LED-Leiterplatte

Sie suchen eine passende LED-Leiterplatte für Ihre Beleuchtungssysteme?

Oder möchten Sie bei Ihrem nächsten Projekt mit modernen LED-Beleuchtungssystemen Kosten sparen?

Wenn ja, dann sollten Sie diese Anleitung lesen.

Es deckt alles ab, was Sie über LED-Leiterplatten wissen müssen, von einer grundlegenden Definition, Vorteilen, Merkmalen, Herstellungsverfahren, Materialauswahl, Montageverfahren und vielem mehr.

Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren…

Kapitel 1: Was ist LED-Leiterplatte?

LED ist ein Anfangsbuchstabe für Leuchtdioden die Lichtstrahlen aussendet, wenn ein elektrischer Strom hindurchfließt.

LED hat normalerweise negativ (Kathode) und positiv (Anode) und erzeugt Licht im sichtbaren Bereich.

LED

Die LEDs haften durch Löten auf den Leiterplatten und haben elektrische Anschlüsse zur Beleuchtung.

In der jüngeren Vergangenheit gab es eine große Entwicklung auf dem Gebiet der Leiterplatten wodurch verschiedene Systeme vereinfacht werden.

Die Innovationen haben sich auf den Bereich der Beleuchtung ausgebreitet, wo wir Leiterplatten für die LED-Beleuchtung verantwortlich sind.

Die Leuchtdiode ist mit der Hauptplatine verbunden und enthält einen Chip, der Licht in einem elektrischen Schaltkreis erzeugt.

LED auf einer Platine

Der Leuchtdioden-PCB-Chip ist über eine Keramikbasis und einen thermischen Kühlkörper mit der Platine verbunden.

Es gibt viel Wärme ab, wenn es verwendet wird, und die Hersteller verwenden andere Mittel, um die Wärme zu reduzieren.

Metallkern-Leiterplatten sind oft die beste Option für die LED-Leiterplatten-Beleuchtungssysteme, da sie die Wärme schneller ableiten.

Das Hauptmaterial oder Metall in der Metallkern-Leiterplatte für Leuchtdioden ist üblicherweise Aluminium.

Die Aluminium-LED-PCB hat eine dünne Schicht aus wärmeleitendem dielektrischem Material, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

Das Material arbeitet im Vergleich zu herkömmlichen starren Leiterplatten besser, effizienter und schneller.

Sie können die LEDs verwenden, um verschiedene Muster und Signale in Anwendungen wie Werbetafeln zu erstellen.

Die Technologie ist auch jeden Tag involviert und Sie können sie auch in einer Aufgaben- und Umgebungsbeleuchtung verwenden.

Sie können es leicht in einer Reihe von Varianten wie ultraviolettem Licht, sichtbarem Licht und Infrarotlicht finden.

Kapitel 2: Vor- und Nachteile von LED-Leiterplatten

Wann immer Sie die LED-Platine verwenden, werden Sie bestimmte Vorteile genießen und bei anderen Gelegenheiten kann sie auch versagen.

Einige der Vorteile der Verwendung der LED-Leiterplatte umfassen:

LED-Leiterplatte

• Die Leuchtdioden sind aufgrund ihrer hohen Intensität und hochwertigen Verwendungszwecke weit verbreitet. Viele Hersteller in der modernen Welt bevorzugen die Verwendung von LED-Leiterplatten, da sie ihren Kunden eine qualitativ hochwertige Leistung zusichern.
• Es verfügt über eine flexible Designfunktion, die es Kunden ermöglicht, kundenspezifische Designs für ihre Geräte zu haben. Auch bei den LED-Leiterplatten finden Sie im Markt unterschiedliche Bauformen, aus denen Sie wählen können.
• Die Led-Leiterplatten sind kostengünstig und sparen Ihnen viel Geld.
• Es ist auch sehr einfach zu bedienen und Sie müssen keine Schulung durchlaufen, bevor Sie das Gerät verwenden.
• Es ist energieeffizient und Sie sparen viel Energie, wenn Sie eines der Geräte verwenden.
• Die LED-Leiterplatten haben ein sehr geringes elektrisches Rauschen, obwohl sie helles und effektives Licht erzeugen.
• Die Diagnose und Reparatur der LED-Leiterplatten ist einfach. Sie können dies ganz einfach tun, ohne einen Techniker um Hilfe zu bitten. Es ist auch austauschbar, falls Sie ernsthafte Schäden am Gerät haben.
• Hersteller können es in verschiedenen kompakten Größen herstellen, was ohne die Leiterplatten nicht möglich wäre. Es ist eine praktische Plattform, um die elektrischen Komponenten effizient und kompakt anzuordnen. Dies ermöglicht die Entwicklung unterschiedlicher LED-Schaltungen unterschiedlicher Größe.
• Die LED-PCB-Komponenten sind immun gegen Bewegungen, da sie durch Lote an der Platine haften bleiben. Hersteller können es in beweglichen Geräten wie den Scheinwerfern eines Fahrzeugs verwenden. Sie müssen sich keine Gedanken über die Verschiebung von Komponenten und elektrische Kurzschlüsse machen, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
• Es hat auch Kühlkörper und Metallkerne wie Aluminium, die die Wärmeableitung unterstützen.
• Es ist auch sehr kompakt und Hersteller können es problemlos in verschiedene Komponenten wie unter anderem Autos einbauen.
• Sie ist im Gegensatz zu den anderen traditionellen Beleuchtungsmöglichkeiten quecksilberfrei und umweltfreundlich.

Abgesehen von den Vorteilen haben Leiterplatten mit Leuchtdioden auch einige Nachteile, darunter:

• Obwohl sich die Leistung verbessert hat, können einzelne Geräte nicht genug Leistung erbringen. Die Leistung einzelner Geräte ist immer noch ineffizient bis zu einem Punkt, an dem Sie sie nicht mehr für Mainstream-Beleuchtungsanwendungen verwenden können. Es wird daher viel Platz benötigt, um eine effiziente LED-Leiterplatte herzustellen.
• Die Gruppierung von LEDs in verschiedene Arrays bringt auch Herausforderungen hinsichtlich optischer, Beleuchtungs- und Herstellungsgesichtspunkte mit sich.
• Die Optimierung der Lichtqualität einer LED-Leiterplatte ist sehr schwierig, da sie teuer und zeitaufwändig ist.
• Die LED-Arrays altern unterschiedlich schnell, da einige im Vergleich zu anderen eine längere Lebensdauer haben. Dies kann dazu führen, dass die Einheit vom Verbraucher verschrottet wird.
• Die Montage verschiedener LED-Leiterplatten ist auch arbeitsintensiv und schwierig und erhöht manchmal die Kosten.
• Die LED-Anwendung erzeugt auch viel Wärme, was zur Verwendung von Metallkern-Leiterplatten führt. Die Metallkern-Leiterplatten sind im Vergleich zu den normalen Leiterplatten relativ teuer.

