Conception de circuits imprimés LED

LED PCB est une carte de circuit imprimé, principalement en aluminium, sur laquelle sont intégrées des diodes électroluminescentes (LED).

Et, pour acheter des cartes de circuits imprimés LED de haute qualité, il est important de comprendre comment elles sont fabriquées, c'est-à-dire le processus de conception des PCB LED.

Le guide d'aujourd'hui se concentre sur les aspects fondamentaux du processus de conception de PCB LED tels que la sélection des matériaux, le logiciel de conception, le contrôle thermique, les utilisations et les directives de conception, entre autres aspects fondamentaux.

Commençons:

Avantages de la conception de circuits imprimés LED

Les PCB LED sont souvent le choix ultime de nombreux ingénieurs et concepteurs chargés de mettre à niveau ou de réviser le produit.

Ce sont les raisons de sa popularité.

LED PCB

• Permet la génération de lumière sans générer beaucoup de chaleur au cours du processus
• La conception des interrupteurs à membrane LED permet de simplifier l'approvisionnement et l'assemblage des produits.
• Haute résistance aux effets de l'humidité et de la poussière
• La consommation d'énergie est faible et efficace, donc économe en énergie
• Il existe une variété de choix en termes de tailles, de couleurs et d'intensité
• Vous pouvez facilement l'intégrer dans des assemblages d'interface complexes
• A un très léger et est donc facilement portable
• Profil bas et grande stabilité
• La conception de PCB LED offre le rétroéclairage le plus abordable pour les symboles et les icônes
• A une longue durée de vie et est donc économique en termes de maintenance et de remplacement
• La conception de circuits imprimés LED rétroéclairés est moins coûteuse que les autres cartes de circuits imprimés
• Utilisable dans les membranes flexibles en argent et en cuivre
• Grande liberté de conception, même dans les assemblages complexes

Inconvénients de la conception de PCB LED

Le circuit imprimé à LED est généralement conçu avec de grandes serrures en cuivre du côté conducteur de la carte. Cela pose généralement le risque de se déformer s'il n'est pas bien vérifié.

PCB LED rond

La complexité de la conception du PCB LED, en particulier la haute densité des pastilles, expose la carte à de nombreux autres risques.

La conception présente également des limitations thermiques pour l'éclairage LED.

De plus, la durée de vie et l'efficacité des lumières LED sont déterminées par la température à laquelle elles fonctionnent.

Il y a donc besoin d'une gestion thermique plus efficace dans la conception des PCB LED.

Où utiliser la conception de PCB LED

Projecteur LED

Conception de carte PCB de la bande 1.LED

Une bande de LED est un flexible ou PCB rigide avec LED SMD sur sa surface.

Les facteurs critiques dans la conception du PCB Strip LED incluent la résistance à l'eau et les considérations de tension et de courant. La différence de couleur et si la LED est adressable influence également la conception.

Les options ici incluent : Couleur unique, non adressable ; Dynamic Tunable White, non adressable ; Multicolore, non adressable et RVB, adressable

La conception des circuits imprimés à bande LED est importante dans des applications telles que l'éclairage décoratif et l'éclairage fluorescent. La bande LED est également utilisée dans le processus de fabrication pour les inspections ultraviolettes.

Conception de carte PCB 2.SMD LED

Les LED SMT sont utilisées dans une large gamme d'équipements électroniques. Il s'agit notamment des ordinateurs (portables), des systèmes de réseau et des téléphones cellulaires.

Comme les autres options de conception de PCB LED, ces PCB ont une excellente dissipation thermique.

3. Carte PCB de réverbère de LED

Ces PCB sont explicitement conçus pour l'éclairage public. La technologie ici comprend la signature de messages variables (VMS), qui est utile dans les configurations de guidage du trafic.

Avec l'éclairage LED, il est facile d'obtenir une uniformité de luminance. Cela aide à perfectionner la visibilité dans la nuit. Ils aident également au contrôle du trafic

Par conséquent, les circuits imprimés des lampadaires à LED sont conçus pour assurer un éclairage et une communication (signalisation) parfaits de la rue.

Conception 4.PCB pour ampoule LED

L'une des applications les plus courantes du PCB LED est la fabrication d'ampoules LED. C'est la technologie derrière la plupart de nos ampoules aujourd'hui.

