Wat is LED-PCB? - KINGSUNPCBA

LED-printplaten hebben verschillende huishoudelijke en industriële toepassingen. Ze zijn immens populair vanwege hun gevarieerde bereik, prestaties en levensverwachting. Volgens een rapport gepubliceerd door Global News Wire wordt tegen 2031 een waardering van 179,81 miljard dollar verwacht voor de mondiale markt voor verlichtingsproducten.

Waar zijn LED-printplaten van gemaakt?

LED-printplaten zijn diëlektrische aluminiumplaten die zijn ontworpen om verschillende elektronische componenten elektrisch en mechanisch te verbinden. Over het algemeen bestaat het materiaal van de LED-printplaat uit geanodiseerd aluminium. Op basis van hun vorm zijn printplaten voor LED's onderverdeeld in:

Ronde
Lineair
Kleine maat
Rechthoekig

Afhankelijk van het aantal lagen met een elektrisch geleidend patroon komen printplaten voor in:

Eenzijdig
Dubbelzijdig
Meerlaags

Volgens de eigenschappen van het basismateriaal:

Stijf (thermisch geleidend)
Flexibel

LED-printplaten zijn nodig voor meerdere LED-toepassingen. Ze kunnen bijvoorbeeld de LED's beschermen en warmte van de lampen afvoeren om hun prestaties en efficiëntie te verbeteren.

Voordelen van LED-printplaten

Waar LED-technologie een cruciale rol speelt bij het terugdringen van het energieverbruik, kan de rol van LED-printplaten niet worden ondermijnd. Het biedt verschillende andere voordelen die LED-PCB's een voorsprong geven op andere printplaten.

1. Energiezuinig:

Vergeleken met gloeilampen en fluorescentielampen verbruiken LED's aanzienlijk minder energie, wat ook de totale onderhoudskosten verlaagt.

2. Compact ontwerp:

Display-LED's, wearables en autoverlichting zijn de belangrijkste industrieën waar kleinere afmetingen belangrijk zijn. LED-printplaten bieden niet alleen compactheid, maar ook een flexibel ontwerp dat kan voldoen aan de moderne elektronica-eisen.

3. Verlengde levensduur:

Omdat LED-printplaten veel efficiënter zijn dan traditionele lampen, verlagen ze de onderhouds- en vervangingskosten. Uiteindelijk resulteert dit in lagere exploitatiekosten.

4. Uitstekende warmteafvoer:

LED-PCB's hebben uitstekende warmteafvoereigenschappen. Deze functie voorkomt oververhitting en zorgt voor optimale prestaties en levensduur van LED's.
Maakt eenvoudige integratie met slimme technologie mogelijk:
Geïntegreerde LED-PCB's maken een aantal unieke functies mogelijk, zoals dimmen, kleurregeling en tijdaanpassing, waardoor verlichting persoonlijker wordt voor zowel huishoudelijke als commerciële doeleinden.

Gemeenschappelijke materialen en componenten van LED-PCB's

Materiaal	Specificatie	Doel
Substraat	FR-4 (vlamvertragend 4)	Bestand tegen hoge temperaturen
Koperfolie	Dikte: 18-35 μm	Vormt circuitsporen
Soldeer masker	Groen, ENIG (stroomloos nikkel-immersiegoud)	Beschermt kopersporen tegen oxidatie,
Zeefdruk	Wit	Biedt componentlabels en markeringen
LED's	Specifiek type en maat afhankelijk van de toepassing	Geeft licht in de gewenste kleur
Weerstanden	Specifieke waarden afhankelijk van het circuitontwerp	Beperkt de stroom om LED's te beschermen
Condensatoren	Specifieke waarden afhankelijk van het circuitontwerp	Filtert ruis weg
Dioden	Specifiek type afhankelijk van het ontwerp van de printplaten	Beschermt LED's tegen tegenstroom
Transistoren	Specifiek type afhankelijk van circuitontwerp	Regelt de stroom voor het dimmen
Microcontrollers	Optioneel, afhankelijk van de toepassing	Biedt intelligente besturing voor complexe verlichtingssystemen
Koellichamen	Aluminium of ander warmtegeleidend materiaal	Verdrijft warmte
Connectoren	Headers, schroefklemmen, enz.	Maakt aansluiting op een stroombron mogelijk

Over het algemeen bestaat een standaard LED-lichtprintplaat uit enkele belangrijke onderdelen. Op dezelfde manier is elk onderdeel nodig om het bord goed te laten functioneren. De belangrijkste componenten van LED-printplaten zijn echter:

1. PCB-substraat

LED-printplaten hebben een set substraten of kernmaterialen nodig. Het willekeurig selecteren van een substraat is geen intelligente zet, omdat dit zowel de mechanische als de thermische eigenschappen van de printplaat beïnvloedt. Laten we nu eens kijken naar enkele veel voorkomende LED-printplaatmaterialen. Ze hebben allemaal veel verschillende soorten toepassingen in de LED-sector.