Quadratische LED-Leiterplatte

Kapitel 3: Hauptanwendungen von LED-Leiterplatten

LED-Leiterplatten sind aufgrund ihrer Energieeffizienz, Designflexibilität und niedrigen Kosten in verschiedenen Anwendungen erhältlich.

Die LED-Leiterplatte spielt in solchen Anwendungen eine sehr wichtige Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer und der Energieeinsparung.

Es gibt bestimmte Arten von LED-Leiterplatten, die LED-Licht reflektieren und die maximale Lichtintensität unterstützen.

Zu den Hauptanwendungen der LED-Leiterplatten gehören:

Kfz-LED-Leiterplatte

Sie finden diese Art von LED-Leiterplatten am ehesten in Leistungsreglern, der Automobilindustrie und elektronischen Reglern.

Die Leiterplatte für die Automobilindustrie sollte eine lange Lebensdauer und eine hohe Haltbarkeit zu einem sehr wettbewerbsfähigen Preis bieten. Die LED-Leiterplatte ist am besten für die Automobilindustrie geeignet, da sie in der harten Welt der Automobilindustrie gute Leistungen erbringen kann.

Audi mit LED-Leuchten

Die LED-Leiterplatte befindet sich im Display, in Motorschaltkreisen und anderen elektronischen Geräten wie der Stereoanlage.

In vielen Fällen bieten die Metallkern-LED-Leiterplatten eine bessere Leistung bei Hochtemperaturanwendungen wie Scheinwerfern.

Zu den Hauptanwendungen der LED-Leiterplatte in der Automobilindustrie gehören:

• Leistungsrelais
• ECU/ECL-Steuermodule
• Digitale Anzeigen
• Transmissionssensoren
• LED-Beleuchtungssysteme für den Innen- und Außenbereich

Telekommunikations-LED-Leiterplatte

Die LED-Leiterplatte, die Sie in der Telekommunikationsbranche verwenden werden, hat in der Regel ein geringes Gewicht, ist sehr langlebig und störfest.

Die LED-Leiterplatten sind für Filterschaltungen und andere Hochfrequenzgeräte erhältlich.

Telekommunikationsgeräte verwenden LED-Anzeigen und -Anzeigen und erzeugen dabei viel Wärme.

Einfaches Telekommunikationssystem – Foto mit freundlicher Genehmigung: Optical Society of America

Um das Hitzeproblem anzugehen, ist Aluminium-LED-Leiterplatte in dieser Branche besser geeignet und äußerst nützlich.

Die Aluminium-LED-Leiterplatte ist auch aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Haltbarkeit wünschenswert, wodurch die Geräte leichter und langlebiger werden.

Medizinische LED-Leiterplatte

Schauen Sie sich verschiedene medizinische Geräte wie Scanner an und Sie werden die LED-Leiterplatte finden.

Medizinische Ausrüstung

Medizinische Geräte müssen effizient und sehr langlebig sein, und die LED-Leiterplatten liefern die besten Ergebnisse.

Die LED-Leiterplatten sind in Geräten erhältlich, die Sie für Diagnose, Behandlung und Forschung verwenden.

In verschiedenen Operationssälen haben die meisten Beleuchtungssysteme die Leuchtdioden-Leiterplatten.

Die Intensität der Beleuchtung dieser Geräte macht sie zur besten Wahl für solche Operationen.

Es ist auch die Hauptkomponente der Beleuchtungsgeräte, die Sie in verschiedenen Räumen des Krankenhauses finden.

Computer-LED-Leiterplatte

Die Computer geben während ihres Betriebs normalerweise viel Wärme ab und erfordern eine gute Leiterplatte, um die Wärme abzuführen.

Die besten wärmeempfindlichen Leiterplatten für Computer sind die gedruckten Leiterplatten mit Leuchtdioden.

Sie finden die LED-Leiterplatten in Scannern, Smartphones, Tablets, Desktops und Laptops für Anzeigefunktionen.

Computer-Motherboard-LED

Teile des Computers wie Diskettenlaufwerke, Leistungsgeräte und CPU-Platinen verwenden die Aluminium-LED-Leiterplatte.

Andere Beispiele für Anwendungen, in denen Sie die LED-Leiterplatte finden können, sind Landebahn-Landelichter und Straßenlaternen.

Es ist auch in den Anwendungen für die Beleuchtungsausrüstung im militärischen Bereich und die Beleuchtung von Autobahntunneln verfügbar.

Solar-/Photovoltaik-Beleuchtung, Laternen und Taschenlampen, Signal- und Verkehrsbeleuchtung haben auch die LED-Leiterplatten.

Abgesehen von diesen Anwendungen finden Sie die LED-Leiterplatte auch im Bereich Landwirtschaft und Nutzpflanzenwissenschaften.

Landwirtschaftsforscher verwenden die LED-Leiterplatten, um die Beleuchtung für ein hohes Pflanzenwachstum zu unterstützen.

Die Lichtintensität der Geräte ist für das Pflanzenwachstum ausreichend.

Kapitel 4: Schlüsselkomponenten der LED-Leiterplatte

Der Erfolg der LED-Leiterplatte hängt von verschiedenen Komponenten der LED-Leiterplatte ab.

Runde LED-Leiterplatte

Dies sind die Schlüsselfaktoren, die zusammenwirken, um einen Prozess abzuschließen. Diese Komponenten führen oder modifizieren und verwalten die Spannung und den Strom, die durch sie fließen.

Die meisten Komponenten sind standardisierte Standardkomponenten, die Sie leicht identifizieren und kaufen können.