La conception PCB LED pour les ampoules est utilisée dans de nombreux produits d'éclairage LED, y compris le panneau lumineux LED et le lampadaire LED. Cette conception permet également d'obtenir un plafonnier à LED.

5.Conception de carte PCB de matrice de LED

La matrice LED est un type de matrice de points qui présente un grand écran. Il présente également une valeur de faible résolution.

Il a une matrice 2D de diodes avec des cathodes alignées en rangées, tandis que les anodes sont jointes en colonnes.

Les circuits imprimés sont conçus pour garantir aux applications matricielles LED une longue durée de vie allant jusqu'à 50,000 XNUMX heures.

Ils sont également conçus pour permettre un contrôle facile de la couleur et de la luminosité des écrans.

Ils sont utilisés pour afficher des informations et des images animées, par exemple dans des locaux commerciaux. Il existe différents types de matrice LED, y compris la matrice 8*8 points, la matrice 128*16 points, entre autres.

Les écrans matriciels à LED ont de nombreuses applications, notamment dans les téléviseurs, les écrans d'ordinateur, les moniteurs médicaux et les visiocasques.

6.Carte PCB LED COB

Puce à bord (COB) est obtenu lorsque de nombreuses diodes nues entrent en contact direct avec un substrat PCB à noyau métallique (MCPCB). Il en résulte un réseau de diodes.

Les MCPCB COB ont une conductivité thermique élevée et une dissipation thermique parfaite. Ils sont également très fiables, avec une bonne répartition de la chaleur et un nombre limité de joints de soudure.

Les MCPCB COB présentent également un assemblage simple de LED haute puissance et une consommation d'espace réduite. Ils sont également relativement bon marché.

Les MCPCB COB ont une large gamme d'applications. Ils sont utilisés pour le rétroéclairage des téléviseurs LED, l'éclairage des rues et des parkings, l'éclairage automobile, agricole (horticulture) et les LED haute puissance.

7. Autre conception de PCB pour les systèmes d'éclairage à LED

Il existe plusieurs applications d'éclairage pour les PCB LED, et il existe différentes caractéristiques de conception pour chacune d'entre elles. Un exemple est les circuits imprimés d'éclairage à LED utilisés dans le secteur des télécommunications.

Cette conception LED s'appuie fortement sur un faible poids et une résistance au bruit. Il est également conçu pour durer longtemps en raison de la durabilité de l'aluminium.

Les équipements LED utilisés dans les télécommunications produisent tellement de chaleur. C'est là que l'excellente caractéristique de dissipation thermique du matériau de base en aluminium est utile.

Ces PCB sont utilisés dans les équipements haute fréquence tels que les circuits de filtrage.

Comment choisir le matériau de la carte PCB LED

Circuit imprimé LED

Facteurs déterminant le type de matériau PCB

·Retardateur de flamme

Le matériau utilisé doit être résistant au feu. Ce matériau devrait être en mesure de ralentir ou d'arrêter la propagation du feu en cas d'éclatement.

Cette caractéristique est provoquée par des réactions entre produits chimiques. De telles réactions rendent les carburants moins inflammables.

Ils prolongent également efficacement la période de combustion des carburants. Cela empêche la carte LED de brûler.

·Constante diélectrique

Une autre considération devrait être les capacités de stockage d'énergie électrique de la substance.

La constante diélectrique devrait également être en mesure de vous indiquer la force de la force électrique. C'est une considération importante à prendre en compte.

Normalement, toutes les cartes LED sont conçues pour les appareils électriques. Vérifier les capacités de stockage d'énergie électrique du matériau.

·Facteur de perte

Le matériau de substrat utilisé a également une perte diélectrique comme l'une de ses fonctions. Le facteur de dissipation est utilisé pour mesurer la différence de performance de perte entre différents matériaux.

Dans les cas où le facteur de dissipation est inférieur, cela implique que le stratifié a une faible perte diélectrique.

Assurez-vous que le matériau stratifié utilisé dans le substrat a une perte diélectrique inférieure.

·Résistance à la traction

Il s'agit de la capacité d'un matériau à se rompre lorsqu'il est placé sous tension. En termes plus simples, cela fait référence à la charge maximale durable que le matériau utilisé peut supporter.

Cela signifie que même en cas d'étirement, aucune fracture ne sera signalée.

Assurez-vous que le matériau de votre PCB LED a la résistance à la traction requise.

