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PCB a LED

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Venture ha partecipato a tutti i tipi di progetti di illuminazione a LED, fornendo PCB LED (circuito stampato a LED) utilizzando CEM3, FR4, alluminio e lega di rame come materiale di base per PCB LED.

Non c'è dubbio che, rispetto al materiale CEM 3 e FR 4, alluminio e lega di rame hanno prestazioni migliori sul trasferimento di calore, tuttavia, poiché il prezzo della lega di rame è molto più alto dell'alluminio, quindi possiamo dire che nel settore dell'illuminazione a LED, l'alluminio è assolutamente l'opzione più economica considerando la conducibilità termica, la rigidità e il costo.

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Oggi, le luci a LED sono intorno a noi ovunque nella nostra vita quotidiana, sempre più luci vengono sostituite da soluzioni a LED (diodo a emissione luminosa), poiché l'illuminazione a LED ha un consumo energetico inferiore, una maggiore durata e una maggiore efficienza energetica rispetto alle lampadine tradizionali. Nell'industria dei PCB, quando diciamo PCB a LED(scheda PCB LED, circuito stampato LED, scheda PCB LED, circuito stampato LED) si riferisce ai PCB (circuiti stampati) utilizzati per applicazioni di illuminazione a LED.

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PCB LED: la guida definitiva

PCB a LED

Cerchi un PCB LED adatto per i tuoi sistemi di illuminazione?

Oppure vuoi risparmiare sui costi del tuo prossimo progetto di sistemi di illuminazione a LED moderni?

Se sì, allora dovresti leggere questa guida.

Copre tutto ciò che devi sapere sul PCB LED, da una definizione di base, vantaggi, caratteristiche, processo di produzione, scelta del materiale, processo di assemblaggio e molto altro.

Continua a leggere per saperne di più…

Capitolo 1: Cos'è il PCB LED?

LED è un'iniziale per diodi emettitori di luce che emette raggi luminosi quando passa una corrente elettrica.

Il LED di solito ha negativo (catodo) e positivo (anodo) e produrrà luce nella regione visibile.

LED

LED

I LED si attaccano ai PCB durante il processo di saldatura e sono dotati di collegamenti elettrici per l'illuminazione.

Nel recente passato, c'è stata una grande evoluzione nel campo della circuiti stampati semplificando così vari sistemi.

Le innovazioni si sono estese al campo dell'illuminazione dove disponiamo di circuiti stampati responsabili dell'illuminazione a LED.

Il diodo emettitore di luce si collega al circuito stampato principale e include un chip che produce luce in un circuito elettrico.

LED su PCB

LED su PCB

Il chip PCB del diodo emettitore di luce è collegato alla scheda utilizzando una base in ceramica e un dissipatore di calore termico.

Emette molto calore quando è in uso e i produttori utilizzano altri mezzi per ridurre il calore.

I PCB Metalcore sono spesso l'opzione migliore per i sistemi di illuminazione PCB a LED poiché dissipano il calore più velocemente.

Il materiale o metallo principale nel circuito stampato con anima in metallo per i diodi emettitori di luce è solitamente l'alluminio.

Il PCB LED in alluminio ha un sottile strato di materiale dielettrico termicamente conduttivo per favorire la dissipazione del calore.

Il materiale funziona meglio, in modo più efficiente e più veloce rispetto ai tradizionali circuiti stampati rigidi.

È possibile utilizzare i LED per creare modelli e segnali diversi in applicazioni come i cartelloni pubblicitari.

La tecnologia coinvolge anche tutti i giorni e puoi usarla anche in un compito e nell'illuminazione ambientale.

Puoi trovarlo facilmente in una serie di varietà come luce ultravioletta, luce visibile e luce infrarossa.

Capitolo 2: Vantaggi e svantaggi del PCB LED

Ogni volta che utilizzi il PCB LED, godrai di alcuni vantaggi e potrebbe anche non funzionare in altre occasioni.

Alcuni dei vantaggi dell'utilizzo del circuito stampato LED includono:

PCB a LED

PCB a LED

  • I diodi emettitori di luce sono comuni a causa della loro elevata intensità e degli scopi di alta qualità. Molti produttori nel mondo moderno preferiscono utilizzare i PCB LED in quanto assicurano ai propri clienti prestazioni di qualità.
  • Ha una capacità di progettazione flessibile che consente ai clienti di avere progetti personalizzati per i loro elettrodomestici. Troverai anche diversi modelli di circuiti stampati a LED sul mercato tra cui puoi scegliere.
  • I circuiti stampati a Led sono convenienti, quindi ti faranno risparmiare un sacco di soldi.
  • È anche molto facile da usare e non è necessario seguire un corso di formazione prima di utilizzare l'apparecchio.
  • È efficiente dal punto di vista energetico e risparmierai molta energia ogni volta che utilizzi uno qualsiasi degli elettrodomestici.
  • I circuiti stampati a LED hanno rumori elettrici molto bassi pur producendo una luce brillante ed efficace.
  • La diagnosi e la riparazione dei circuiti stampati LED è semplice. Puoi farlo facilmente senza contattare un tecnico per chiedere aiuto. È anche sostituibile in caso di gravi danni al dispositivo.
  • I produttori possono realizzarlo in diverse dimensioni compatte che non sarebbero possibili senza i PCB. È una comoda piattaforma per disporre i componenti elettrici in modo efficiente e compatto. Ciò consente lo sviluppo di diversi circuiti LED di varie dimensioni.
  • I componenti del PCB LED sono immuni ai movimenti poiché si attaccano alla scheda attraverso le saldature. Consente ai produttori di utilizzarlo in apparecchi mobili come i fari di un veicolo. Non ti preoccuperai dello spostamento dei componenti e dei cortocircuiti elettrici mentre il veicolo si muove.
  • Ha anche dissipatori di calore e nuclei metallici come l'alluminio che aiuteranno nella dissipazione del calore.
  • È anche molto compatto e i produttori possono inserirlo facilmente in diversi componenti come automobili, tra gli altri.
  • È privo di mercurio a differenza delle altre opzioni tradizionali di illuminazione ed è ecologico.

