списка.)

Шикато XOB

XOB (Xicato On Board) объединяет всемирно известное качество, производительность и гарантию Xicato в стандартные для отрасли форм-факторы, которые открывают богатую и разнообразную экосистему для высококачественных приложений направленного освещения.Воспользуйтесь преимуществами красивых цветовых точек Xicato, легендарной цветопередачи, превосходного качества луча, превосходного сохранения цвета и надежной работы. В светодиодах XOB COB используется запатентованная Xicato технология исправленного холодного люминофора, которая устраняет проблемы с изменением цвета. Xicato гарантирует, что каждый светодиод будет находиться в пределах эллипса МакАдама размером 1 x 2 вокруг цветовой точки на геометрическом местоположении черного тела. Лучшие в отрасли цветовые характеристики делают светодиоды XOB предпочтительным выбором для музеев, розничных магазинов, гостиничных помещений и помещений, где самое главное — свет высочайшего качества.Эффективная тепловая конструкция гарантирует, что люминофорное покрытие остается холодным на протяжении всего срока службы изделия.

Сораа COB

В светодиодных источниках света COB компании Soraa используются передовые достижения науки о цвете для достижения естественной насыщенности и точной передачи определенных цветов. Технология полного спектра Soraa сочетает в себе фиолетовый насос и три люминофора, которые преодолевают перерегулирование синего, обычно связанное с плохим качеством цвета в светодиодах конкурентов, что позволяет отображать бесконечные оттенки белого и создавать более яркие цвета.Уникальная эпитаксиальная конструкция светодиода GaN-on-GaN создает идеальную кристаллическую структуру, которая позволяет извлекать больше света из перехода и гораздо более высокую плотность тока, проходящую через светодиод, тем самым создавая очень яркий свет, сохраняя при этом исключительную энергоэффективность с минимальным спадом. .

Кри СМТ

Светодиодные массивы

Cree CMT обеспечивают лучшую в отрасли плотность светового потока и эффективность для светодиодов на металлической основе (COB) в совместимых с промышленностью габаритах и ​​размерах LES.В этом семействе COB используется инновационная технология металлической подложки, а также запатентованная компанией технология пластин SiC, обеспечивающая более высокую надежность и производительность по сравнению с конкурирующими продуктами. Светодиодные матрицы CMT включают 10 светодиодов трех размеров (9,8 мм, 14,5 мм и 22 мм) LES со стандартными вариантами цвета 70, 80 и 90 CRI. Цвета премиум-класса, включая высокую точность (CRI 98) и специальные цветовые точки, обеспечивают качество цвета без ущерба для эффективности, плотности светового потока, однородности цвета и надежности.

Lumileds LUXEON CoB Core

Серия Lumileds LUXEON CoB Core обеспечивает высокую мощность свечения центрального луча (CBCP) в размерах LES 6, 9 и 11 мм. Продукты Spectrum Engineered с сфокусированными цветовыми точками обеспечивают фантастическое цветовое восприятие для определенных товаров и приложений, таких как освещение для модных розничных магазинов, продуктовых магазинов, ресторанов и гостиничного освещения. Тепловое сопротивление до 4 раз ниже, чем у конкурентов, что позволяет использовать меньшие теплоотводы и более высокие световые потоки. Испытано и упаковано при температуре перехода 85°C.

Гражданин COB (Версия 6)

Серия Citizen COB (версия 6) представляет собой широкий ассортимент COB на металлической основе, доступных в различных вариантах LES, CRI, CCT, эффективности и управляющего тока. Термическое сопротивление всего 0,13 °C/Вт обеспечивает высокоэффективную передачу отработанного тепла от соединения к радиатору, что обеспечивает превосходное сохранение светового потока и стабильность цвета даже в условиях сильного светового потока. Точное объединение цветов обеспечивает однородность от прибора к прибору. Версия 97 CRI (90 R9) доступна для приложений, критичных к цвету.

OSRAM SOLERIQ S

Светодиодные матрицы OSRAM SOLERIQ серии S сочетают в себе значительные улучшения в эффективности, качестве цвета и плотности потока, что позволяет создавать светильники малого форм-фактора с высокой мощностью и превосходным качеством света. Версии с высоким индексом цветопередачи обеспечивают спектрально оптимизированный свет, обеспечивающий превосходную передачу всех цветов, включая белый. Биннинг TEN° гарантирует, что максимальная цветовая разница не превышает 3 единиц в цветовом пространстве CIE 2015 10° u’v’. Светодиоды SOLERIQ S COB соответствуют спецификации Zhaga COB и предназначены для установки с целым рядом готовых разъемов и линз без пайки.

