Treoir Dearaidh PCB LED Alúmanaim agus DFM

Is í teocht acomhal LED an t-aon athróg a chinneann ráta dímheasa lumen, aistriú datha, agus am go teip. Cuireann gach rud i ndearadh PCB LED alúmanaim le teocht an acomhail nó laghdaíonn sé í. Is féidir le dearthóir a thuigeann an slabhra teirmeach ón acomhal go dtí an solas comhthimpeallach cinntí leagan amach a dhéanamh a aisghabhann 10–20°C corrlach ó doirteal teasa ar leith. Tugann dearthóir a dhéileálann leis an PCB mar shubstráit gléasta meicniúil agus a fhágann an t-optamú teirmeach don díoltóir doirteal teasa an corrlach sin ar ais gan ghá. Clúdaíonn an treoir seo na cinntí dearaidh is tábhachtaí.

An Slabhra Teirmeach: Cá dTéann Teas agus Cá Stopann sé

Nascleanúint Airteagal

1. An Slabhra Teirmeach: Cá dTéann Teas agus Cá Stopann sé
2. Insamhladh Teirmeach a Rith Sula dTugtar Dul i nGeall ar an Leagan Amach
3. Geoiméadracht Ceap LED: Cruinneas Lorg agus Iontaofacht Chomhpháirteach Sádrála
4. Leithead Rian Copair le haghaidh Sreangán LED Ard-Reatha
5. Criosanna Coinneála Amach agus Fad Creepage do Thiománaithe LED Comhtháite
6. Rialacha DFM atá Sonrach do Leagan Amach PCB LED Alúmanaim
7. Liosta Seiceála um Lámháil Dearaidh le haghaidh Déantúsaíocht PCB LED Alúmanaim
8. Ceisteanna Coitianta

Sreabhann teas ó acomhal LED → pacáiste LED → alt sádrála → ceap copair → ciseal tréleictreach → bonn alúmanaim → doirteal teasa → comhthimpeallacht. Tá luach friotaíochta teirmeach ag gach comhéadan, agus cuireann an PCB trí cinn leis: friotaíocht an chomhpháirte sádrála, an comhéadan copar-go-tréleictreach, agus an ciseal tréleictreach féin.

Friotaíocht tréleictreach an téarma teirmeach ceannasach PCB:

• Ag 1.0 W/m·K, tréleictreach 100 µm: θ_tréleictreach ≈ 1.0°C/W in aghaidh an cm² d'achar ceap
• Ag 2.0 W/m·K, 100 µm: θ_dréleictreach ≈ 0.5°C/W in aghaidh an cm²
• Ag 3.0 W/m·K, 100 µm: θ_dréleictreach ≈ 0.33°C/W in aghaidh an cm²

I gcás LED 3W ar eochaircheap 3 × 3 mm, is ionann an difríocht idir tréleictreach 1.0 agus 3.0 W/m·K agus thart ar 5°C de theocht an acomhail ag an bás. Má dhéantar é sin a scála trasna daingneán 150W le 50 LED, beidh tionchar suntasach aige ar leibhéal an chórais.

Cuireann an bonn alúmanaim friotaíocht theirmeach neamhbhríoch leis má tá sé tiubh go leor (≥1.0 mm) agus má úsáideann an comhéadan leis an doirteal teasa TIM (ábhar comhéadain theirmeach) cuí. Is minic gurb é an comhéadan bonn go doirteal teasa an fhriotaíocht theirmeach is mó sa tionól - ach ní bhíonn smacht díreach ag dearthóir an PCB air.

Insamhladh Teirmeach a Rith Sula dTugtar Dul i nGeall ar an Leagan Amach

Cuireann insamhalta teirmeach roimh leagan amach an PCB cosc ​​ar dhá earráid chostasacha: bord a thógáil nach féidir leis fuarú go leordhóthanach ag cumhacht rátáilte, agus an tréleictreach a ró-shonrú ar chostas gan ghá.