Oltre ai vantaggi, i circuiti stampati con diodi emettitori di luce hanno anche alcuni demeriti che includono:

  • Anche se c'è stato un miglioramento delle prestazioni, i singoli dispositivi non sono in grado di produrre un output sufficiente. L'output dei singoli dispositivi è ancora inefficiente al punto che non è possibile utilizzarlo per le applicazioni di illuminazione tradizionali. Pertanto, consumerà molto spazio fisico per realizzare un PCB LED efficiente.
  • Il raggruppamento di LED in diversi array presenta anche sfide dal punto di vista ottico, dell'illuminazione e della produzione.
  • L'ottimizzazione della qualità della luce da un PCB LED è molto difficile in quanto è costosa e richiede tempo.
  • Gli array di LED invecchieranno a velocità diverse poiché alcuni potrebbero avere una vita più lunga rispetto ad altri. Può causare la spazzatura dell'unità da parte del consumatore.
  • Anche l'assemblaggio di diversi PCB LED è laborioso e difficile e talvolta aumenta i costi.
  • L'applicazione LED produce anche molto calore che richiede l'uso di circuiti stampati con anima in metallo. I circuiti stampati con anima in metallo sono relativamente costosi rispetto ai normali PCB.

PCB quadrato a LED

PCB quadrato a LED

Capitolo 3: Principali applicazioni PCB LED

I PCB LED sono disponibili in diverse applicazioni grazie all'efficienza energetica, alla flessibilità di progettazione e al basso costo.

Il circuito stampato LED svolge un ruolo molto importante nel prolungare la vita e nel risparmiare energia in tali applicazioni.

Esistono alcuni tipi di PCB LED che riflettono la luce LED e supportano la massima intensità della luce.

Le principali applicazioni dei circuiti stampati LED includono:

PCB LED automobilistico

È molto probabile che tu trovi questo tipo di PCB LED nei regolatori di potenza, nell'industria automobilistica e nei regolatori elettronici.

Il PCB per l'industria automobilistica dovrebbe avere un servizio di lunga durata, un'elevata durata, a un tasso molto competitivo. La scheda a circuito stampato a LED è la soluzione migliore per il settore automobilistico in quanto può funzionare bene nel rigoroso mondo automobilistico.

Audi con luci a LEDAudi con luci a LED

Il circuito stampato a LED si trova nel display, nei circuiti del motore e in altre apparecchiature elettroniche come l'impianto stereo.

In molti casi, i circuiti stampati a LED con anima in metallo offrono prestazioni migliori nelle applicazioni ad alta temperatura come i fari.

Le principali applicazioni del PCB LED nell'industria automobilistica includono:

  • Relè di potenza
  • Moduli di controllo ECU/ECL
  • Display digitali
  • Sensori di trasmissione
  • Sistemi di illuminazione a LED per interni ed esterni

PCB LED per telecomunicazioni

Il PCB LED che utilizzerai nel settore delle telecomunicazioni di solito ha un peso ridotto, altamente durevole e resistente al rumore.

I circuiti stampati a LED sono disponibili per circuiti di filtraggio e altre apparecchiature ad alta frequenza.

Le apparecchiature di telecomunicazione utilizzano display e indicatori a LED e nel processo producono molto calore.

Semplice sistema di telecomunicazioniSistema di telecomunicazioni semplice - Foto per gentile concessione: Optical Society of America

Per affrontare il problema del calore, il PCB LED in alluminio è più applicabile ed estremamente utile in questo settore.

Il PCB LED in alluminio è anche desiderabile per il suo peso ridotto e la sua durata che rendono i dispositivi più leggeri e di lunga durata.

PCB LED medicale

Guarda varie apparecchiature mediche come scanner e troverai il circuito stampato a LED.

attrezzature mediche

Medical Equipment

Le apparecchiature mediche devono essere efficienti e altamente durevoli e i PCB LED forniscono i migliori risultati.

I circuiti stampati a LED sono disponibili in apparecchiature che verranno utilizzate per la diagnosi, il trattamento e la ricerca.

In varie sale operatorie, la maggior parte dei sistemi di illuminazione è dotata di circuiti stampati a diodi emettitori di luce.

L'intensità dell'illuminazione di questi apparecchi li rende la scelta migliore per tali operazioni.

È anche il componente principale dei dispositivi di illuminazione che troverai in diverse stanze dell'ospedale.

PCB LED per computer

I computer di solito emettono molto calore durante il loro funzionamento e richiedono un buon PCB per eliminare il calore.

I migliori circuiti stampati sensibili al calore per i computer sono i circuiti stampati a diodi emettitori di luce.

Troverai i PCB LED in scanner, smartphone, tablet, desktop e laptop per funzioni di visualizzazione.