2. FR4

FR4-PCB's zijn het populairste substraat voor printplaten. Het is opgebouwd uit glasvezel. Bovendien is FR4 kosteneffectiever dan veel van de andere substraten.

Wat de vereisten voor LED-PCB's betreft, is FR4 echter geen goed materiaal voor printplaten, omdat het een slechte thermische geleidbaarheid heeft. Daarom bemoeilijkt dit de warmteafvoer en verhoogt het risico op problemen zoals hitteschade aan de printplaat en componenten.

3. CEM-1

CEM-1 lijkt veel op FR4. Bovendien is voor veel LED-circuits een enkellaagse printplaat noodzakelijk. CEM-1 presteert goed als materiaal en biedt een evenwicht tussen PCB-kosten en thermische geleidbaarheid.

4. CEM-3

CEM-3 is een uitstekend alternatief voor FR-4 en behoort tot dezelfde familie als CEM-1. Bovendien heeft CEM-3 een betere mechanische sterkte dan FR-4, waardoor het gemakkelijker is om met fysieke belastingen om te gaan en het circuit uitstekende ondersteuning biedt.

5. Aluminium PCB-materiaal

Aluminium is een van de meest gebruikte metaalgebaseerde substraten. Op dezelfde manier hebben koper en aluminium vergelijkbare thermische geleidbaarheidswaarden.

Aluminium is ook bestand tegen sterke stromingen en mechanische en thermische spanningen. Aluminium is het meest populaire materiaal voor LED-PCB's vanwege de superieure warmteafvoer en belastbaarheid.

6. Kopersporen

Koper wordt vaak gebruikt om sporen te creëren op LED-printplaten. Het belangrijkste voordeel van koper is de uitstekende geleidbaarheid.

Dit bewijst dat het gemakkelijk signalen kan verzenden en de stroom tijdens het proces kan behouden. De geleidende paden van het circuit zorgen ervoor dat er stroom kan stromen tussen de LED's en alle andere onderdelen.

7. Soldeerkussens

De soldeervlakken van een printplaat verwerken de pinnen van essentiële onderdelen, zoals chips en transistors. Soldeerpads zijn kleine koperen pads die worden gebruikt als mechanische ondersteuning om componenten op het bord te kunnen solderen. Bovendien fungeren ze als een barrière voor bescherming. Bovendien beschermen ze de kopersporen tegen factoren van buitenaf en stoppen ze kortsluiting door ze af te schermen.

8. Weerstanden

Weerstanden worden vaak gebruikt in circuits om de stroom te regelen die naar andere delen van het elektrische systeem vloeit. Op dezelfde manier is een weerstand een apparaat dat de stroom weerstand biedt. Wanneer een weerstand een circuit vormt, neemt de totale hoeveelheid stroom die er doorheen vloeit af.

9. Condensatoren

Condensatoren zijn vitale onderdelen van elektronische systemen. Op dezelfde manier is de belangrijkste functie van condensatoren het vasthouden van elektrostatische energie in een elektrisch veld en het vrijgeven ervan aan het circuit wanneer dat nodig is. Bovendien zorgen ze ervoor dat AC kan stromen, maar voorkomen ze dat DC stroomt om een gevaarlijke circuitstoring te voorkomen.

Soorten LED-printplaten

LED-printplaten zijn verkrijgbaar in verschillende typen. Er zijn meerdere soorten LED-printplaten beschikbaar, afhankelijk van het materiaal, het gebruik en de productievereisten. We hebben enkele prominente soorten LED-printplaten genoemd:

Enkellaags versus. Meerlaagse PCB's

Enkellaagse PCB's zijn het meest voorkomende type bord, waarbij de componenten aan één zijde zijn geplaatst. Op dezelfde manier hebben veel platen ook een substraatlaag. Dit bord heeft echter slechts één geleidende koperlaag.

Enkellaags PCB's zijn goedkoop en hebben een eenvoudig ontwerp. Hierdoor hebben ze geen ingewikkelde technische processen nodig om te maken.

Dit komt omdat het een eenvoudig ontwerp biedt dat het productieproces zeer eenvoudig maakt.

Meerlaagse platen kunnen, afhankelijk van de vereisten, meer dan drie lagen hebben en aan beide zijden zijn componenten geïnstalleerd.