·Température de transition vitreuse (Tg)

Il s'agit d'une propriété très importante qui doit être prise en compte dans les cas où les polymères sont envisagés pour une utilisation finale.

Aux températures de transition vitreuse, les propriétés physiques des plastiques se transforment en état cristallin voire vitreux.

Lorsque les mêmes matériaux sont placés au-dessus de la température de transition vitreuse, ils deviennent caoutchouteux.

Dans la conception du PCB LED, assurez-vous d'utiliser un matériau qui offre une Tg suffisamment élevée. Cela aidera à garantir que la carte fonctionne même dans des conditions autrement difficiles (températures).

·Coefficient de dilatation de l'axe Z

Cela fait référence aux changements de taille de l'objet lorsqu'il est exposé à différentes températures. Il peut également être défini comme une dilatation thermique.

A pression constante, le coefficient de dilatation thermique est mesuré.

Dans un passé récent, plusieurs méthodes de mesure de la dilatation thermique ont été développées. Ils incluent volumétrique, superficiel et même linéaire.

Matériau de la carte PCB LED

Vous pouvez envisager les matériaux suivants pour la conception de votre PCB LED :

i.CEM 1 et CEM 3

CEM-1 Matériau composite est généralement composé de trois composants. Il s'agit notamment de tissu de verre tissé lié avec une âme en papier. Ces deux sont ensuite combinés avec de la résine époxy.

Ce matériau est couramment utilisé dans l'industrie des circuits imprimés. Il est facile à poinçonner et possède généralement des propriétés électriques exceptionnelles.

Matériau CEM 1 pour PCB

Le CEM a également une plus grande résistance à la flexion par rapport aux grades à base de papier. Il en résulte des propriétés mécaniques et même électriques exceptionnelles.

CEM-3 présente des similitudes frappantes avec FR4. Comme alternative au tissu de verre tissé, les mouches sont généralement utilisées.

Ce matériau a une couleur blanc laiteux. Sa surface est également très lisse.

À cause de cela, il a gagné en popularité sur le marché asiatique. Il est également préféré pour son avantage d'être un retardateur de flamme.

Ils sont généralement utilisés dans la fabrication de circuits imprimés LED double face et multicouches.

CEM-3 est sans doute un nouveau matériau de substrat de PCB dont le développement dépend de la technologie de FR4. Cela explique pourquoi il a été utilisé pour remplacer le FR-4 dans un passé récent.

ii.FR4

FR-4s la performance dans tous les aspects souhaités d'un bon substrat en fait un choix préféré pour la plupart des fabricants.

Matériau FR4 pour PCB

Il a un excellent rapport résistance/poids.

Ce matériau est également résistant aux flammes, ce qui le rend très fiable en cas de variations de température. Dans de tels cas, ses propriétés physiques restent imperturbables.

Cela s'étend également aux capacités mécaniques et électriques.

Le stratifié FR-4 haute performance est plus fiable en raison de sa température de transition vitreuse accrue.

Il est également plus accommodant pour les circuits à haute fréquence en raison de ses faibles propriétés diélectriques.

Ces qualités sont souhaitables dans la fabrication de conceptions de PCB LED.

iii. Aluminium

Cela fait référence à PCB à âme métallique en aluminium. Dans ce PCB, le matériau de base du PCB est le métal. C'est par opposition au FR4 ou CEM-1 ou CEM-3 normal.

Carte d'aluminium

Contrairement aux autres matériaux, le PCB à noyau métallique en aluminium a des capacités de dissipation thermique exceptionnelles.

Ainsi, ils peuvent dissiper la chaleur des composants. Ceci est généralement atteint par l'utilisation d'une couche diélectrique thermiquement conductrice.

C'est cette conductivité thermique qui fait de l'aluminium le matériau le plus largement utilisé pour les PCB LED.

iv.Alliage de cuivre

Ce sont des alliages métalliques qui sont principalement composés de cuivre. Cela leur confère une très grande résistance à la corrosion.

PCB en cuivre lourd

Il existe également des types traditionnels utilisés. Il s'agit notamment du bronze, qui doit être combiné avec de l'étain comme un ajout très important.

L'autre alternative est le laiton dans lequel le zinc est un ajout important.