LED della scheda madre del computerLED della scheda madre del computer

Parti del computer come le unità floppy, i dispositivi di alimentazione e le schede CPU utilizzeranno il PCB LED in alluminio.

Altri esempi di applicazioni in cui è possibile trovare il PCB LED includono le luci di atterraggio delle piste aeroportuali e le luci stradali.

È disponibile anche nelle applicazioni per le apparecchiature di illuminazione in campo militare e l'illuminazione di gallerie autostradali.

Illuminazione solare/fotovoltaica, lanterne e torce elettriche, illuminazione di segnalazione e semaforica hanno anche i circuiti stampati a LED.

Oltre a queste applicazioni, puoi trovare il PCB LED anche nel campo dell'agricoltura e delle scienze delle colture.

I ricercatori agricoli utilizzano i PCB LED per assistere nell'illuminazione per un'elevata crescita delle piante.

L'intensità della luce dei dispositivi è sufficiente per la crescita delle piante.

Capitolo 4: Componenti chiave del PCB LED

Il successo del circuito stampato LED dipenderà da vari componenti del PCB LED.

PCB circolare a LED

PCB circolare a LED

Questi sono i fattori chiave che lavorano insieme per completare un processo. Questi componenti eseguono o modificano e gestiscono la tensione e la corrente che scorreranno attraverso di essi.

La maggior parte dei componenti è standardizzata pronta all'uso che puoi facilmente identificare e acquistare.

Altri componenti sono solitamente più proprietari del progetto e non puoi trovarli facilmente.

Un tipico LED ha fondamentalmente un chip che è un semiconduttore che produrrà luce in un circuito elettrico.

Il progetto specificherà la natura del circuito, il materiale di rivestimento del PCB, le dimensioni e altri fattori importanti.

LED su PCB

LED su PCB – Fonte: MY LIGHTING GUIDE

Oltre al chip, ci sono vari componenti del circuito stampato LED come:

Materiale di base

Si noti che non tutti i PCB LED sono uguali in quanto possono variare in base al tipo di applicazione e al materiale di base.

Il materiale di base è la parte più significativa del PCB LED in quanto determinerà l'efficacia della scheda.

L'efficacia della scheda si vede nella modalità e nella velocità con cui trasferirà il calore dal dispositivo.

Ci sono alcune applicazioni che richiedono la disponibilità di componenti specifici sul circuito stampato a diodi emettitori di luce.

Questo fatto è vero nelle applicazioni che sono molto sensibili alle alte temperature come le luci a LED.

Gli ingegneri, quindi, progetteranno diversi tipi di core PCB utilizzando materiali diversi a seconda dell'applicazione.

Materiale di base PCB

Materiale di base PCB

Tra le qualità migliori e più importanti del PCB, è necessario guardare il core del PCB. La base del circuito stampato LED è disponibile in una varietà di materiali come:

FR-4 Materiale per PCB

FR-4 è il materiale di base più comune che puoi trovare nel PCB LED composto da resina epossidica e vetro.

È ignifugo ma non è il miglior materiale che puoi scegliere per la dissipazione del calore.

Esistono diverse designazioni dell'FR4 che includono FR4 standard, FR4 non alogeni, FR4 Tg media e FR4 Tg alta.

Oltre a questo, c'è anche il circuito stampato FR4 con l'array via termica.

È un tipo di FR4 con doppie facce sottili e fori passanti placcati o termici passanti.

Le vie termiche assicureranno che vi sia un percorso termico per migliorare la conduzione del calore attraverso il substrato termico.

Materiale epossidico per PCB

Gli epossidici sono altri substrati, anche se non così comuni, per i circuiti stampati a diodi emettitori di luce.

Sono meno durevoli rispetto ad altri substrati ma sono più economici da produrre.

È, tuttavia, un pessimo conduttore di calore e non una buona opzione per la dissipazione del calore.

Nucleo in metallo per PCB LED

I nuclei metallici sono i materiali più efficaci per i diodi emettitori di luce, in particolare quello che produce calore in eccesso.

Sono ottimi conduttori di calore e possono favorire la dissipazione del calore dal dispositivo. Di solito è costituito da diversi tipi di metallo come alluminio, rame o acciaio inossidabile.

PCB LED con nucleo in metallo

PCB LED con anima in metallo

Il metallo fornisce al circuito stampato un adeguato isolamento elettrico e proprietà di conducibilità termica.

Il tipo più comune di metalcore che molti produttori preferiscono utilizzare è l'alluminio.

Questo tipo di circuito stampato a LED dipende dall'alluminio come nucleo di base principale anziché da una base in fibra di vetro.

La lega può essere costituita da diverse combinazioni di alluminio, magnesio e silumin che alterano le proprietà del metallo.

La combinazione varierà in base all'applicazione desiderata.

Quando la conducibilità termica non è un fattore reale da considerare, gli epossidici e l'FR4 sono i materiali di base più adatti.

Questo perché sono relativamente economici rispetto ai circuiti stampati a LED con anima in metallo.

Utilizzare il circuito stampato con anima in metallo se l'applicazione prevede la produzione di molto calore.

Materiale di rivestimento

La maggior parte delle applicazioni o dei circuiti stampati a diodi emettitori di luce si trovano nell'ambiente esterno.

È probabile che subisca danni dovuti a sbalzi di temperatura, umidità (umidità della pioggia e condensa), corrosione, nebbia salina e gas.

La caratteristica chiave nell'applicazione esterna è l'output del dispositivo e la rappresentazione generale del dispositivo.