Ionchuir FEA le haghaidh insamhalta PCB LED alúmanaim:

• Friotaíocht theirmeach phacáiste LED (θ_j-s, ón mbileog sonraí)
• Cumhacht ar aghaidh LED ag an sruth oibriúcháin
• Toisí ceap agus seilide teirmeach
• Grád agus tiús tréleictreach (is é seo an paraiméadar atá á réiteach agat)
• Toisí bonn alúmanaim agus cóimhiotal
• Friotaíocht doirteal teasa agus luach TIM comhéadain gléasta
• Teocht chomhthimpeallach (an cás is measa: de ghnáth 50–60°C i gcás daingneáin faoi iamh)

An rud a insíonn aschur an insamhalta duit:

• Uasteocht acomhal LED — déan comparáid i gcoinne rátáil T_j (de ghnáth 125–150°C do phacáistí LED nua-aimseartha)
• Spotaí te ó chnuasach LEDanna — má chuirtear LEDanna ró-ghar dóibh, cuireann friotaíocht theirmeach ó fhoinsí teasa LED comharsanacha le teocht an acomhail
• Tc tréleictreach riachtanach chun fanacht laistigh de bhuiséad teochta an acomhail

Soláthraíonn Highleap Electronics Insamhalta teirmeach MCPCB tacaíocht do chustaiméirí a gcaithfidh siad sonraíocht a gcruach a bhailíochtú sula ndéanann siad gealltanas táirgeadh. Tá sé seo úsáideach go háirithe nuair a bhíonn tionchar suntasach ag an rogha idir tréleictreach 2.0 agus 3.0 W/m·K ar chostas ábhair.

Geoiméadracht Ceap LED: Cruinneas Lorg agus Iontaofacht Chomhpháirteach Sádrála

Tá iarmhairtí níos déine ag baint le geoiméadracht ceap ar PCBanna LED alúmanaim ná mar atá ar FR-4 caighdeánach toisc go bhfuil mais theirmeach an bhoinn alúmanaim ard agus go bhfuil sé níos deacra teocht athshreafa a rialú. Earráidí coitianta i ndearadh ceap:

ceapacha teirmeacha rómhóraCruthaíonn ceap seilide teirmeach atá níos mó ná lorg seilide an phacáiste LED taiscumar sádrála le linn athshreafa a fhéadann sádr a shú ó na ceapacha comhartha, rud a fhágann nach leor foirmiú comhpháirteach ag ceapacha comhartha/anóid/catóide. Bíodh méid an cheapa theirmigh 0–0.1 mm in aghaidh an taobh níos mó ná seilide teirmeach an phacáiste, ní 0.3–0.5 mm mar a shonraítear uaireanta do FR-4.

Cóimheas oscailte masc sádrálaI gcás ceapacha teirmeacha móra (>3 × 3 mm), bain úsáid as oscailt masc sádrála roinnte — il-oscailtí níos lú seachas ceap amháin atá nochta go hiomlán — chun toirt an ghreamaithe a rialú agus folúntas a chosc. Dírigh ar nochtadh achar copair 50–70% do cheapacha ≥ 9 mm².

Comhphlánacht ceapBíonn boird alúmanaim a bhfuil athrú tiús tréleictreach acu beagán casta le linn athshreabhadh. Is féidir comhphlánacht ceap ≤0.05 mm a bhaint amach le tiús tréleictreach rialaithe. Má bhraitheann do phriontáil greamaigh ar chomhphlánacht dhlúth, pléigh é seo leis an monarcha mar shonraíocht rialaithe. Scrúdaigh conas dearadh masc sádrála ar PCBanna bíonn tionchar aige ar thoradh tionóil ar foshraitheanna croí miotail.

Leithead Rian Copair le haghaidh Sreangán LED Ard-Reatha

Soláthraíonn an caighdeán IPC-2152 (IPC-2221 roimhe seo) an tagairt do leithead an rian i gcoinne acmhainn reatha. Ar PCBanna LED alúmanaim, bain úsáid as na táblaí rianaithe ciseal inmheánach seachas an ciseal seachtrach - toisc go bhfuil an rian ar an dromchla ach go n-ionsúnn bonn an alúmanaim teas ón mbun, rud a mhacasamhlaíonn iompar teirmeach an chiseal inmheánach go páirteach.