Directives de conception de circuits imprimés LED

1. Ne placez pas de vias à la fin des pastilles SMT

Les vias, d'autant plus lorsqu'ils ne sont pas masqués, ne doivent pas être placés si près des plots SMT. Cela peut généralement conduire à de mauvais joints de soudure car les vias permettent à la soudure de se déplacer des pastilles.

Gardez toujours une distance d'au moins 0.025” entre le bord du via et celui de la pastille SMT. Il est également prudent de masquer le via pad

2. Évitez de router des traces larges dans des pads SMT étroits

Les plots de montage en surface doivent être plus larges que les pistes qui s'y terminent.

Si la trace dépasse les pastilles, la zone disponible pour la finition de surface dépendra de l'ouverture du masque de soudure.

Cela conduira à son tour à une couverture de pâte inadéquate. Il peut également réduire l'effet dissipateur de chaleur. La zone de finition de surface doit plutôt être déterminée par la zone du tampon.

3. Conception des côtés des tampons SMT

Évitez d'acheminer les traces le long des côtés des pastilles SMT. Ils doivent plutôt être acheminés vers les pads à mi-chemin le long du bord du pad.

Laisser un espace entre le tampon et la trace peut emprisonner le décapant, qui rongera la trace à la fin du cycle de rinçage.

De telles connexions vont, dans la plupart des cas, échouer en raison d'un choc thermique au stade de l'assemblage. Cela peut parfois conduire à des coussinets surdimensionnés. Vous devrez peut-être vérifier et corriger les routages dans ces connexions.

4. Ne pas acheminer de trace de circuit à un angle aigu

Le routage à des angles inférieurs à 900 peut entraîner des problèmes pouvant entraîner ultérieurement une défaillance. En effet, les angles aigus présentent généralement la menace de concentrer le stress.

Vous pouvez résoudre ce problème en redirigeant ces coins de manière à obtenir des angles supérieurs à 900.

5. Évitez de placer les composants trop près du contour de la carte

Placer des composants trop près du bord de la carte peut être trop dangereux. Ces composants peuvent subir des dommages lors de la dépénalisation. Les composants SMT doivent être maintenus à au moins 100 pouces du bord de la carte.

Lors de la conception du PCB, vous devez inclure un emplacement d'onglet de référence. Cela vous aidera à savoir si un composant est positionné en toute sécurité ou si vous devez ajuster sa position.

6. Évitez d'exporter les fichiers Gerber de l'unité anglaise à 2: 3 décimal

Le 2:3 qui était couramment utilisé pour déplacer des fichiers sur des disques flexibles n'est pas approprié pour les conceptions plus denses.

Normalement, le problème est que cela peut tronquer les chiffres significatifs de l'emplacement prévu. Il interfère également avec les extrémités de l'arc.

7. Cohérence dans les ouvertures du masque de soudure

Lors de la définition de vos définitions de pile de pads, assurez-vous d'utiliser un surdimensionnement similaire pour les composants. Cela aidera à limiter les défauts de la règle de conception, rendant ainsi le processus de fabrication du PCB moins gênant.

8.Utilisez des connexions directes pour les vias

Il ne suffit pas de gérer les problèmes de circuit seuls. Vous devez également vous assurer que les trous fonctionnent bien.

Les vias n'ont pas besoin de points de localisation ou de pastilles thermiques. Y compris cela, en particulier pour les vias encombrés, peut conduire à une condition de circuit ouvert.

Il est préférable de les éviter car ils ne sont pas nécessaires pendant la production et peuvent, en fait, entraîner des problèmes.

9. Dimensionnement du coussin thermique

Il est également important de s'assurer du bon dimensionnement du tampon thermique du trou du composant.

Les coussinets encombrés sur les trous des composants peuvent également entraîner une ouverture. Par conséquent, le diamètre intérieur doit résonner avec celui des coussinets de la couche extérieure.

10. Sur les trous traversants

L'espace entre un PTH et une trace doit être d'au moins 0.006", en particulier pour les PCB multicouches.

Pour les PCB multicouches, de nombreux facteurs influencent la précision de cet espace. Ils comprennent:

• Mouvement matériel
• Fin de forage
• Configuration d'épinglage multiple, et
• Mise à l'échelle des illustrations

Contrôler les problèmes thermiques dans la conception de PCB LED

Il existe de nombreuses stratégies et approches utilisées pour résoudre les problèmes de dissipation thermique des PCB LED.