PCB di rivestimentoPCB di rivestimento

È quindi importante avere una copertura o un materiale di rivestimento che protegga le parti interne del dispositivo.

Il materiale di rivestimento proteggerà il circuito stampato LED da danni causati da umidità, calore in eccesso e altri fattori ambientali.

Il PCB LED avrà quindi una durata maggiore grazie alla protezione attiva del materiale di rivestimento.

Il materiale di rivestimento del PCB del diodo a emissione di luce non deve influire sull'efficacia, l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

Il tipo più comune di rivestimento utilizzato dai produttori è il rivestimento conforme.

Sono vernici sottili che possono adattarsi ai contorni del PCB senza aggiungere volume o peso al dispositivo.

Puoi applicarlo facilmente al PCB LED mediante immersione o spruzzatura fino a raggiungere uno spessore compreso tra 25 e 75 micrometri.

Il rivestimento dovrebbe essere molto chiaro e rimanere trasparente per tutta la durata del PCB LED in quel particolare ambiente.

La migliore forma di rivestimento conforme si basa sulla chimica acrilica che offre stabilità sia del colore che della trasparenza.

È la migliore forma di rivestimento per il circuito stampato LED per i seguenti motivi:

  • È facile da applicare al circuito stampato LED
  • Non aumenta ulteriormente il volume e il peso del prodotto
  • Consente versatilità nel suo utilizzo
  • Hanno un effetto unico sulla variazione della temperatura del colore

L'altro tipo di materiale di rivestimento disponibile è la resina di incapsulamento disponibile in diversi tipi.

È disponibile in alcuni tipi come opzioni in poliuretano, resina epossidica e silicone. Le resine epossidiche sono le più dure tra tutte, ma non presentano difficoltà di posa flessibili durante il ciclo termico.

Dimensioni del PCB

Le dimensioni del circuito stampato LED variano a seconda del tipo di applicazione per cui lo si intende.

Dimensioni PCB

Dimensioni PCB

Significa che ci sono diverse dimensioni disponibili per i PCB LED che puoi scegliere.

Si va da PCB LED molto piccoli a uno più grande a seconda dell'applicazione.

Sei libero di comunicare al produttore per realizzare un PCB LED di dimensioni diverse a seconda dell'applicazione.

Più grande è il dispositivo, più grande è il PCB LED e più piccolo è, più piccolo sarà il dispositivo.

I fattori che determineranno le dimensioni del PCB LED sono lo spessore del pannello e le dimensioni del pannello.

Normalmente, le dimensioni dei pannelli più comuni o standard vanno dal più piccolo disponibile a:

  • Fino a 10″ X 16″ (su un pannello da 12″ X 18″; questa dimensione del pannello è comunemente usata)
  • Fino a 16″ X 22″ (su un pannello da 18″ X 24″; questa dimensione del pannello è comunemente usata)
  • Fino a 19″ X 27″ (su un pannello da 21″ X 29″; questa dimensione del pannello non è così comune)

Livello del circuito Circuit

È la parte del circuito stampato LED che contribuisce maggiormente alla funzione finale del PCB.

Strati PCB

Strati PCB

Contiene i circuiti in rame importanti per il funzionamento del PCB.

È lo strato sopra il dielettrico in un circuito stampato a LED.

Puoi laminare il rame sulla scheda del circuito stampato usando adesivi o calore.

Lo spessore del rame varia a seconda del tipo di applicazione e della quantità di corrente che scorre.

La maggior parte dei PCB LED ha un'oncia di rame mentre gli altri che consentono più potenza ne hanno di più.

Possono avere due o tre once di rame a seconda della quantità di corrente che scorre.

È possibile determinare la resistenza dello strato del circuito osservandone la lunghezza, la larghezza e lo spessore.

Dielettrico

Il dielettrico è uno strato sottile e termicamente conduttivo che si lega al substrato di alluminio per favorire la dissipazione del calore.

La chiave per le prestazioni superiori della classe termica è nel dielettrico del circuito stampato LED.

PCB dielettrico

PCB dielettrico

Nel processo di progettazione di un circuito stampato a LED, ricordarsi di posizionare il dielettrico per favorire la dissipazione del calore.

È uno strato isolante che non è elettricamente conduttivo che separa l'alluminio dal layout elettrico.

Capitolo 5: Tipi di PCB LED

Poiché ci sono numerose applicazioni per il PCB a diodi emettitori di luce, ce ne sono diverse tipi di PCB.

I diversi tipi di PCB LED hanno le proprie specifiche di produzione, utilizzo e tipo di materiale. Alcuni dei tipi più comuni di circuiti stampati a LED sono riportati nei paragrafi seguenti.

PCB LED flessibile

L' circuito stampato flessibile del LED è costituito da materiali che possono flettersi, torcersi e muoversi in diverse direzioni, compresa la plastica.

Sono disponibili in diversi formati di strato che includono i formati singolo, doppio e multistrato.

PCB LED flessibile

PCB LED flessibile

Il fatto che dovrai stampare il circuito sul materiale flessibile lo rende relativamente costoso.

I circuiti stampati a diodi emettitori di luce flessibili presentano numerosi vantaggi rispetto al circuito stampato a LED rigido.

Il fatto che sia flessibile e in grado di muoversi in diverse direzioni lo rende superiore al PCB LED rigido.

Significa che puoi piegarlo e anche piegarlo attorno a diversi angoli e bordi.

