Светодиодная плата: Основные правила производства и сборки

Когда мы гуляем по освещенным неоновым светом городским ночам, станьте свидетелем эффективного роста растений в «умных» теплицах, или положитесь на автомобильные светодиодные фары для обеспечения безопасности вождения в ночное время., мало кто замечает «скрытого героя» этих технологий — светодиодные печатные платы. (ПХБ). В качестве носителя, содержащего светодиодные чипы, проводит электрические сигналы, и обеспечивает стабильный отвод тепла, Процессы производства и сборки светодиодных плат напрямую определяют потолок производительности, продолжительность жизни, и рыночная конкурентоспособность светодиодной продукции. Сегодня, мы углубимся в основные этапы светодиодной промышленности и расшифруем весь процесс производства светодиодов. ПХБ производство и сборка.

Обзор светодиодных плат

В отличие от печатных плат, используемых в обычных электронных устройствах, Светодиодные продукты предъявляют гораздо более строгие требования к характеристикам печатных плат.. Во время освещения, Светодиоды выделяют значительное количество тепла; если это тепло не рассеивается эффективно, он не только ускоряет затухание света и меняет цветовую температуру, но также напрямую сокращает срок службы продукта. Поэтому, Основная ценность светодиодных печатных плат уже давно вышла за рамки роли «носителя цепи» — они также действуют как «менеджер рассеивания тепла» и «хранитель стабильности».

С точки зрения приложения, Светодиодные печатные платы для наружного освещения должны выдерживать экстремальные температуры и погодные условия.; Автомобильные светодиодные печатные платы должны противостоять вибрации и электромагнитным помехам.; Печатные платы для интеллектуального освещения помещений стремятся к миниатюризации и интеграции. Это означает, что производство и сборка светодиодных печатных плат должны основываться на настройка под конкретный сценарий, где каждый шаг — от выбора материала до проектирования процесса — должен точно соответствовать требованиям применения.

Почему светодиодам требуются специализированные печатные платы?

Хотя стандартные плиты из стекловолокна FR-4 встречаются часто., их часто недостаточно при работе с большим количеством тепла, выделяемого мощными светодиодами.. Основной проблемой светодиодных печатных плат является тепловое управление.

Если тепло не может быть быстро отведено, Срок службы светодиодов резко снижается, Распад света ускоряется, и может произойти сбой устройства. Поэтому, главным приоритетом в производстве светодиодных печатных плат является —тепло рассеяние.

Ключевое сравнение материалов:

• FR-4 (стандартный): Низкая стоимость и хорошая изоляция., но плохая теплопроводность. Подходит только для светодиодных индикаторов малой мощности..

• Печатная плата с металлическим сердечником (МЦКПБ / Алюминиевая печатная плата): Золотой стандарт светодиодной индустрии. Он содержит теплопроводящий диэлектрический слой и металлическую основу. (обычно алюминий или медь).

  • Преимущества: Теплопроводность в 5–10 раз выше, чем у ФР-4..

  • Структура: Алюминиевый слой действует как радиатор., быстрый отвод тепла от светодиодного чипа.

• Керамическая печатная плата: Используется для приложений чрезвычайно высокой мощности или аэрокосмического класса.; отличные тепловые характеристики, но дорого.

Совет эксперта: Для большинства коммерческих осветительных приборов и автомобильной техники., алюминиевые печатные платы предложить лучший баланс производительности и стоимости.

Производственное ядро: От основы к готовому продукту посредством точного изготовления

Производство светодиодных печатных плат представляет собой многоэтапный процесс., высокоточный системный процесс. Любое отклонение на любом этапе может привести к выходу продукта из строя.. Мы разбиваем производственный процесс на четыре основных этапа:выбор материала, схемотехника, ключевые процессы, и контроль качества— раскрыть логику производства высококачественных светодиодных печатных плат..

1. Выбор материала: «Врожденные гены» производительности

Подложка представляет собой «скелет» светодиодной печатной платы.. Его теплопроводность, изоляция, и механическая прочность напрямую определяют основные характеристики продукта.. Сегодняшние основные подложки для светодиодных печатных плат делятся на три основные категории., каждый подходит для различных приложений:

• Алюминиевая печатная плата: Король соотношения цены и качества. Отличные теплоотводы и низкая стоимость., Алюминиевые печатные платы широко используются во внутреннем освещении и уличных фонарях.. Его основная структура сочетает в себе алюминиевую основу и медную фольгу через изолирующий слой., обеспечение отвода тепла при изоляции схемы.