·Utiliser des dissipateurs de chaleur sur la conception de circuits imprimés LED

Les dissipateurs de chaleur ont été la stratégie la plus couramment utilisée, où un morceau de métal qui a une grande surface est utilisé. Cela donne de l'espace pour que la chaleur s'écoule du PCB dans l'air.

Les dissipateurs thermiques sont également utilisés pour connecter la source de chaleur à une grande surface conductrice.

Dissipateur thermique sur PCB

·Technologie de stratifié pour le contrôle thermique

La technologie des stratifiés est également utilisée aujourd'hui comme mesure de dissipation de la chaleur dans les PCB LED. Ici, vous dépendez d'une grosse pièce de monnaie en cuivre, qui sert de décharge de chaleur.

La pièce dépose et dissipe ainsi l'énergie thermique résultante. Cela fait de la pièce un dissipateur de chaleur thermique pour les PCB LED.

Ces pièces peuvent également être remplacées par des dissipateurs thermiques locaux, en utilisant des matériaux IMS.

Ces IM thermiquement conducteurs offrent un éventail de solutions pour un certain nombre de composants sur le PCB LED. Ils peuvent efficacement dissiper la chaleur dans les stratifiés thermoconducteurs.

Ils dissipent également la chaleur des préimprégnés renforcés de verre, qui se trouvent être thermiquement conducteurs.

D'autres domaines où cela est utilisé incluent les diélectriques thermiquement conducteurs et les matériaux de substrat métallique isolés.

Lorsque vous comparez la frappe et les dissipateurs thermiques locaux, vous vous rendrez compte qu'il s'agit de solutions très spécifiques. Cependant, IMS n'est jamais une solution ciblée, vous avez donc besoin d'une stratégie bien pensée. Ces considérations doivent être prises en compte lors de la conception de votre PCB LED.

Aux fins de sélection efficace d'une stratégie de dissipation thermique, vous devrez impliquer l'équipe technique. Ils vous guideront dans la sélection efficace du meilleur matériel pour votre besoin spécifique.

Au moment de calculer les réactions thermiques, vous devez chercher à comprendre la configuration thermique. Cela s'oppose à se concentrer uniquement sur la résistance thermique et la conductivité.

Vérifiez également l'impédance thermique, qui fournit une mesure plus cohérente et précise.

Un autre facteur à prendre en compte est l'environnement dans lequel le PCB LED fonctionnera. Regardez la circulation de l'air.

Un autre facteur environnemental que vous devriez considérer est les produits environnants. Vous devrez évaluer l'impact que cela aura sur la gestion thermique.

Si le PCB LED dissipe la chaleur d'une manière qui affecte les autres produits, vous devez changer la méthode de dissipation.

Vous devez également déterminer si ces autres produits auront un effet sur les performances thermiques de la conception du PCB LED.

Il est également important d'établir les propriétés mécaniques et les contraintes mécaniques qui seront causées par la sélection des matériaux.

Le processus de fabrication devra tenir compte de ces facteurs. Le fabricant et l'assembleur devront concevoir leur entrée dans la meilleure résolution.

À la fin de tout cela, vous devez avoir trouvé et utilisé la meilleure stratégie de dissipation thermique.

Défauts de PCB LED et comment les surmonter

En traitant avec PCB LED, vous pouvez rencontrer des défauts. Certains des problèmes sont propres aux PCB LED, tandis que d'autres peuvent également concerner d'autres cartes de circuits imprimés.

Ils doivent être traités de manière efficace et approfondie afin de garantir que l'efficacité de votre circuit imprimé ne soit pas compromise.

Permettez-moi de vous guider à travers certains d'entre eux, et comment vous pouvez les surmonter.

Conception de circuits imprimés LED

·Égratignure de circuit

Les pastilles densément emballées provoquent généralement des défauts récessifs d'un circuit rayé. Un circuit rayé conduit à l'exposition du cuivre, qui est certainement une question mortelle.

Pour surmonter cela, vous devez appliquer beaucoup de feuille de cuivre pour réduire les déchets de circuit ouvert et de court-circuit.

Le défaut de cuivre exposé passe souvent inaperçu, jusqu'après la Procédure SMT.

Faire rétrécir le pas de ligne en réduisant le pas de ligne et de pastille est une façon de traiter les rayures du circuit. Cela provoque une amélioration qui peut aider à surmonter le problème.