Нихия Оптисолис

Упаковки Nichia Optisolis COB представляют собой источник естественного света со спектром, наиболее близким к солнечному свету в отрасли. Optisolis лучше всего подходит для освещения музеев, художественных галерей и торговых витрин, где требуется превосходная цветопередача, точное управление лучом и высокая светоотдача. Эти керамические корпуса с низким термическим сопротивлением способны работать при температуре перехода до 140 °C с умеренным падением эффективности.

Samsung серии D

COB-светодиоды

Samsung серии D разработаны для обеспечения наиболее желаемых цветовых тонов и световой эффективности для приложений направленного освещения, таких как лампы с многогранным отражателем (MR), лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR), прожекторы и потолочные светильники. Эти светодиоды с несколькими квантовыми ямами (MQW) на основе InGaN/AlGaN/GaN отличаются высокой плотностью светового потока, что обеспечивает прожекторное освещение с высоким CBCP с четкими световыми лучами и превосходной однородностью цвета. Низкое тепловое сопротивление способствует эффективному управлению температурой.

Что такое светодиоды «COB» и почему они важны?

Что такое светодиоды Chip-on-Board («COB»)?

Чип-на-плате или «COB» относится к монтажу голого светодиодного чипа в непосредственном контакте с подложкой (например, карбидом кремния или сапфиром) для создания светодиодных матриц. COB-светодиоды имеют ряд преимуществ по сравнению с более старыми светодиодными технологиями, такими как светодиоды для поверхностного монтажа («SMD») или светодиоды с двойным встроенным корпусом («DIP»). В частности, технология COB обеспечивает гораздо более высокую плотность упаковки светодиодной матрицы, или то, что инженеры по свету называют улучшенной «плотностью светового потока».Например, использование светодиодной технологии COB на квадратной матрице 10 мм x 10 мм дает в 38 раз больше светодиодов по сравнению с технологией DIP-светодиодов и в 8,5 раз больше светодиодов по сравнению с технологией SMD-светодиодов (см. диаграмму ниже). Это приводит к более высокой интенсивности и большей однородности света. В качестве альтернативы, использование светодиодной технологии COB может значительно уменьшить занимаемую площадь и энергопотребление светодиодной матрицы, сохраняя при этом постоянный световой поток. Например, светодиодная матрица COB мощностью 500 люмен может быть во много раз меньше и потреблять значительно меньше энергии, чем светодиодная матрица SMD или DIP мощностью 500 люмен.

 

 

Другое большое преимущество использования технологии COB LED заключается в том, что COB-устройства имеют только 1 цепь и 2 контакта на весь чип независимо от количества диодов. Эта конструкция с одной схемой, независимо от количества диодов на кристалле, приводит к простоте всего остального светодиодного устройства.

 

К преимуществам массивов светодиодов Chip-on-Board относятся:

  • Компактность благодаря малому размеру чипа
  • Высокая интенсивность, особенно на близких расстояниях
  • Высокая однородность, даже на близких рабочих расстояниях 9006
  • Простота конструкции, поскольку требуется только 1 цепь и 2 контакта
  • Превосходные тепловые характеристики для увеличения срока службы, стабильности и надежности

 

Почему COB-светодиоды так важны при питании от батареи?

При проектировании системы освещения с батарейным питанием всегда существовал компромисс между количеством светового потока высокого качества (т.е. яркость) и продолжительность работы от батареи. Исторически сложилось так, что чем выше желаемая яркость, тем короче время работы (при условии, что вы используете батарею того же размера). Однако с недавним развитием технологии светодиодов COB этот компромисс стал гораздо менее проблемой. Впервые COB-светодиоды с очень малой мощностью могут излучать чрезвычайно качественный сверхяркий свет. В результате относительно небольшой и легкий литий-ионный аккумулятор может питать систему освещения на основе светодиодов COB в течение очень длительного периода времени.Фактически, наш светодиодный светильник COB мощностью 6 Вт для торговых выставок будет работать 14-15 часов с использованием нашего очень маленького и легкого (1,25 фунта) перезаряжаемого мобильного центра питания. Всего несколько лет назад высокое качество светового потока в течение длительного периода времени при использовании относительно небольшой батареи было просто невозможно! Вот почему светодиодные лампы на основе COB были единственным реальным выбором, который у нас был при разработке наших сверхярких и сверхэффективных световых систем. Таким образом, Silicon Lightworks использует исключительно светодиодную технологию COB во всей своей линейке освещения для выставок.