Treoirlínte praiticiúla maidir le leithead rian le haghaidh 1 unsa copair ar PCBanna LED alúmanaim, ardú 10°C:

I gcás sruthanna os cionn 5 A, bog go 2 unsa nó 3 unsa copair. Ídíonn an leithead rian atá ag teastáil ag 1 unsa le haghaidh 10 A (5 mm) achar leagan amach atá níos fearr a úsáid le haghaidh soilse LED breise i ndearaí ard-dlúis. dearadh PCB copair throm prionsabail nuair a sháraíonn meáchan copair 2 unsa.

Criosanna Coinneála Amach agus Fad Creepage do Thiománaithe LED Comhtháite

Comhtháthaíonn go leor dearaí PCB LED alúmanaim an ciorcad tiománaí LED ar an mbord céanna leis an eagar LED. Cruthaíonn sé seo réigiún ardvoltais (taobh ionchuir an tiománaí: 100–350V AC nó DC) in aice leis an sreang LED ísealvoltais. Rialacha dearaidh:

Fad creeppageSainmhíníonn IEC 60950-1 agus IEC 62368-1 ceanglais maidir le creapadh agus imréiteach idir seoltóirí ardvoltais agus ísealvoltais. I gcás inslithe athneartaithe ag voltas oibre 250V AC, is é 6.4 mm an fad creapadh íosta ar PCB (Céim Truaillithe 2, Grúpa Ábhar IIIa). Ar PCBanna LED alúmanaim ina bhfuil an bonn alúmanaim ag poitéinseal chassis, éilíonn an t-achar ó aon sheoltóir beo go dtí imeall an bhoird nó an poll gléasta is gaire anailís creapadh freisin.

Coinneáil ardvoltais amach ó phoill gléastaCeanglaíonn poill gléasta alúmanaim an bonn leis an chassis daingneáin. Caithfidh aon rian ardvoltais achar creapadh/imréitigh a choinneáil ó na poill seo, agus trastomhas an cheangail sheoltaí á chur san áireamh.

Ceapanna teirmeacha IC tiománaíBíonn ceapacha teirmeacha nochta ag poitéinseal ardvoltais (ní talamh) i roinnt ICanna tiománaí LED. Fíoraigh voltas an cheapa sula sainmhínítear oscailtí masc sádrála agus doirteadh copair in aice leis na comhpháirteanna seo.

Rialacha DFM atá Sonrach do Leagan Amach PCB LED Alúmanaim

Tá Dearadh le haghaidh Monaraíochta ar foshraitheanna alúmanaim difriúil ó FR-4 i roinnt réimsí:

Gan aon vias i pillíní teirmeachaMurab ionann agus FR-4 áit a n-úsáidtear ceap trí-isteach le líonadh copair uaireanta, ní thacaíonn PCBanna LED alúmanaim le trí-iaranna faoi thalamh ná le trí-iaranna dalla. Ní mór an ródaíocht go léir a dhéanamh sa chiseal copair aonair. Cuireann doirteadh copair agus rianta leathana ionad scaipeadh teasa bunaithe ar trí-iaranna.

Fáinne fáinneach íosta le haghaidh druileála alúmanaimMar gheall ar scríobadh uirlisí druileála ag alúmanam, tá fánaíocht an druileála beagán níos airde ná mar atá ar FR-4. Ba chóir go mbeadh an fáinne fáinneach íosta le haghaidh poill phlátáilte tríd ar PCBanna LED alúmanaim 0.25 mm, ní 0.15 mm mar a d'fhéadfadh a bheith inghlactha ar FR-4.

Coinnigh comhpháirteanna amach ó línte scór-VIs é 0.5 mm an coinneáil amach caighdeánach ón scór V do chomhpháirteanna ar FR-4. Ar alúmanam, is féidir leis an athrú doimhneacht lann scór V a bheith ±0.1 mm, agus cruthaíonn an scór alúmanaim cur isteach beag ar an dromchla. Méadaigh coinneáil amach comhpháirteanna ó línte scór V go 0.75 mm ar PCBanna LED alúmanaim.

Níl plátáil imeall ar fáilNí thacaíonn PCBanna LED alúmanaim le plátáil imeall. Ní mór aon cheanglas nasc leictreach ag imeall an bhoird a dhéanamh trí phaicéid atá tarraingthe siar ón imeall faoi ≥0.5 mm.

Chun athbhreithniú iomlán DFM a fháil sula gcuireann tú do dhearadh isteach le haghaidh léiriúcháin, bain úsáid as an Seicliosta DFM PCB mar thagairt réamh-aighneachta.