· Peeling à l'huile de masque de soudure

Lorsque vous utilisez un masque de soudure noir pour votre conception de PCB LED, vous aurez besoin de beaucoup d'énergie d'exposition. De même, vous pouvez décider d'utiliser une huile de masque de soudure un peu plus épaisse que d'habitude.

Il est donc difficile pour l'huile de la couche inférieure d'obtenir une exposition complète, ce qui entraîne un décollement de l'huile du masque de soudure.

Pour résoudre ce problème de pelage de l'huile, envisagez l'application d'une énergie d'exposition secondaire. Vous devez noter que ce faisant, vous devrez également examiner la capacité de consignation du masque de soudure.

· Mauvais contour du tableau

Cet effet est courant dans l'installation de trous LED dans des cartes de plus petites tailles sans marges.

Un renflement de l'angle de la carte du contour de la carte peut se produire en raison de vis de marquage desserrées. Le déplacement de la carte peut également se produire dans le processus.

Vous pouvez choisir des marges adaptées pour faciliter le processus de balisage afin de surmonter ce défaut.

· Inconformité de la couleur de l'huile du masque de soudure

L'inconformité des couleurs est un défaut courant associé aux cartes de circuits imprimés.

Le côté LED d'un PCB LED affiche une inconformité de couleur, qui ne peut pas être quantifiée pour déterminer les bonnes normes.

En effet, il n'existe actuellement aucune norme reconnue publiquement comme étant la bonne.

La conformité de la couleur à l'huile est influencée par plusieurs facteurs.

Pour obtenir la conformité de la couleur à l'huile, les normes de fabrication suivies sont plus strictes que celles des autres circuits imprimés de nature ordinaire.

L'exploration de méthodes de fabrication et de paramètres de contrôle adaptés est le meilleur moyen d'y parvenir.

Cela ne peut être rendu possible qu'après des années d'expérience dans la fabrication et l'utilisation de technologies plus avancées.

·Défauts d'angle de planche

Lors de la manipulation de circuits imprimés d'une épaisseur relativement importante, il est important d'être conscient de la fragilité des angles latéraux.

Les défauts d'angle des planches ont tendance à se produire pendant le transport de ces planches.

Pour vous assurer d'éviter de tels défauts, manipulez les angles latéraux délicats du circuit imprimé LED avec le plus grand soin.

En outre, vous devez agrandir les plaques de base par rapport aux panneaux ordinaires à marge unique. Une plaque de base supplémentaire sert également de mesure de protection très critique pour résoudre ce problème.

·Déformation

Le gauchissement de la carte de circuit imprimé LED est normalement attribué à la contrainte asymétrique qui lui est appliquée. Cette contrainte résulte du nombre de pastilles haute densité du côté LED de la carte.

Un autre facteur contributif est les gros blocs de cuivre disposés du côté conducteur de la carte.

Ce défaut peut être résolu en contrôlant le gauchissement sous 0.5%, ce qui permet de s'assurer qu'il reste raisonnablement plat.

·Contour du tampon

En raison de la complexité de l'agencement des pastilles matricielles, des erreurs d'omission sont souvent susceptibles de se produire lors d'une inspection.

Cela est dû à la tension visuelle et à la fatigue que ce type d'arrangement provoque.

Un temps prolongé pris lors de l'inspection et un taux de réussite très faible sont les problèmes qui en résultent.

Afin de surmonter les problèmes de contour des pastilles, le contrôle procédural est vital. Vous devez donc vous efforcer de réduire le taux d'omission en définissant des procédés de fabrication favorables.

Comme vous le savez, si l'inspecteur visuel éprouve de la fatigue visuelle, ses performances seront évidemment médiocres.

·Fonctions dégradantes

Comme vous l'avez peut-être remarqué jusqu'ici, les PCB LED sont techniquement différents des autres circuits imprimés.

Le PCB LED se caractérise par des pastilles très denses et un masque de soudure en noir. Lors de l'analyse des erreurs de l'assemblage des cartes de circuits imprimés, ces caractéristiques apparaissent comme des obstacles.

Faire une analyse précise des erreurs devient très difficile, car aucune LED défectueuse ne peut être vue.

En cas de panne dans le fonctionnement de la carte, PCBA indique simplement, sans vraiment préciser le pad défaillant.