De lagen komen over elkaar heen. Op dezelfde manier bestaat dit type plaat uit een prepreg-laag, een met koper beklede laag en een kernlaag.

Meerlaagse printplaten hebben complexe ontwerpen en fabrikanten van LED-printplaten vervaardigen deze platen volgens de eisen van de klant. Natuurlijk zijn meerlaagse platen sterker dan enkellaagse platen. Bovendien zijn ze robuust tegen hoge temperaturen en zware omgevingen zoals fabrieken.

Flexibele LED-printplaat

De naam zegt alles. Het is gemaakt van kneedbare materialen en kan op veel manieren buigen. Bovendien heeft het lagen in enkel-, dubbel- en meerlaagse typen. Op dezelfde manier zijn de kosten voor het printen van een circuit op flexibel materiaal iets hoger.

Een flexibele LED-printplaat heeft grotere voordelen dan een stijve LED-printplaat.

Stijve LED-printplaat

Stijve printplaten zijn heel anders dan flexibele. Het is gemaakt van stevig materiaal. Het is te vinden op de computer. Bovendien wordt het geleverd met meerdere lagen.

PCB's op aluminiumbasis

Aluminium LED-lichtprintplaat is een speciaal soort met koper bekleed laminaat met uitstekende elektrische isolatie en warmteafvoerefficiëntie. Het is de meest populaire PCB met metalen kern geworden vanwege de vele voordelen.

PCB's met metalen kern (MCPC)

MCPCB's LED-printplaten gebruik een metalen kern zoals koper, aluminium of roestvrij staal. Deze metalen kern is een koellichaam, dat de door PCB-componenten gegenereerde warmte effectief overdraagt en verspreidt.

Ontwerpoverwegingen voor LED-PCB's

Verschillende factoren spelen een cruciale rol tijdens het ontwerpproces van LED-licht-PCB's. Deze omvatten:

Warmteafvoer:Om LED-oververhitting te voorkomen, wat kan resulteren in verminderde helderheid, kleurverschuiving en zelfs LED-uitval, produceren LED's warmte tijdens bedrijf. Om ervoor te zorgen dat LED's bij optimale temperaturen functioneren, zijn goede strategieën voor warmteafvoer en thermisch beheer van cruciaal belang.
Huidige verordening: Om consistente prestaties en een langere levensduur van de LED te garanderen, moeten drivers de stroom goed regelen om de LED-kern niet te beschadigen. Het overschrijden van de aanbevolen stroomsterkte van de LED zal tot schade leiden, dus nauwkeurige stroomregeling is essentieel.
Lay-outoptimalisatie:Bij het ontwerpen van LED-licht-PCB's moet u LED's, componenten en sporen strategisch plaatsen om hun efficiëntie en functionaliteit te maximaliseren:

Minimaliseer vermogensverliezen
Zorg voor een goede warmteafvoer
Optimaliseer de signaalintegriteit
Vergroot het ruimtegebruik
Het assemblageproces van LED-PCB's is eenvoudig

Zorgvuldige lay-outoptimalisatie kan de prestaties van uw LED-lichtprintplaat aanzienlijk verbeteren.

EMC-naleving:Het is belangrijk bij het ontwerp van LED-printplaten om afschermings-, filter- en aardingstechnieken te implementeren om te voldoen aan de EMC-voorschriften en interferentie te voorkomen.
Softwareoverwegingen:Een PCB-ontwerp moet toegang omvatten tot software-interfaces en communicatieprotocollen voor LED-toepassingen die functies omvatten zoals:

Dimmen
Kleur verandering
En maatwerk.

Tips om op te merken bij het ontwerpen van LED-printplaten

Geef de polariteit weer:

Geef de richting van de LED weer met zijdedruk, zodat u niet in de war raakt bij het solderen van onderdelen. Teken het circuitsymbool voor de LED of markeer de kathode.

Overweeg plaatsing

Zoals hierboven vermeld, zijn LED's gevoelig voor warmte, dus plaats ze uit de buurt van componenten die warmte genereren. Zorg er ook voor dat u geen hoge onderdelen in de buurt plaatst, omdat het zicht dan slecht is.

Montagehoogte

LED's met kabels kunnen iets boven het bord worden gesoldeerd. Als je hem van het bord wilt tillen, wordt vaak een speciale afstandhouder gebruikt, dus houd hier rekening mee bij het ontwerpen.

Denk aan de kleur van de resist

Bij gebruik van LED's voor bijvoorbeeld verlichting kan een witte resist worden gebruikt, rekening houdend met de efficiëntie van reflectie vanaf het substraat. Wil je daarentegen reflectie minimaliseren, dan kun je ook voor zwart kiezen.