Andere Komponenten sind normalerweise eher proprietär für das Projekt und Sie können sie nicht leicht finden.

Eine typische LED hat im Grunde einen Chip, der ein Halbleiter ist, der Licht in einem elektrischen Schaltkreis erzeugt.

Das Design wird die Schaltungsart, das Beschichtungsmaterial der Leiterplatte, die Größe und andere wichtige Faktoren spezifizieren.

LED auf PCB – Quelle: MY LIGHTING GUIDE

Neben dem Chip gibt es verschiedene Komponenten der LED-Leiterplatte wie:

Grundwerkstoffe

Beachten Sie, dass nicht alle LED-Leiterplatten gleich sind, da sie je nach Art der Anwendung und des Basismaterials variieren können.

Das Basismaterial ist der wichtigste Teil der LED-Leiterplatte, da es die Effizienz der Platine bestimmt.

Die Wirksamkeit der Platine zeigt sich in der Art und Geschwindigkeit, mit der sie Wärme vom Gerät überträgt.

Es gibt bestimmte Anwendungen, die erfordern, dass bestimmte Komponenten auf der gedruckten Schaltungsplatine der lichtemittierenden Diode verfügbar sind.

Diese Tatsache gilt für Anwendungen, die sehr empfindlich auf hohe Temperaturen reagieren, wie z. B. LED-Leuchten.

Ingenieure werden daher je nach Anwendung verschiedene Arten von Leiterplattenkernen mit unterschiedlichen Materialien entwerfen.

PCB-Basismaterial

Zu den besten und wichtigsten Eigenschaften der Leiterplatte, die Sie sich ansehen müssen, gehört der Leiterplattenkern. Der Sockel der LED-Leiterplatte ist in einer Vielzahl von Materialien erhältlich, wie zum Beispiel:

FR-4 Material für PCB

FR-4 ist das gebräuchlichste Basismaterial, das Sie in der LED-Leiterplatte finden können, das aus Epoxid und Glas besteht.

Es ist feuerhemmend, aber es ist nicht das beste Material, das Sie für die Wärmeableitung wählen können.

Es gibt verschiedene Bezeichnungen des FR4, darunter FR4 Standard, FR4 Nicht-Halogen, FR4 Mittel-Tg und FR4 Hoch-Tg.

Daneben gibt es noch die FR4-Leiterplatte mit dem Thermal-Via-Array.

Es ist eine Art FR4 mit dünnen Doppelseiten und plattierten Durchgangslöchern oder thermischen Durchgangslöchern.

Die thermischen Vias stellen sicher, dass es einen thermischen Weg gibt, um die Wärmeleitung durch das thermische Substrat zu verbessern.

Epoxidmaterial für PCB

Epoxidharze sind andere, wenn auch nicht so übliche Substrate für gedruckte Leiterplatten mit lichtemittierenden Dioden.

Sie sind im Vergleich zu anderen Substraten weniger haltbar, aber billiger in der Herstellung.

Es ist jedoch ein sehr schlechter Wärmeleiter und keine gute Option zur Wärmeableitung.

Metallkern für LED-PCB

Metallkerne sind die effektivsten Materialien für die Leuchtdioden, insbesondere diejenigen, die überschüssige Wärme erzeugen.

Sie sind sehr gute Wärmeleiter und können die Wärmeabfuhr aus dem Gerät unterstützen. Es besteht in der Regel aus verschiedenen Metallarten wie Aluminium, Kupfer oder Edelstahl.

LED-Leiterplatte mit Metallkern

Das Metall verleiht der Leiterplatte geeignete elektrische Isolations- und Wärmeleitfähigkeitseigenschaften.

Die häufigste Art von Metallkern, die viele Hersteller bevorzugen, ist Aluminium.

Diese Art von LED-Leiterplatte ist auf Aluminium als Hauptbasiskern anstelle einer Glasfaserbasis angewiesen.

Die Legierung kann aus verschiedenen Kombinationen von Aluminium, Magnesium und Silumin bestehen, die die Eigenschaften des Metalls verändern.

Die Kombination variiert je nach gewünschter Anwendung.

Wenn die Wärmeleitfähigkeit kein wirklich zu berücksichtigender Faktor ist, dann sind Epoxide und FR4 die am besten geeigneten Basismaterialien.

Denn sie sind im Vergleich zu den Metallkern-LED-Leiterplatten relativ günstig.

Verwenden Sie die Metallkern-Leiterplatte, wenn bei der Anwendung viel Wärme erzeugt wird.

Beschichtungsmaterial

Die meisten Anwendungen der Leiterplatten mit Leuchtdioden befinden sich in der Außenumgebung.

Es ist wahrscheinlich, dass es durch Temperaturänderungen, Feuchtigkeit (Regenfeuchtigkeit und Kondensation), Korrosion, Salznebel und Gase beschädigt wird.

Das Hauptmerkmal in der Außenanwendung ist die Leistung des Geräts und die Gesamtdarstellung des Geräts.

Beschichten von Leiterplatten

Daher ist es wichtig, eine Abdeckung oder ein Beschichtungsmaterial zu haben, das die inneren Teile des Geräts schützt.

Das Beschichtungsmaterial schützt die LED-Leiterplatte vor Schäden durch Feuchtigkeit, übermäßige Hitze und andere Umwelteinflüsse.

Die LED-Leiterplatte hat daher aufgrund des aktiven Schutzes durch das Beschichtungsmaterial eine längere Lebensdauer.

Das Beschichtungsmaterial der Leuchtdioden-PCB sollte die Wirksamkeit, Zuverlässigkeit und Leistung der Vorrichtung nicht beeinträchtigen.

Die am häufigsten verwendete Art von Beschichtungsherstellern ist die konforme Beschichtung.

Es handelt sich um dünne Lacke, die sich an die PCB-Konturen anpassen können, ohne dem Gerät Volumen oder Gewicht hinzuzufügen.

Sie können es einfach durch Tauchen oder Sprühen auf die LED-Leiterplatte auftragen, bis es eine Dicke von 25 bis 75 Mikrometern hat.

Die Beschichtung sollte sehr klar sein und während der gesamten Lebensdauer der LED-Leiterplatte in dieser speziellen Umgebung klar bleiben.