 

Подводя итог, можно сказать, что светодиоды на плате — это новейшая и самая передовая технология на современном рынке. Проще говоря, COB-светодиоды ярче, потребляют меньше энергии и излучают луч света более высокого качества по сравнению со старыми светодиодными технологиями, используемыми сегодня в большинстве других осветительных приборов для выставок. В следующий раз, когда вы окажетесь на рынке выставочного освещения, настаивайте на технологии COB LED!

Светодиодная плата | Металлическая основа печатной платы | Светодиодная плата

2. Светодиодная лента

Светодиодные ленты обычно делятся на две части. Типы: светодиодные гибкие ленты (гибкие светодиодные печатные платы или светодиодные гибкая печатная плата) и жесткие светодиодные ленты (жесткие светодиодные печатная плата).

A. Гибкая светодиодная лента использует FPC в качестве сборка печатной платы и использует патч Светодиод собрать, чтобы изделие было толщиной с монета, что экономит место. Его общие характеристики имеют длину 30 см (18 светодиодов, 24 светодиода) и 50 см (15 светодиод, 24 светодиода, 30 светодиодов). Есть также 60см, 80см, и т.п.и разным пользователям нужны разные технические характеристики.

Его можно обрезать или удлинить, не затрагивая его. Материал FPC мягкий, его можно сгибать, складывать или наматывать по желанию. Он может свободно двигаться и растягиваться в 3d пространство без разрыва. Таким образом, он подходит для используется в неправильных и узких положениях, и подходит для рекламного оформления в любом сочетание всевозможных узоров.

B. Жесткая светодиодная лента изготовлена ​​из жесткой печатной платы. Светодиодная жесткая печатная плата может быть собрана патчем или напрямую вставляется со светодиодом, в зависимости от потребностей разные компоненты. Преимущество жесткого света полоса заключается в том, что ее легко исправить, удобно обработать и установить. Есть 18 светодиодов, 24 светодиода, 30 Светодиод, 36 светодиодов, 40 светодиодов и многие другие патч-сборки технические характеристики.Для сборки с непосредственно вставленным Светодиод, есть 18, 24, 36, 48 и другие различные спецификации. В дополнение к установка светодиода спереди, светодиодный жесткий свет полоса также может быть установлена ​​сбоку (боковой свет также известен как световые полосы Великой стены).

3. Печатная плата светодиодного дисплея

Светодиодный дисплей представляет собой плоский дисплей.Он состоит многих небольших панелей светодиодных модулей и используется для отображать текст, изображения, видео, видеосигнал и другие информационные устройства. С самого раннего P31.25 наружный экран к текущему внутреннему экрану P1.58, печатная плата светодиодного дисплея, используемая в нем, больше и более сложный, а дизайн платы светодиодной печатной платы и производство становится все более и более превосходным.Например, расчетный размер контактной площадки печатной платы светодиодного дисплея P1.58 плата, которая является платой HDI второго порядка, имеет только 0,15 мм.

US Tech Online -> Рекомендации по проектированию печатных плат для мощных светодиодов (часть 1)

Переход от традиционных форм освещения к светодиодам не обошелся без проблем. Тем не менее, высокая светоотдача по сравнению с входной мощностью и длительный срок службы делают светодиоды привлекательными для многих приложений, таких как автомобильные системы.Инженеры быстро поняли, что основной проблемой при использовании светодиодов является термоэлектрическая проблема. Низкое прямое падение напряжения перехода светодиодного диода (обычно 0,7 В для одного перехода) означает, что дополнительные элементы схемы должны обеспечивать снижение напряжения по сравнению с обычно более высоким системным напряжением.