La flessibilità è un grande vantaggio che porta a risparmi sul volume, sul peso e sul costo della creazione di un particolare design.

Puoi anche usarlo in diverse aree che di solito sono pericolose per l'ambiente e potrebbero essere dannose per altri tipi.

Questo perché hanno materiali impermeabili, resistenti alla corrosione, agli urti e agli oli ad alta temperatura.

PCB LED rigido

Proprio come suggerisce il nome, il circuito stampato rigido del LED è rigido e non può piegarsi in direzioni diverse.

PCB rigido

PCB rigido

I produttori utilizzano materiali solidi come substrati, impedendo così alla tavola di attorcigliarsi in direzioni diverse.

Il tipo più comune di circuito stampato a LED rigido è quello che troverai in un computer.

I circuiti stampati rigidi a LED per realizzare il maggior numero di PCB realizzati dai produttori.

Li troverai in molti posti in cui è necessario utilizzare un PCB LED che dovrebbe rimanere in forma per sempre.

Li troverai disponibili in diverse forme che includono circuiti stampati LED singoli, doppi o multistrato.

PCB LED ibrido

Il PCB LED ibrido include un materiale non termico insieme a un metallo di base come l'alluminio.

In molti casi, il circuito stampato a LED ibrido è costituito dal convenzionale legame FR4 con il substrato di alluminio.

L'unione delle due parti consente al dispositivo di dissipare il calore in modo più efficiente.

PCB LED ibrido PCB LED ibrido – Fonte: DIYForums

A parte un aumento del tasso di dissipazione del calore, il dispositivo ha una migliore rigidità che lo rende molto robusto.

Gli ibridi sono anche meno costosi rispetto a un circuito stampato a diodi emettitori di luce in alluminio rigido.

Ha anche i suoi svantaggi che includono la mancanza di flessibilità, quindi è difficile piegare.

PCB LED multistrato

I PCB multistrato sono costituiti da più di due circuiti stampati a diodi emettitori di luce a doppio strato.

Gli strati multipli si uniscono tra loro utilizzando un tipo speciale di colla e tra diversi tipi di isolanti.

Gli isolanti faranno in modo che nessuno degli strati del circuito stampato del LED si sciolga a causa del calore in eccesso.

PCB multistrato

PCB multistrato

Sono disponibili in diverse dimensioni dove puoi trovarne una piccola con un minimo di quattro strati. Puoi anche ottenerne uno più grande con 12 strati o più in diverse applicazioni LED.

Il numero massimo di livelli che conosciamo è 50 ed era per un'applicazione importante.

I circuiti stampati a LED multistrato esistenti per l'uso in complicate applicazioni elettriche.

PCB LED a strato singolo

Un PCB a diodo a emissione di luce a strato singolo ha solo un lato con il circuito o fondamentalmente uno strato del substrato.

Su un lato del materiale di base c'è uno strato di metallo molto sottile preferibilmente rame poiché è un buon conduttore.

Dopo aver applicato la base di rame, il passaggio successivo è l'applicazione di una maschera protettiva per saldatura.

PCB a strato singolo

PCB a strato singolo

Dopodiché, puoi seguire l'applicazione di una serigrafia che segna ogni elemento disponibile sul tabellone.

Sono circuiti stampati a LED molto semplici, facili da progettare e successivamente produrre.

Puoi, quindi, acquistarli a prezzi molto bassi e in volumi molto elevati.

I vantaggi dell'utilizzo di questo tipo di strato PCB LED lo rendono un componente importante in molte applicazioni.

Capitolo 6: PCB LED vs PCB standard: cosa rende unico il PCB LED

I circuiti stampati a LED sono una delle modalità di illuminazione più economiche che molte persone adottano e stanno diventando sempre più popolari.

È il motivo principale per cui anche il circuito stampato con anima in metallo è molto richiesto.

Il sistema di illuminazione PCB a LED può essere cinque volte più economico rispetto ai sistemi PCB standard.

Sistema di illuminazione a LEDSistema di illuminazione a LED

Il circuito stampato LED è più efficiente in termini di consumo di spazio.

Copre pochissimo spazio e anche la resa o l'efficacia è molto alta.

Ha prestazioni migliori rispetto al PCB standard e conserva anche spazio ed energia.

A causa dell'efficacia dei PCB LED, molti dispositivi preferiscono sostituire il PCB standard con i circuiti stampati LED.

C'è, tuttavia, un aspetto del circuito stampato a LED di cui bisogna occuparsi per primo.

Il fatto che emetta molto calore rende il PCB standard un dispositivo desiderabile rispetto al PCB LED.

Il problema del calore che molte persone associano ai circuiti stampati a LED ha una soluzione.

Per mantenere il sistema di illuminazione a LED per un periodo più lungo senza danni, i produttori incorporano il circuito stampato con anima in metallo.

Il nucleo metallico aiuterà nella dissipazione del calore in eccesso dal sistema rendendolo più efficiente rispetto ai PCB standard.

La scheda a circuito stampato LED presenta nella parte inferiore una piastra metallica di diverso spessore.

Il PCB standard non ha la piastra metallica nella parte inferiore e ha la finitura superficiale e le maschere di saldatura.

Nei circuiti stampati a LED troverai la maschera di saldatura e la finitura superficiale su un lato.

PWB dell'alluminio

PWB dell'alluminio

Il circuito stampato a LED è unico perché ha i componenti sulla superficie anziché utilizzare i fori passanti.