Liosta Seiceála um Lámháil Dearaidh le haghaidh Déantúsaíocht PCB LED Alúmanaim

Sula seoltar comhaid chuig an monaróir:

• Comhaid Gerber: ciseal copair, barr masc sádrála, barr scáileáin síoda, imlíne boird (DXF nó ciseal Gerber tiomnaithe)
• Comhad druileála: gach poill le trastomhais, ainmniú plátáilte/neamhphlátáilte
• Sonraíocht cruachta: grád alúmanaim, tiús, grád tréleictreach Tc, meáchan copair, tiús iomlán an bhoird
• Sonraíocht chríochnaithe dromchla: tiús óir/nicil ENIG, nó HASL/OSP
• Riachtanas voltais ard-phota
• Aicme IPC (2 nó 3)
• Sonraíochtaí rialaithe: caoinfhulaingt tiús tréleictreach, caoinfhulaingt tiús copair
• Dath masc sádrála agus cóimheas oscailte ar phainéil theirmeacha móra
• Sonraí faoi chamfer nó faoisimh pholl gléasta más gá

Déanann foireann innealtóireachta Highleap Electronics a athbhreithniú DFM saor in aisce ar chomhaid a chuirtear isteach sula ndéantar luachan, ag sainaithint aon cheann de na saincheisteanna thuas sula dtiocfaidh lochtanna táirgeachta nó diúltuithe boird chun cinn. Seoltar an t-athbhreithniú ar ais laistigh de 1-2 lá oibre.

Ceisteanna Coitianta

Cén uirlis insamhalta ba chóir dom a úsáid le haghaidh dearadh teirmeach PCB alúmanaim faoi stiúir? Is uirlisí iomlána FEA iad ANSYS Icepak agus Mentor FloTHERM le leabharlanna ábhar do thréleictrigh MCPCB. Chun torthaí níos tapúla a fháil le linn an dearadh tosaigh, áirítear samhlacha teirmeacha simplithe le huirlisí insamhalta monaróirí LED (Lumileds SiteMap, OSRAM LED Expert). Is fearr aon insamhalta ná gan aon insamhalta - fiú amháin i samhail scarbhileog de fhriotaíocht theirmeach acomhal go comhthimpeallach, gabhtar earráidí móra dearaidh roimh fhréamhshamhaltú.

Conas a láimhseálann mé eitleáin talún agus cumhachta ar PCB LED alúmanaim aonchiseal? Níl aon eitleán talún ag boird aonchiseal sa chiall thraidisiúnta ilchiseal FR-4. Ní mór cumhacht agus talamh (nó filleadh reatha) a threorú mar rianta ar leithligh. Is féidir le doirteadh copair ar limistéar neamhúsáidte feidhmiú mar chonairí áitiúla filleadh reatha ach níl siad ceangailte go leictreach leis an mbonn alúmanaim. Tá an bonn alúmanaim ina thalamh chassis nó ar snámh, ag brath ar dhearadh an daingneáin - ní talamh ciorcaid go huathoibríoch.

Cén bailchríoch ceap ba chóir dom a shonrú le haghaidh eagair COB LED ar bhoird alúmanaim? Is é ENIG an rogha cheart do COB (sliseanna ar bord) Tionól PCB faoi stiúirTá an dromchla cothrom, in-athchruthaithe riachtanach do phróisis cheangail bás agus nasctha sreinge a úsáidtear i dtáirgeadh COB. Níl éagsúlacht dromchla HASL comhoiriúnach le lamháltais airde nasctha i dtionól COB.

Cén tionchar a bhíonn ag bonn alúmanaim ar phróifíl athshreafa SMT? Glacann an bonn alúmanaim teas le linn an ardaithe, rud a éilíonn ráta ardaithe níos moille (uasmhéid 2°C/s) agus teocht chrios buaic níos airde b'fhéidir chun teocht leordhóthanach an cheapa a bhaint amach. Coinníonn an bonn teas freisin tar éis dó na criosanna buaic a fhágáil, rud a shíneann an t-am os cionn an leachtachta. Iarr próifíl athshreafa tiomnaithe ó do chomhpháirtí tionóil má tá tú ag aistriú ó FR-4 go PCBanna LED alúmanaim.