В зависимости от выбранного светодиода диапазон прямого падения напряжения составляет от 0,7 до 4,5 В постоянного тока. Ток на устройство составляет от 10 до 300 мА (кратковременные пики могут быть выше). Однако максимальный ток в устройстве следует строгой температурной кривой.При повышении температуры максимальный прямой ток уменьшается. Сочетание температуры окружающей среды, мощности, рассеиваемой в корпусе светодиода, и мощности, рассеиваемой в элементах схемы светодиода, определяет тип термоэлектрической системы, которую необходимо использовать.

Традиционный процесс проектирования электронного продукта включает проектирование схемы, схематическое изображение схемы, создание спецификации материалов (BOM) и компоновку печатной платы (PCB). Для конструкций, требующих контролируемого импеданса, необходимо учитывать особые материалы, при этом плотность цепей влияет на такие соображения компоновки, как использование многослойных схем и глухих, скрытых и/или заполненных сквозных отверстий.

В процесс проектирования схемы светодиодов входит больше шагов, включая проектирование схемы, создание схемы, выбор оптической длины волны (обычно выражаемой в °K), определение интенсивности (в люменах), выбор светодиодного устройства для схемы и количества необходимы, определение прямого падения напряжения устройства и рабочего тока, необходимого для целевой длины волны, определение напряжения системы (например, 12 В постоянного тока для автомобильного применения), расчет мощности, потребляемой каждым светодиодом, расчет мощности в соответствующей цепи элементы (например, резисторы) последовательно с каждым светодиодом, и найти сумму потребляемой мощности для всех элементов схемы (в Вт).Кроме того, процесс проектирования схемы светодиодов требует определения площади поверхности, необходимой для различных резисторов и светодиодов (в см 2 ), расчета мощности на единицу площади (Вт/см 2 ) путем деления общей мощности (в Вт) потребляемой площадью поверхности светодиодной схемы, разработка системы управления температурным режимом для передачи количества тепла, выделяемого схемой (в Вт/см 2 ), на радиатор, корпус или другой тепловой механизм, выбор опоры для печатной платы структуру (ламинат), создание спецификации и макет для светодиодной печатной платы.

Схема контроллера для светодиодных систем может быть такой же разнообразной, как и области применения. Но эти проблемы проектирования хорошо задокументированы и доступны. Более сложной проблемой может быть создание спецификации, что представляет собой нечто большее, чем просто перевод списка деталей из схемы в список номеров деталей реальных производителей. Выбор подходящего светодиода начинается с определения необходимой длины волны, а затем определения интенсивности (в люменах), необходимой для применения. Часто для обеспечения желаемой интенсивности требуется несколько светодиодов.

Обычно на этом завершается этап проектирования электроники и начинается разводка печатной платы. Однако при проектировании схемы светодиодов с более высокой мощностью разработчик также должен учитывать управление температурным режимом. Традиционная печатная плата из эпоксидного стекла толщиной 0,062 дюйма. (1,54 мм) не будет работать в большинстве светодиодных приложений из-за плохой теплопроводности. Слоистый материал для светодиодной печатной платы должен быть способен отводить тепло от светодиодов, при этом теплопроводность измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт/м·К).Эта информация обычно предоставляется в листе данных многослойной схемы.

Тепловое сопротивление, которое обратно пропорционально (1/X) теплопроводности, может быть рассчитано по площади и длине цепи. Материал схемы с надлежащей теплопроводностью должен быть способен передавать тепло, выделяемое светодиодами и связанными с ними компонентами, через армирующий материал. Это можно определить, выбрав максимальную температуру для схемы светодиодов и вычтя максимальную температуру окружающей среды в рабочей среде.Это падение температуры должно быть достигнуто на материале печатной платы светодиода.

Тепловое сопротивление материалов для печатных плат зависит от толщины. Дизайнер может выбирать между толстым материалом с низким тепловым сопротивлением и более тонким и легким материалом с более высоким тепловым сопротивлением. Типичным решением является использование теплопроводящего материала подложки, ламинированного на печатной плате, такого как алюминий или медь, для рассеивания тепла, что может быть проблемой для печатных плат с более мощными светодиодами. Большинство маломощных конструкций (плотность мощности менее 2 Вт/дюйм. 2 ) можно использовать эпоксидно-стеклянные ламинаты.

Односторонние печатные платы для мощных светодиодов обычно изготавливаются из материалов с самой высокой теплопроводностью. Но в односторонней конструкции может быть сложно разместить все схемы межсоединений (компоненты и дорожки) на печатной плате.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*