Questo perché di solito ha una piastra metallica nella parte inferiore per favorire la dissipazione del calore.

La presenza dei fori passanti sul circuito stampato LED porterebbe ad uno scatto così dalle caratteristiche uniche.

Ci sono alcuni tipi di PCB LED che hanno vie, specialmente se hanno più di uno strato di substrato FR4.

Questo tipo di PCB LED dissipa il calore attraverso i vias rendendolo abbastanza simile ai PCB standard.

Il lavoro svolto da vias nel PCB LED è responsabilità dei componenti del circuito stampato con anima in metallo.

A parte questo, il PCB LED è unico poiché i fori che trapanerai sulle schede sono per il montaggio.

È diverso dal PCB standard che ha fori passanti per la dissipazione del calore. Anche i fori di montaggio sui PCB LED sono più grandi dei fori passanti sui PCB standard.

I circuiti stampati LED multistrato sono costosi da progettare e produrre a causa del costo del materiale.

L'incorporazione di alluminio tra ogni strato del PCB multistrato lo rende costoso rispetto al PCB standard.

Anche se deve superare alcune restrizioni di progettazione, il processo è quasi simile ai PCB standard.

Il colore della maschera di saldatura rappresenta anche una caratteristica unica del circuito stampato a LED. Il PCB standard ha una gamma di colori scuri come nero, rosso, verde e blu.

La scheda a circuito stampato LED ha un solo colore bianco su uno dei lati superiori della scheda.

Lo spessore del PCB standard varia ampiamente, a causa della diversa combinazione di diversi materiali e conteggi di strati.

Lo spessore del circuito stampato LED ha dei limiti allo spessore disponibile della piastra di supporto.

Lo spessore del foglio dielettrico determinerà anche lo spessore del circuito stampato del LED.

Il processo di lavorazione sia degli standard che del circuito stampato a LED è simile nella maggior parte dei casi.

Significa che entrambe le schede sono sottoposte a fresatura, foratura, svasatura, v-scoring e svasatura. La principale differenza che rende unico il PCB LED è il fatto che si basa su una lama diamantata per il v-score.

Capitolo 7: Progettazione di circuiti PCB LED - Come realizzare PCB LED

Il processo di progettazione di un circuito stampato a LED inizia con un software di progettazione per assistere nella progettazione.

Oltre a ciò, avrai anche bisogno di un progettista di circuiti stampati a LED che ti aiuti o ti guidi nel processo.

Ci sono molti Software di progettazione PCB che è possibile utilizzare per realizzare un design adeguato per il circuito stampato LED.

Software di progettazione PCB

 Software di progettazione PCB

Alcuni dei software di progettazione che puoi utilizzare per realizzare i progetti includono:

  • Progettazione PCBWeb
  • Zenit PCB
  • Tiny Cad
  • PCB Osmond
  • ExpressPCB
  • Progettista di Altium

La progettazione di un PCB inizierà con l'ingegnere progettista pronto a esplorare il suo ingegno, gli strumenti, le acquisizioni di schemi e i pacchetti software di layout.

L'ingegnere dovrebbe avere in mente l'immagine esatta del design del PCB LED prima di iniziare a progettare.

Include anche l'immagine del prodotto finale che pensano di poter ottenere utilizzando gli strumenti disponibili.

Gli strumenti devono essere in grado di bilanciare prestazioni e potenza rendendolo intuitivo e facile da usare.

Il software dovrebbe anche contenere tutti i requisiti per la progettazione oltre all'editor PCB e all'editor schematico.

Il software dovrebbe avere una libreria, strumenti di analisi, simulazione, verifica e documentazione per il successo della progettazione di PCB LED.

Inizierai trovando lo schema e disegnando il diagramma schematico sul software del computer per la progettazione di PCB LED.

Successivamente, devi trasferire il diagramma schematico nel disegno del circuito stampato del LED.

Fare il disegno è considerato un'ottima opera d'arte e richiede di prenderti il ​​tuo tempo e renderlo buono.

Guarda le dimensioni della tavola e la larghezza della traccia della tavola. Ci sono alcuni limiti a quanto sottili o grandi possono essere le tue tracce e la tua tavola.

Dovresti anche tenere a mente le dimensioni del trapano più piccolo disponibile per l'uso.

La larghezza della traccia dovrebbe essere la dimensione della larghezza della traccia più piccola o più spessa poiché le tracce sottili sono vulnerabili ai danni.

Considera la quantità di corrente che scorrerà attraverso il progetto e regola di conseguenza lo spessore della tavola.

Significa che più la corrente scorre attraverso la tavola, più spessa dovrebbe essere la tavola.

Progettazione PCB LEDProgettazione PCB LED

Dovresti rimanere in contatto con il tuo produttore in modo che possa vedere ogni fase del processo di progettazione.

Puoi anche inviargli copie dei disegni di progettazione in modo che possa creare un'immagine nella sua mente.

Può anche consigliarti sulle cose che devi fare mentre progetti il ​​PCB LED.

Quando realizzi il progetto, assicurati di posizionare tutti i componenti del PCB LED sul progetto.

I componenti dovrebbero essere nei posti giusti e nella posizione esatta in cui vuoi che si trovino.

Il software ti guiderà attraverso questi passaggi ed eviterà di commettere errori nella progettazione per avere un buon prodotto.

Posizionare i componenti nel posto giusto come lo schema ti aiuterà nella risoluzione dei problemi del circuito.