Die beste Form der konformen Beschichtung basiert auf Acrylchemie, die sowohl Farb- als auch Klarheitsstabilität bietet.

Es ist aus folgenden Gründen die beste Form der Beschichtung für die LED-Leiterplatte:

• Es ist einfach auf die LED-Leiterplatte aufzubringen
• Volumen und Gewicht des Produkts werden dadurch nicht weiter erhöht
• Es ermöglicht eine vielseitige Verwendung
• Sie haben einen einzigartigen Effekt auf die Farbtemperaturverschiebung

Die andere Art von verfügbarem Beschichtungsmaterial ist das Verkapselungsharz, das in verschiedenen Arten erhältlich ist.

Es ist in bestimmten Typen wie Polyurethan-, Epoxid- und Silikonoptionen erhältlich. Epoxidharze sind die zähesten von allen, aber nicht so flexibel, was bei Temperaturwechseln Schwierigkeiten bereitet.

Größe der Leiterplatte

Die Größe der LED-Leiterplatte hängt von der Art der Anwendung ab, für die Sie sie beabsichtigen.

PCB-Abmessungen

Das bedeutet, dass es verschiedene Größen für die LED-Leiterplatten gibt, die Sie auswählen können.

Sie reichen je nach Anwendung von sehr kleinen LED-Leiterplatten bis hin zu größeren.

Es steht Ihnen frei, mit dem Hersteller zu kommunizieren, je nach Anwendung eine LED-Leiterplatte in verschiedenen Größen herzustellen.

Je größer das Gerät, desto größer die LED-Leiterplatte und je kleiner sie ist, desto kleiner ist das Gerät.

Die Faktoren, die die Größe der LED-Leiterplatte bestimmen, sind die Dicke des Panels und die Panelgröße.

Normalerweise reichen die gebräuchlichsten oder Standardplattengrößen von den kleinsten verfügbaren bis zu:

• Bis zu 10″ X 16″ (auf einem 12″ X 18″ Panel; diese Panelgröße wird häufig verwendet)
• Bis zu 16″ X 22″ (auf einem 18″ X 24″ Panel; diese Panelgröße wird häufig verwendet)
• Bis zu 19″ X 27″ (auf einem 21″ X 29″ Panel; diese Panelgröße ist nicht so üblich)

Schaltungsschicht

Es ist der Teil der LED-Leiterplatte, der am meisten zur Endfunktion der Leiterplatte beiträgt.

Leiterplattenschichten

Es enthält die für die Funktion der Leiterplatte wichtigen Kupferleiterbahnen.

Es ist die Schicht auf dem Dielektrikum in einer LED-Leiterplatte.

Sie können das Kupfer mit Klebstoffen oder Hitze auf die Platine der Leiterplatte laminieren.

Die Dicke des Kupfers variiert je nach Art der Anwendung und Menge des durchfließenden Stroms.

Die meisten LED-Leiterplatten haben eine Unze Kupfer, während die anderen, die mehr Leistung zulassen, mehr haben.

Sie können zwei oder drei Unzen Kupfer enthalten, abhängig von der Menge des durchfließenden Stroms.

Sie können den Widerstand der Schaltungsschicht bestimmen, indem Sie ihre Länge, Breite und Dicke betrachten.

Dielektrikum

Das Dielektrikum ist eine dünne, wärmeleitfähige Schicht, die sich mit dem Aluminiumsubstrat verbindet, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

Der Schlüssel zur überlegenen Leistung der Wärmeklasse liegt im Dielektrikum der LED-Leiterplatte.

PCB Dielektrikum

Denken Sie beim Entwerfen einer LED-Leiterplatte daran, das Dielektrikum anzubringen, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

Es ist eine Isolatorschicht, die nicht elektrisch leitfähig ist und Aluminium von der elektrischen Anordnung trennt.

Kapitel 5: Arten von LED-Leiterplatten

Da es zahlreiche Anwendungen für die Leuchtdiode PCB gibt, gibt es unterschiedliche Typen der Leiterplatten.

Die verschiedenen Arten von LED-Leiterplatten haben ihre eigenen Herstellungsspezifikationen, Verwendungszwecke und Materialarten. Einige der gebräuchlichsten Arten von LED-Leiterplatten sind in den folgenden Abschnitten aufgeführt.

Flexible LED-Leiterplatte

Der  flexible LED-Leiterplatte besteht aus Materialien, die sich biegen, drehen und in verschiedene Richtungen bewegen können, einschließlich Kunststoff.

Sie sind in verschiedenen Schichtformaten erhältlich, darunter Einzel-, Doppel- und Mehrschichtformate.

Flexible LED-Leiterplatte

Die Tatsache, dass Sie die Schaltung auf das flexible Material drucken müssen, macht es relativ teuer.

Die flexiblen Leuchtdioden-Leiterplatten haben gegenüber der starren LED-Leiterplatte zahlreiche Vorteile.

Die Tatsache, dass es flexibel ist und sich in verschiedene Richtungen bewegen kann, macht es starren LED-Leiterplatten überlegen.

Das bedeutet, dass Sie es falten und auch um verschiedene Ecken und Kanten biegen können.

Die Flexibilität ist ein großer Vorteil, der zu Einsparungen bei Volumen, Gewicht und Kosten bei der Erstellung eines bestimmten Designs führt.

Sie können es auch in verschiedenen Bereichen verwenden, die normalerweise umweltgefährdend sind und für andere Arten schädlich sein könnten.

Dies liegt daran, dass sie Materialien haben, die wasserdicht, korrosionsbeständig, stoßfest und beständig gegen Öle mit hohen Temperaturen sind.

Starre LED-Leiterplatte

Wie der Name schon sagt, die starre LED-Leiterplatte ist steif und kann sich nicht in verschiedene Richtungen biegen.

Starre Leiterplatte

Die Hersteller verwenden feste Materialien als Substrate, wodurch verhindert wird, dass sich die Platte in verschiedene Richtungen verdreht.

Die gebräuchlichste Art von starrer LED-Leiterplatte ist die, die Sie in einem Computer finden.

Die starren LED-Leiterplatten zur Herstellung der höchsten Anzahl von Leiterplatten, die Hersteller herstellen.