Warmteafvoer

Zoals hierboven vermeld, genereren LED's met een hoog vermogen een grote hoeveelheid zelfwarmte. Bovendien genereren stroombeperkende componenten ook warmte wanneer er grote stromen doorheen stromen. Bovendien is het noodzakelijk om warmte af te voeren door een voldoende warmteafvoerpatroon te creëren.

Productieproces voor LED-PCB's

Het maken van een LED-PCB omvat verschillende cruciale stappen, vergelijkbaar met het bouwen van een complexe puzzel. Hier is een vereenvoudigd overzicht:

Ontwerp en lay-out: Net als bij het bouwen van een blauwdruk, omvat deze fase een nauwgezette planning en ontwerp van de lay-out van de PCB, inclusief de positionering van LED's, componenten en elektrische paden.
Fotolithografie:Stel je voor dat je een licht door een stencil op een gevoelige film laat schijnen. Bij dit proces wordt licht gebruikt om de gewenste kopercircuitsporen op het PCB-oppervlak aan te brengen.
Etsen: Net zoals bij het wegsnijden van ongewenst materiaal, worden bij het etsen chemicaliën gebruikt om het koper te verwijderen dat niet door de fotoresistfilm wordt bedekt, waardoor de gewenste circuitsporen achterblijven.
Boren: Op specifieke punten worden kleine gaatjes in de printplaat geboord, zodat componenten veilig kunnen worden bevestigd.
Solderen: Hierbij wordt een speciale metaallegering gesmolten om permanente elektrische verbindingen tussen de componenten en de kopersporen te creëren.
LED-printplaatMontage en testen: Tenslotte worden alle componenten zorgvuldig op de printplaat gemonteerd en vastgesoldeerd. De voltooide PCB ondergaat vervolgens strenge tests om de functionaliteit en prestaties ervan te garanderen.

Beschouw deze stappen als het samenstellen van een puzzel: elk stukje speelt een cruciale rol bij het creëren van functionele LED-printplaten.

Soorten LED's met SMD-montagetype

SMD-LED's variëren in verschillende kenmerken, waaronder:

Aantal kristallen geplaatst in de kast;
Standaard maten;
Hoogste stroomsterkte;
Verwarmingstemperatuur;
voortplantingshoek van de lichtstroom.

Bij het kiezen van lichtgevende halfgeleiderapparaten wordt rekening gehouden met hun vermogen, kleur en helderheid. Er zijn eenkleurige, tweekleurige en meerkleurige LED's met SMD-montagetype beschikbaar. Op dezelfde manier variëren witte LED's in kleurtemperatuur, van koel wit tot warm geel licht.

Toepassingen van LED-printplaten

We kunnen LED-PCB's vinden in verschillende industrieën, variërend van het verlichten van onze huizen tot het voeden van onze hightech apparaten! Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen van LED-PCB's:

Verlichtingsarmaturen: Lichtbronnen die gebruik maken van LED-PCB's zijn energiezuinig, gaan lang mee en zijn verkrijgbaar in levendige kleuren.
Elektronische apparaten: Van smartphones en tablets tot laptops en wearables: LED-PCB's voeden displays, achtergrondverlichting en indicatoren, waardoor de gebruikerservaring en functionaliteit worden verbeterd.
Automotive-toepassingen: LED-printplaten bevinden zich achter de heldere koplampen, achterlichten en instrumentenpanelen van moderne auto's en dragen bij aan de veiligheid en visuele aantrekkingskracht.
Medische apparatuur: Van diagnostische instrumenten tot chirurgische instrumenten: LED-PCB's zorgen voor nauwkeurige verlichting in kritieke medische toepassingen, waardoor nauwkeurige diagnoses en optimale patiëntenzorg worden gegarandeerd.
Consumentenelektronica: Van tv's en gameconsoles tot camera's en slimme luidsprekers: LED-PCB's zorgen voor levendige displays, intuïtieve interfaces en opwindende functies.
Bewegwijzering en displays: Van reclameborden tot winkeldisplays en digitale signage, LED-printplaten bieden boeiende beelden die de aandacht trekken en effectief communiceren.

LED-PCB's evolueren richting innovatie op het gebied van prestaties. Zo moeten we veel werk maken van hittebestendige ontwerpen en materialen. Uiteindelijk zal het de productkwaliteit en efficiëntie verbeteren.

Conclusie

LED-printplaten breiden zich uit naar verschillende industrieën. Omdat het uitstekende eigenschappen biedt, zoals kleurkeuze, grootte en prestaties, is er veel vraag naar LED-printplaten. Op dezelfde manier kunnen we getuige zijn van de nieuwste eisen van slimme LED-printplaten die een meer persoonlijke ervaring bieden.