Prestare particolare attenzione ai componenti di grandi dimensioni e ai connettori posizionando i connettori sul lato per facilitare i collegamenti.

I condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere vicini ai pin che collegherai ai condensatori.

Condensatore di disaccoppiamentoCondensatore di disaccoppiamento

Tutti i componenti del progetto dovrebbero avere le etichette pertinenti con il valore della parte e il nome.

Semplificherà la saldatura da parte del produttore e assisterà anche nella risoluzione dei problemi.

La regola pratica è etichettare tutti i connettori all'esterno con i nomi giusti per la descrizione.

Alcune delle regole che devi seguire includono:

  • Per un circuito stampato a due strati, instradare uno strato verticalmente e l'altro orizzontalmente.
  • Per un circuito stampato RF evitare angoli a 90 gradi sulle tracce PCB per evitare l'effetto strano. Anche l'angolo di 45 gradi sembra professionale e dovresti prenderlo come un'abitudine.

Puoi seguire i contorni disponibili per disegnare il progetto, ma la maggior parte dei software di progettazione avrà gli strumenti necessari.

A questo punto, dovresti pensare al posizionamento finale del circuito stampato del LED.

Puoi stampare il disegno finale su un foglio e verificare se si adatta al punto di posizionamento finale.

Ricorda che devi preparare la tua tavola per la produzione mentre realizzi il design.

Significa che devi controllare il layout della scheda, per eventuali errori e quindi convertire in file Gerber.

Questo è il processo finale di progettazione e puoi inviarlo al produttore per il montaggio.

Capitolo 8: Processo di assemblaggio PCB LED

Con il design del PCB LED a portata di mano, sei in grado di assemblare e realizzare la scheda finale.

Ci sono, tuttavia, alcuni passaggi che devi esaminare prima di iniziare effettivamente il Processo di assemblaggio PCB.

Questi passaggi ti aiuteranno a sapere se il progetto funzionerà effettivamente dopo che è stato completato in un circuito stampato.

PCB LED completamente assemblato

PCB LED completamente assemblato

Il processo include un controllo DFM con il design esatto, le regole di progettazione e i requisiti specifici a portata di mano.

Implica l'esame di tutte le specifiche per il design, alla ricerca di eventuali funzionalità ridondanti, mancanti e problematiche.

Un esempio del difetto del PCB è lasciare spazi molto piccoli tra i componenti del PCB che causano scatti.

Il controllo DFM aiuterà ad eliminare qualsiasi problema prima di sprecare denaro creando un PCB LED disfunzionale. I controlli DFM/DFA dovrebbero arrivare come un pacchetto di assemblaggio dai produttori per aiutare a realizzare PCB adeguati.

Il primo passo è lo stencil della pasta saldante che prevede l'applicazione di pasta saldante sulla scheda del PCB.

Posiziona uno stencil in acciaio inossidabile sul circuito stampato che ti consente di eseguire l'applicazione selettiva.

Aiuterà a conoscere le parti in cui saranno posizionati i componenti quando il PCB LED sarà completo.

La pasta saldante che utilizzerai è composta da 96.5% di stagno, 3% di argento e 0.5% di rame.

Ricordarsi di applicare la pasta saldante nei punti esatti della scheda e anche nella giusta quantità.

Il secondo passaggio consiste nel portare la scheda attraverso il pick e posizionare il dispositivo robotico per posizionare i componenti esatti.

La macchina non solo posizionerà i componenti, ma anche gli SMD che rappresentano la maggior parte dei componenti senza connettore.

Salderai quindi gli SMD sulla scheda in modo che possano aderire bene alla scheda.

Questo processo era una volta un progetto manuale in cui i produttori raccoglievano e posizionavano i componenti a mano.

Le macchine sostituiscono lo sforzo umano in quanto sono più accurate, precise e veloci degli esseri umani senza problemi di affaticamento.

Il processo prevede il prelievo di una scheda PCB utilizzando una presa a vuoto e il posizionamento sulla stazione di prelievo e posizionamento.

Il robot orienterà il PCB e inizierà ad applicare SMT alla superficie del circuito stampato.

Posiziona i componenti sulla superficie della pasta saldante in base alle posizioni del programma.

Il terzo passaggio è la saldatura a riflusso che prevede l'incollaggio dei componenti del PCB sulla scheda.

Significa che è necessario consentire alla pasta saldante di solidificarsi facendo aderire i componenti alla scheda.

Il processo per consentire ai componenti di aderire o aderire alla scheda è il processo di rifusione.

Il processo prevede il prelievo della tavola dal supporto pick and place e il posizionamento su un nastro trasportatore.

Il nastro trasportatore si muoverà attraverso il forno di riflusso riscaldando la scheda a 250 gradi Celsius.

La saldatura si scioglie e si muove attraverso riscaldatori più freddi che solidificano la saldatura in modo corretto.

Montaggio PCB LEDPCB a LED

Questo processo creerà un giunto forte e permanente che tiene tutti gli SMD sul circuito stampato.

Il quarto passaggio prevede l'esecuzione di ispezioni e il controllo della qualità del circuito stampato LED.

Le ispezioni sono molto importanti in quanto la scheda potrebbe avere connessioni molto scarse e cortocircuiti a causa di componenti nei posti sbagliati.

Esistono molti metodi di ispezione utilizzati dai produttori, come imparerai a breve.

I controlli manuali sono ancora comuni nonostante la maggior parte dei processi siano automatici.