Man findet sie an vielen Stellen, wo man eine LED-Leiterplatte einsetzen muss, die ewig in Form bleiben soll.

Sie sind in verschiedenen Formen erhältlich, darunter einfache, doppelte oder mehrschichtige LED-Leiterplatten.

Hybrid-LED-Leiterplatte

Die Hybrid-LED-Leiterplatte umfasst ein Material, das zusammen mit einem Basismetall, wie etwa Aluminium, nicht thermisch ist.

In vielen Fällen besteht die Hybrid-LED-Leiterplatte aus der herkömmlichen FR4-Bindung mit dem Aluminiumsubstrat.

Das Zusammenfügen der beiden Teile macht es dem Gerät leicht, Wärme effizienter abzuführen.

 Hybrid-LED-Leiterplatte – Quelle: DIYForums

Abgesehen von einer Erhöhung der Wärmeableitung hat das Gerät eine bessere Steifigkeit, was es sehr stark macht.

Die Hybride sind auch kostengünstiger im Vergleich zu einer starren Aluminium-Leuchtdioden-Leiterplatte.

Es hat auch seine Nachteile, die den Mangel an Flexibilität beinhalten, so dass es schwierig ist, eine Biegung zu machen.

Mehrschichtige LED-Leiterplatte

Mehrschichtige Leiterplatten bestehen aus mehr als zwei Doppelschichten einer Leuchtdioden-Leiterplatte.

Die mehreren Schichten haften mit einer speziellen Art von Klebstoff und zwischen verschiedenen Arten von Isolatoren.

Die Isolatoren sorgen dafür, dass keine Schicht der LED-Leiterplatte durch übermäßige Hitze schmilzt.

Mehrschichtige Leiterplatte

Sie sind in verschiedenen Größen erhältlich, wobei Sie eine kleine mit nur vier Schichten finden können. Sie können auch eine größere mit 12 Schichten oder mehr in verschiedenen LED-Anwendungen erhalten.

Die maximale Anzahl von Schichten, die wir kennen, beträgt 50, und es handelte sich um eine größere Anwendung.

Die mehrschichtigen LED-Leiterplatten sollen für den Einsatz in komplizierten elektrischen Anwendungen existieren.

Einlagige LED-Leiterplatte

Eine einschichtige Leuchtdioden-PCB hat nur eine Seite mit der Schaltung oder im Grunde eine Schicht des Substrats.

Auf einer Seite des Basismaterials befindet sich eine sehr dünne Metallschicht, vorzugsweise Kupfer, da es ein guter Leiter ist.

Nach dem Auftragen der Kupferbasis ist der nächste Schritt das Aufbringen einer Lötschutzmaske.

Einschichtige Leiterplatte

Danach können Sie einen Siebdruck anwenden, der jedes auf dem Brett verfügbare Element markiert.

Es handelt sich um sehr einfache LED-Leiterplatten, die leicht zu entwerfen und anschließend herzustellen sind.

Sie können sie daher zu sehr niedrigen Preisen und in sehr großen Mengen erwerben.

Die Vorteile der Verwendung dieser Art von LED-Leiterplattenschicht machen sie zu einer wichtigen Komponente in vielen Anwendungen.

Kapitel 6: LED-PCB vs. Standard-PCB – Was LED-PCB einzigartig macht

LED-Leiterplatten sind eine der billigsten Beleuchtungsarten, die viele Menschen annehmen und die immer beliebter wird.

Dies ist der Hauptgrund, warum auch die Metallkern-Leiterplatte sehr gefragt ist.

Das LED-PCB-Beleuchtungssystem kann im Vergleich zu Standard-PCB-Systemen fünfmal günstiger sein.

LED-Beleuchtungssystem

Die LED-Leiterplatte ist effizienter in Bezug auf den Platzverbrauch.

Es nimmt nur sehr wenig Platz ein und auch die Leistung bzw. Wirksamkeit ist sehr hoch.

Es bietet im Vergleich zur Standard-Leiterplatte eine bessere Leistung und spart außerdem Platz und Energie.

Aufgrund der Leistungsfähigkeit der LED-Platinen ziehen es viele Geräte vor, die Standardplatine durch die LED-Leiterplatten zu ersetzen.

Es gibt jedoch einen Aspekt der LED-Leiterplatte, um den man sich zuerst kümmern muss.

Die Tatsache, dass sie viel Wärme abgibt, macht die Standard-Leiterplatte im Vergleich zu LED-Leiterplatten zu einem wünschenswerten Gerät.

Das Hitzeproblem, das viele mit LED-Leiterplatten in Verbindung bringen, hat eine Lösung.

Um das LED-Beleuchtungssystem über einen längeren Zeitraum ohne Beschädigung zu erhalten, verbauen die Hersteller die Metallkern-Leiterplatte.

Der Metallkern hilft bei der Ableitung überschüssiger Wärme aus dem System und macht es effizienter als Standard-Leiterplatten.

Die LED-Leiterplatte hat auf der Unterseite eine Metallplatte, die unterschiedlich dick ist.

Die Standard-Leiterplatte hat keine Metallplatte an der Unterseite und verfügt über Oberflächenveredelung und Lötmasken.

Bei den LED-Leiterplatten finden Sie den Lötstopplack und die Oberflächenveredelung auf einer Seite.

Aluminium-Leiterplatte

Die gedruckte LED-Schaltung ist einzigartig, da sie die Komponenten auf der Oberfläche hat, anstatt die Durchgangslöcher zu verwenden.

Dies liegt daran, dass es normalerweise eine Metallplatte an der Unterseite hat, um die Wärmeableitung zu unterstützen.

Das Vorhandensein der Durchgangslöcher auf der LED-Leiterplatte würde somit zu einer Aufnahme der einzigartigen Merkmale führen.

Es gibt bestimmte Arten von LED-Leiterplatten, die Durchkontaktierungen haben, insbesondere wenn sie mehr als eine FR4-Substratschicht haben.

Diese Art von LED-Leiterplatte leitet Wärme durch die Durchkontaktierungen ab, wodurch sie den Standard-Leiterplatten ziemlich ähnlich ist.

Die Arbeit, die Vias in der LED-Leiterplatte leisten, liegt in der Verantwortung der Komponenten der Metallkern-Leiterplatte.