• Медная печатная плата: Обеспечивает теплопроводность, намного превосходящую алюминий., достигнув 200 ж/(м·К). Подходит для применений высокой мощности, таких как автомобильные фары и сценическое освещение.. Из-за своей высокой стоимости, он используется только тогда, когда требуется экстремальное рассеивание тепла.

• FR-4 субстрат: Традиционная подложка из стекловолокна с хорошей изоляцией, но слабым рассеиванием тепла.. Подходит только для индикаторных ламп и модулей малой мощности.. Некоторые высококачественные материалы FR-4 улучшают тепловые характеристики за счет добавления наполнителей..

Стоит отметить, что материал изоляционного слоя также имеет решающее значение.. Керамическая изоляция обеспечивает отличные тепловые характеристики, но является хрупкой.; Изоляция из эпоксидной смолы обеспечивает хороший баланс прочности и стоимости., делая его текущим основным выбором. При выборе материала, мы разрабатываем рекомендации в зависимости от требований к электропитанию, среды приложений, и бюджет.

2. Схемотехника: «Нейронная сеть» точной передачи сигналов

Проектирование печатной платы светодиодов — это не просто электрические соединения — оно должно обеспечивать и то, и другое. эффективная проводимость и равномерное рассеивание тепла. Ключевые соображения по проектированию включают в себя:

• Ширина и интервал трассировки: Разработан в соответствии с потребностями светодиодов во избежание перегрева.; Расстояние контролируется, чтобы предотвратить пробой в высоковольтных приложениях.. Например, Для мощных светодиодов обычно требуется ширина дорожки ≥ 1 мм и расстояние ≥ 0.8 мм.

• Оптимизированные тепловые пути: Использование медных заливок и тепловых переходов для быстрого проведения тепла от светодиодного чипа к подложке.. Например, размещение плотных тепловых переходов вокруг светодиодных площадок напрямую соединяет площадки с алюминиевым слоем.

• DFM (Дизайн для технологичности): Избегает слишком тонких следов или крошечных подушечек, что повышает производительность и снижает сложность обработки..

3. Основные процессы: Преобразование «чертежей» в «физические продукты»

Производственные процессы являются «приобретенной гарантией» качества светодиодных печатных плат.. Мы используем автоматизированные производственные линии и точные системы контроля, чтобы обеспечить точность на каждом этапе.:

• Цепи печати & травление: Фоточувствительные чернила наносятся методом трафаретной печати на медную поверхность.. После экспозиции и развития, Образец схемы формируется. Кислотное травление затем удаляет избыток меди., оставляя точные следы. Время и температуру травления необходимо контролировать, чтобы избежать заусенцев..

• Покрытие паяльной маски: Слой паяльной маски наносится для защиты медных дорожек от окисления и механических повреждений, одновременно улучшая изоляцию.. Белая паяльная маска является обычным явлением. (светоотражающий для светодиодов), в то время как черный используется для особых оптических нужд.

• Шелкография: Номера моделей продуктов и этикетки на контактных площадках напечатаны на поверхности печатной платы для облегчения сборки и обслуживания..

• Профилирование & резка: Использование штамповки с ЧПУ или лазерной резки., Печатным платам придают заданные размеры с допусками в пределах ±0,1 мм..

4. Качественная проверка: «Последний барьер» против дефектов

Проверка печатной платы светодиодов охватывает весь производственный процесс. Мы создаем трехуровневая система контроля чтобы обеспечить 100% квалифицированная продукция:

• Проверка процесса: Отбор проб после каждого шага, например, проверка размеров дорожки после травления или толщины паяльной маски и адгезии после нанесения покрытия.

• Электрические испытания: Испытания летающими зондами обеспечивают целостность и изоляцию, предотвращение коротких замыканий и открытий.

• Тестирование надежности: Подвергание печатных плат воздействию высокой температуры, влажность, тепловой удар, и вибрация для имитации реального стресса.
  Например, циклическая обработка печатной платы в диапазоне от –40°C до 85°C для 500 циклов без снижения производительности, продукт квалифицируется.