L'ispezione visiva delle schede da parte del progettista, soprattutto in piccoli lotti, è molto importante.

Con l'aumento del numero di schede che richiedono un'ispezione, il metodo di controllo manuale diventa obsoleto.

Le ispezioni con l'occhio per un lungo periodo possono causare affaticamento visivo.

Una volta che l'occhio è stanco, possono verificarsi molti errori che lo rendono impreciso. Pertanto, apre strade per processi di ispezione più accurati.

L'ispezione ottica automatica che è un metodo più accurato per i grandi lotti di PCB LED.

Una macchina per l'ispezione ottica automatica (AOI) utilizza telecamere con un'elevata visualizzazione ottica per assistere nell'ispezione.

Le telecamere sono in diverse angolazioni e aiuteranno a controllare gli errori nelle connessioni.

La scheda è illuminata e le telecamere sono in grado di rilevare connessioni di saldatura di scarsa qualità.

Normalmente, le scarse connessioni e le saldature rifletteranno la luce in modo diverso, rendendola facile da rilevare.

La macchina è in grado di elaborare un enorme lotto di PCB LED in brevissimo tempo.

Metodo di ispezione a raggi X che non è molto comune e utilizza i raggi X per assistere nell'ispezione.

I produttori lo usano per ispezionare circuiti stampati LED complessi e multistrato.

I raggi X ti permetteranno come spettatore di vedere eventuali problemi interni sui livelli multipli e risolverli.

In caso di problemi, il PCB LED dovrà tornare indietro attraverso il processo di progettazione.

Il problema potrebbe anche essere piccolo e il produttore può decidere di risolverlo in base alle proprie politiche.

Dopodiché, dovresti ispezionarlo di nuovo e vedere se funzionerà in un modo particolare che dovrebbe funzionare.

Il quinto passaggio nell'inserimento dei componenti attraverso il foro passante tra di loro sono i LED.

Questi fori aiuteranno a far passare i segnali da diversi lati del tabellone. In questo caso dovrai sostituire la pasta saldante con altri tipi di saldatura come:

  • Saldatura manuale in cui persone diverse inseriranno componenti diversi nei fori passanti in stazioni diverse. È un processo lungo e faticoso a seconda del numero di componenti che devi inserire. Molti produttori evitano questo processo anche se ci sono altri che considerano ancora di usarlo.
  • Saldatura ad onda che è una versione più automatica della saldatura manuale attraverso un processo diverso. Dopo aver posizionato i componenti nel foro giusto, la scheda passa attraverso un forno su un nastro trasportatore. Laverà un'ondata di saldatura sulla parte inferiore del circuito stampato del LED.

Dopo che tutti questi processi sono stati completati, è possibile eseguire la scheda tramite l'unità di ispezione per testare la funzionalità.

Montaggio PCB LEDMontaggio PCB LED

L'ultimo passaggio è il test funzionale che fa passare il PCB attraverso diversi ritmi simulando la sua funzionalità.

I segnali simulati e di alimentazione scorreranno attraverso la scheda mentre i tester verificano le caratteristiche elettriche.

In caso di problemi, potrebbe essere necessario ripetere l'intero processo di assemblaggio finché non funziona correttamente.

Capitolo 9: Sostituzione della scheda PCB LED

Il PCB LED è uguale a tutte le altre caratteristiche delle macchine soggette a danneggiamento. Nel caso in cui una parte o l'intera scheda non funzioni correttamente, è possibile sostituirla con una nuova scheda PCB LED. Poiché ci sono molte applicazioni dei PCB LED, diamo un'occhiata alla sostituzione della scheda PCB della plafoniera a LED.

PWB dell'alluminio

PWB dell'alluminio

Il primo passo per la sostituzione della scheda comporterà lo scollegamento dell'intera unità dalla fonte di alimentazione.

Questo passaggio ti consentirà di lavorare senza il rischio di folgorazione. Ricorda di avere l'equipaggiamento protettivo necessario per proteggerti.

Dopo aver scollegato l'alimentazione dalla fonte, è possibile rimuovere la plafoniera a LED dal soffitto.

Posizionalo su un tavolo o un banco da lavoro e rimuovi il coperchio in modo da esporre il circuito stampato del LED.

Ispezionare la scheda per scoprire il tipo e l'entità del danno sulla scheda.

A seconda del dispositivo di fissaggio, utilizzare un cacciavite o una chiave per sbloccare il circuito stampato LED.

Scollegare qualsiasi altro collegamento al circuito stampato del LED permettendo che sia libero. Toglierlo delicatamente e posizionarlo sul banco da lavoro con cura.

A questo punto, dovresti avere il nuovo circuito stampato LED in standby.

Prendi il nuovo PCB LED e sostituiscilo nel punto esatto in cui l'altro si stava assicurando che si adattasse bene.

Fissarlo in posizione e assicurarsi che aderisca correttamente al componente esterno.

Riposizionare le spine nel punto esatto di connessione e rimontare il coperchio.

Reinstallare l'intera unità al soffitto assicurandosi che rimanga in posizione. Alimentare il sistema per vedere se il nuovo PCB LED funziona correttamente.

Conclusione

Le informazioni sui circuiti stampati LED ti guideranno attraverso diverse applicazioni PCB LED.

Ti aiuterà anche a fare la scelta giusta per il tipo di PCB LED di cui potresti aver bisogno. Ora sei nella posizione di chiamare il tuo designer per aiutarti a realizzare un circuito stampato LED personalizzato.