Abgesehen davon ist die LED-Leiterplatte einzigartig, da die Löcher, die Sie auf den Platinen bohren, zur Montage dienen.

Es unterscheidet sich von der Standard-Leiterplatte, die Durchgangslöcher zur Wärmeableitung hat. Die Befestigungslöcher auf den LED-Leiterplatten sind auch größer als die Durchgangslöcher auf den Standard-Leiterplatten.

Die mehrschichtigen LED-Leiterplatten sind aufgrund der Materialkosten kostspielig in der Konstruktion und Herstellung.

Der Einbau von Aluminium zwischen jeder Schicht der Mehrschicht-Leiterplatte macht sie im Vergleich zu einer Standard-Leiterplatte kostspielig.

Obwohl es gewisse Designbeschränkungen zu durchlaufen hat, ist der Prozess fast ähnlich wie bei Standard-Leiterplatten.

Auch die Farbe des Lötstopplacks ist ein Alleinstellungsmerkmal der LED-Leiterplatte. Die Standardplatine hat eine Reihe dunkler Farben wie Schwarz, Rot, Grün und Blau.

Die LED-Leiterplatte hat nur eine Farbe, die auf der Oberseite der Platine weiß ist.

Die Dicke der Standard-Leiterplatte ist aufgrund der verschiedenen Kombinationen verschiedener Materialien und Lagenzahlen sehr unterschiedlich.

Die Dicke der gedruckten LED-Schaltung hat gewisse Grenzen gegenüber der verfügbaren Dicke der Trägerplatte.

Die Dicke der dielektrischen Schicht bestimmt auch, wie dick die LED-Leiterplatte sein wird.

Der Prozess der Bearbeitung von Standard- und LED-Leiterplatten ist in den meisten Fällen ähnlich.

Das bedeutet, dass beide Platten Fräsen, Bohren, Senken, V-Ritzen und Senken unterzogen werden. Der Hauptunterschied, der die LED-Leiterplatte einzigartig macht, ist die Tatsache, dass sie auf einem diamantbeschichteten Sägeblatt zum V-Ritzen basiert.

Kapitel 7: LED-Leiterplatten-Schaltungsdesign – Wie man LED-Leiterplatten herstellt

Der Prozess des Entwerfens einer LED-Leiterplatte beginnt mit einer Entwurfssoftware, die beim Entwerfen hilft.

Abgesehen davon benötigen Sie auch einen LED-Leiterplattendesigner, der Ihnen hilft oder Sie dabei anleitet.

Da sind viele PCB-Design-Software die Sie verwenden können, um ein geeignetes Design für die LED-Leiterplatte zu erstellen.

 PCB-Design-Software

Einige der Design-Software, die Sie bei der Erstellung der Designs verwenden können, sind:

• PCB-Webdesigner
• ZenitPCB
• TinyCad
• Osmond-Leiterplatte
• ExpressPCB
• Altium Designer

Das Entwerfen einer Leiterplatte beginnt mit dem Entwurfsingenieur, der bereit ist, seinen Verstand, seine Werkzeuge, Schaltplanerfassungen und Layout-Softwarepakete zu erkunden.

Der Ingenieur sollte das genaue Bild des LED-PCB-Designs vor Augen haben, bevor er mit dem Design beginnt.

Dazu gehört auch das Image des Endprodukts, das sie mit den verfügbaren Tools erreichen können.

Die Tools müssen in der Lage sein, Leistung und Leistung in Einklang zu bringen, sodass sie intuitiv und einfach zu bedienen sind.

Die Software sollte auch alle Anforderungen für das Design über PCB-Editor und Schaltplaneditor hinaus enthalten.

Die Software sollte über eine Bibliothek, Analyse-, Simulations-, Verifizierungs- und Dokumentationswerkzeuge für den Erfolg des LED-PCB-Designs verfügen.

Sie beginnen damit, den Schaltplan zu finden und den Schaltplan in der Computersoftware zum Entwerfen von LED-Leiterplatten zu zeichnen.

Anschließend müssen Sie den Schaltplan in die Zeichnung der LED-Leiterplatte übertragen.

Das Zeichnen gilt als großartiges Kunstwerk und erfordert, dass Sie sich Zeit nehmen und es gut machen.

Sehen Sie sich die Größe der Platine und die Leiterbahnbreite der Platine an. Es gibt gewisse Grenzen, wie dünn oder wie groß Ihre Leiterbahnen und Ihr Board sein können.

Sie sollten auch die Größe des kleinsten verfügbaren Bohrers berücksichtigen.

Die Leiterbahnbreite sollte der Größe der kleinsten Leiterbahnbreite entsprechen oder dicker sein, da dünne Leiterbahnen anfällig für Beschädigungen sind.

Berücksichtigen Sie die Strommenge, die durch das Design fließen wird, und passen Sie die Dicke der Platine entsprechend an.

Je mehr Strom durch die Platine fließt, desto dicker sollte die Platine sein.

LED-PCB-Design

Sie sollten mit Ihrem Hersteller in Kontakt bleiben, damit er jeden Schritt des Designprozesses sehen kann.

Sie können ihm auch Kopien der Konstruktionszeichnungen schicken, damit er sich ein Bild davon machen kann.

Er kann Sie auch zu den Dingen beraten, die Sie beim Design der LED-Leiterplatte tun müssen.

Achten Sie beim Erstellen des Designs darauf, dass Sie alle Komponenten der LED-Leiterplatte auf dem Design platzieren.

Die Komponenten sollten an den richtigen Stellen und genau an der gewünschten Position sein.

Die Software führt Sie durch diese Schritte und vermeidet Fehler beim Design, um ein gutes Produkt zu erhalten.

Das Platzieren der Komponenten an der richtigen Stelle wie im Schaltplan hilft Ihnen bei der Fehlersuche in der Schaltung.

Achten Sie besonders auf die großen Komponenten und die Anschlüsse, indem Sie die Anschlüsse für einen einfachen Anschluss an der Seite platzieren.

Entkopplungskondensatoren sollten sich in der Nähe der Pins befinden, die Sie mit den Kondensatoren verbinden.

Entkopplungskondensator

Alle Komponenten im Design sollten die entsprechenden Etiketten mit dem Teilwert und dem Namen haben.

Es erleichtert dem Hersteller das Löten und hilft auch bei der Fehlersuche.

Als Faustregel gilt, alle Anschlüsse außen mit den richtigen Namen zur Beschreibung zu beschriften.

Einige der Regeln, die Sie befolgen müssen, sind:

• Verlegen Sie bei einer zweilagigen Leiterplatte eine Lage vertikal und die andere horizontal.
• Vermeiden Sie bei einer HF-Leiterplatte Winkel von 90 Grad auf den Leiterbahnen der Leiterplatte, um den seltsamen Effekt zu vermeiden. Der 45-Grad-Winkel sieht auch professionell aus und Sie sollten es sich zur Gewohnheit machen.

Sie können den verfügbaren Umrissen zum Zeichnen des Designs folgen, aber die meisten Designprogramme verfügen über die erforderlichen Werkzeuge.

An dieser Stelle sollten Sie sich Gedanken über die endgültige Bestückung der LED-Leiterplatte machen.

Sie können die endgültige Zeichnung auf Papier drucken und testen, ob sie zum endgültigen Platzierungspunkt passt.

Denken Sie daran, dass Sie Ihr Board für die Herstellung vorbereiten müssen, während Sie das Design erstellen.

Das bedeutet, dass Sie das Platinenlayout auf Fehler überprüfen und dann in Gerber-Dateien konvertieren müssen.

Dies ist der letzte Entwurfsprozess und Sie können ihn zur Montage an den Hersteller senden.

Kapitel 8: LED-PCB-Montageprozess

Mit dem vorliegenden LED-Leiterplattendesign sind Sie in der Lage, die endgültige Platine zusammenzubauen und herzustellen.

Es gibt jedoch ein paar Schritte, die Sie sich ansehen müssen, bevor Sie mit dem eigentlichen Start beginnen Leiterplattenbestückungsprozess.

Diese Schritte helfen Ihnen zu wissen, ob das Design tatsächlich funktioniert, nachdem es in einer Leiterplatte fertig ist.

Fertig bestückte LED-Leiterplatte

Der Prozess beinhaltet einen DFM-Check mit dem genauen Design, Designregeln und spezifischen Anforderungen.

Dazu müssen alle Spezifikationen für das Design betrachtet und nach redundanten, fehlenden und problematischen Merkmalen gesucht werden.

Ein Beispiel für einen Leiterplattenfehler besteht darin, dass sehr kleine Zwischenräume zwischen den Komponenten der Leiterplatte verbleiben, was zu Schüssen führt.

Die DFM-Prüfung hilft bei der Beseitigung von Problemen, bevor Sie Geld verschwenden, indem Sie eine dysfunktionale LED-Leiterplatte herstellen. Die DFM/DFA-Prüfungen sollten als Montagepaket von den Herstellern geliefert werden, um bei der Herstellung geeigneter Leiterplatten zu helfen.

Der erste Schritt ist das Schablonieren von Lötpaste, bei dem Lötpaste auf die Platine der Leiterplatte aufgetragen wird.

Auf die Leiterplatte legen Sie eine Edelstahlschablone auf, mit der Sie punktuell auftragen können.

Es hilft dabei, die Teile zu kennen, an denen die Komponenten sitzen werden, wenn die LED-Leiterplatte fertig ist.

Die verwendete Lötpaste besteht zu 96.5 % aus Zinn, zu 3 % aus Silber und zu 0.5 % aus Kupfer.

Denken Sie daran, die Lotpaste genau an den Stellen der Platine und auch in der richtigen Menge aufzutragen.

Der zweite Schritt besteht darin, die Platine durch das Pick-and-Place-Robotergerät zu führen, um die genauen Komponenten zu platzieren.

Die Maschine platziert nicht nur die Komponenten, sondern auch die SMDs, die die meisten Nicht-Steckverbinderkomponenten ausmachen.

Anschließend löten Sie die SMDs auf die Platine, damit diese gut auf der Platine haften können.

Dieser Prozess war einst ein manuelles Projekt, bei dem die Hersteller die Komponenten von Hand auswählten und platzierten.

Die Maschinen ersetzen die menschliche Anstrengung, da sie genauer, präziser und schneller als die Menschen sind und keine Ermüdungsprobleme haben.

Dabei wird eine Leiterplatte mit einem Vakuumgreifer aufgenommen und auf der Bestückungsstation abgelegt.

Der Roboter richtet die Leiterplatte aus und beginnt mit dem Aufbringen von SMTs auf die Oberfläche der Leiterplatte.

Die Komponenten werden entsprechend den Positionen im Programm auf der Oberfläche der Lötpaste platziert.

Der dritte Schritt ist das Reflow-Löten, bei dem die Komponenten der Leiterplatte auf die Platine geklebt werden.

Dies bedeutet, dass Sie die Lötpaste erstarren lassen müssen, damit die Komponenten auf der Platine haften.

Der Prozess, bei dem die Komponenten an der Platine haften oder anhaften, ist der Reflow-Prozess.

Der Prozess besteht darin, die Platine vom Pick-and-Place-Stand zu nehmen und auf ein Förderband zu legen.

Das Förderband bewegt sich durch den Reflow-Ofen und erwärmt die Platine auf 250 Grad Celsius.

Das Lötmittel schmilzt und bewegt sich durch kühlere Heizelemente, die das Lötmittel in geeigneter Weise verfestigen.

LED-Leiterplatte

Dieser Prozess erzeugt eine starke und dauerhafte Verbindung, die alle SMDs an der Leiterplatte hält.

Der vierte Schritt beinhaltet Inspektionen und Qualitätskontrollen der LED-Leiterplatte.

Inspektionen sind sehr wichtig, da die Platine möglicherweise sehr schlechte Verbindungen und Kurzschlüsse aufgrund von Komponenten an den falschen Stellen aufweist.

Es gibt viele Inspektionsmethoden, die Hersteller verwenden, wie Sie in Kürze erfahren werden.

Manuelle Überprüfungen sind immer noch üblich, obwohl die meisten Prozesse automatisch ablaufen.

Die Sichtkontrolle der Platten durch den Konstrukteur ist besonders bei kleinen Chargen sehr wichtig.

Da die Anzahl der zu prüfenden Platinen zunimmt, wird die Methode der manuellen Prüfung obsolet.

Inspektionen mit dem Auge über einen längeren Zeitraum können zu visueller Ermüdung führen.

Sobald das Auge müde ist, können viele Fehler auftreten, die es ungenau machen. Es eröffnet daher Möglichkeiten für genauere Inspektionsprozesse.

Die automatische optische Inspektion ist eine genauere Methode für große Chargen von LED-Leiterplatten.

Eine automatische optische Inspektionsmaschine (AOI) verwendet Kameras mit hoher optischer Visualisierung, um die Inspektion zu unterstützen.

Die Kameras befinden sich in verschiedenen Winkeln und helfen bei der Überprüfung von Fehlern in den Verbindungen.

Die Platine wird beleuchtet und die Kameras können Lötverbindungen von schlechter Qualität erkennen.

Normalerweise reflektieren die schlechten Verbindungen und das Löten das Licht anders, wodurch es leicht zu erkennen ist.

Die Maschine ist in der Lage, eine riesige Charge von LED-Leiterplatten in sehr kurzer Zeit zu verarbeiten.

Röntgeninspektionsmethode, die nicht sehr verbreitet ist und Röntgenstrahlen zur Unterstützung der Inspektion verwendet.

Hersteller prüfen damit komplexe und mehrlagige LED-Leiterplatten.

Die Röntgenaufnahmen ermöglichen es Ihnen als Betrachter, alle internen Probleme auf den mehreren Ebenen zu sehen und zu beheben.

Im Falle von Problemen muss die LED-Leiterplatte den Designprozess erneut durchlaufen.

Das Problem kann auch klein sein und der Hersteller kann entscheiden, es je nach seinen Richtlinien zu beheben.

Danach sollten Sie es erneut untersuchen und sehen, ob es in einer bestimmten Weise funktioniert, die es ausführen sollte.

Der fünfte Schritt beim Einsetzen der Komponenten durch das Durchgangsloch, darunter die LEDs.

Diese Löcher helfen beim Durchlassen von Signalen von verschiedenen Seiten der Platine. In diesem Fall müssen Sie die Lötpaste durch andere Lötarten ersetzen, wie zum Beispiel:

• Manuelles Löten, bei dem verschiedene Personen an verschiedenen Stationen unterschiedliche Komponenten in die Durchgangslöcher einsetzen. Es ist ein langwieriger und mühsamer Prozess, abhängig von der Anzahl der Komponenten, die Sie einfügen müssen. Viele Hersteller vermeiden dieses Verfahren, obwohl es andere gibt, die es dennoch in Betracht ziehen.
• Wellenlöten, das eine automatischere Version des manuellen Lötens durch einen anderen Prozess ist. Nachdem die Komponenten in das richtige Loch platziert wurden, durchläuft die Platine auf einem Förderband einen Ofen. Es wäscht eine Lotwelle auf den unteren Teil der LED-Leiterplatte.

Nachdem alle diese Prozesse abgeschlossen sind, können Sie das Board durch die Inspektionseinheit führen, um die Funktionalität zu testen.

LED-Leiterplatte zusammenbauen

Der letzte Schritt ist der Funktionstest, bei dem die Leiterplatte verschiedene Schritte durchläuft, um ihre Funktionalität zu simulieren.

Simulierte Signale und Stromsignale werden durch die Platine geleitet, während die Tester die elektrischen Eigenschaften prüfen.

Bei Problemen müssen Sie möglicherweise den gesamten Montageprozess erneut durchlaufen, bis er ordnungsgemäß funktioniert.

Kapitel 9: Austausch der LED-Platine

Die LED-Leiterplatte ist die gleiche wie alle anderen Merkmale von Maschinen, die anfällig für Beschädigungen sind. Falls ein Teil oder die gesamte Platine nicht richtig funktioniert, können Sie sie durch eine neue LED-Leiterplatte ersetzen. Da es viele Anwendungen für LED-Leiterplatten gibt, schauen wir uns den Ersatz von LED-Deckenleuchten-Leiterplatten an.

Aluminium-Leiterplatte

Der erste Schritt beim Austausch der Platine besteht darin, die gesamte Einheit von der Stromquelle zu trennen.

Dieser Schritt ermöglicht es Ihnen, ohne das Risiko eines Stromschlags zu arbeiten. Denken Sie daran, die notwendige Schutzausrüstung zu haben, um Sie zu schützen.

Nachdem Sie die Stromversorgung von der Quelle getrennt haben, können Sie die LED-Deckenleuchte von der Decke entfernen.

Stellen Sie es auf einen Tisch oder eine Werkbank und entfernen Sie die Abdeckung, um die LED-Leiterplatte freizulegen.

Untersuchen Sie die Platine, um Art und Umfang der Beschädigung der Platine festzustellen.

Verwenden Sie je nach Befestigung einen Schraubendreher oder einen Schraubenschlüssel, um die LED-Leiterplatte zu lösen.

Trennen Sie jede andere Verbindung zur LED-Leiterplatte, damit sie frei ist. Entfernen Sie es vorsichtig und legen Sie es vorsichtig auf die Werkbank.

Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie die neue LED-Leiterplatte im Standby-Modus haben.

Nehmen Sie die neue LED-Leiterplatte und ersetzen Sie sie genau an der Stelle, an der die andere darauf geachtet hat, dass sie gut passt.

Befestigen Sie es in Position und stellen Sie sicher, dass es richtig an der externen Komponente haftet.

Bringen Sie die Stecker genau an der Verbindungsstelle an und bringen Sie die Abdeckung wieder an.

Installieren Sie die gesamte Einheit wieder an der Decke und stellen Sie sicher, dass sie an Ort und Stelle bleibt. Schalten Sie das System ein, um zu sehen, ob die neue LED-Leiterplatte ordnungsgemäß funktioniert.

Schlussfolgerung

Die Informationen auf den LED-Leiterplatten führen Sie durch verschiedene LED-Leiterplattenanwendungen.

Es hilft Ihnen auch dabei, die richtige Wahl für die Art der LED-Leiterplatte zu treffen, die Sie möglicherweise benötigen. Sie sind jetzt in der Lage, Ihren Designer anzurufen, damit er Ihnen hilft, kundenspezifische LED-Leiterplatten herzustellen.