Le PCBA démontre ce défaut comme un problème de défaillance de toute la rangée de LED.

Si vous êtes confronté à un tel défi, vous devrez peut-être faire un effort pour déterminer le problème exact.

L'identification de la LED spécifique face à un accroc pourrait impliquer la démolition des composants et le retrait de l'huile du masque de soudure également.

Approvisionnement en composants de circuits imprimés LED

Avant de commencer le composants d'approvisionnement pour PCB, il est important de préparer une nomenclature.

La nomenclature répertorie en détail tous les composants nécessaires à utiliser dans le processus de fabrication.

Voici quelques aspects fondamentaux que vous pouvez considérer :

Utilisation de modèles de nomenclature

La plupart des sociétés d'externalisation fournissent des modèles de nomenclature.

Vous pouvez envisager de l'utiliser pour votre sous-traitance et remplir tous les composants requis pour votre PCB LED. Vous dépendrez alors de la nomenclature pour déterminer le contenu de votre commande.

BON

Dans la plupart des cas, les fabricants externalisent la fonction d'achat de ces composants. Cela signifie que vous confiez la responsabilité des achats à une entreprise de sous-traitance.

Ces entreprises vous fourniront d'excellentes unités de travail, vous permettant de vous concentrer sur d'autres activités impliquées dans le processus. Cela vous garantit des composants PCB LED efficaces, se traduisant par des applications améliorées.

Les gens ont des arguments différents lorsqu'il s'agit d'externaliser les services de ces intermédiaires. Cependant, la meilleure entreprise d'externalisation de composants de PCB LED est celle qui vous convient le mieux.

Mais ce n'est pas une tâche difficile de savoir qui peut fournir les composants les plus souhaitables pour compléter votre processus de fabrication.

Capacité pour un fabricant de composants de PCB LED

L'une des principales qualités à rechercher est la capacité de fabrication. Le fabricant est-il en mesure de fabriquer les volumes dont vous avez besoin ?

Deuxièmement, il est impératif d'évaluer si le fabricant dispose d'une main-d'œuvre qualifiée. Évaluez et comparez le coût de production, le délai d'exécution et même la communication.

Composants de circuits imprimés LED

Ces facteurs vous aideront à vous assurer que vous choisissez le meilleur fabricant. L'externalisation auprès d'une telle entreprise vous évitera donc l'agitation de la fabrication par vous-même.

Mettre en place un plan d'approvisionnement stable en composants de PCB LED

Il est également nécessaire d'avoir un plan d'approvisionnement stable. Cela dépend de la capacité de l'entreprise à identifier le meilleur fabricant.

Lorsqu'une modification est apportée au plan d'approvisionnement, cela aura un impact sur les produits. Cela affectera la qualité du produit, le temps utilisé dans le processus de production et même le coût global.

Il est donc conseillé de s'approvisionner auprès d'un seul fabricant pour vos composants.

Par ailleurs, il est également important de veiller à ce que l'entreprise soit en mesure de répondre à la plupart de vos besoins.

D'une certaine manière, s'en tenir à un seul fabricant lors de l'approvisionnement en composants de PCB LED peut également être bon marché. Il permet de négocier des remises en fonction des volumes et de la fréquence d'achat.

Cela se reflète toujours sur la baisse des coûts de production, ce qui profite à votre entreprise et est bénéfique pour le progrès à long terme.

Pour que vous puissiez mener une évaluation efficace sur un équipementier, vous devez établir sa crédibilité.

La fiabilité est la clé de l'approvisionnement en composants de PCB LED

La fiabilité est également une autre composante de l'efficacité que vous devrez évaluer. Assurez-vous que le fabricant n'est pas un escroc.

Dans l'industrie des PCB, il y a des entreprises qui prétendent fabriquer des composants alors qu'en réalité elles ne le font pas.

Ils achètent simplement des composants sur mesure auprès de fabricants et les revendent. Cela signifie qu'en cas de défauts, ils ne pourront pas remplacer les composants.

Ce type d'arrangement est également long et coûteux.

Si possible, vous pouvez vous rendre personnellement chez le fabricant et déterminer s'il fabrique réellement les composants qui vous intéressent.

Vous avez également la possibilité d'évaluer les composants en les utilisant dans le prototype.

Logiciel de conception de circuits imprimés LED

Avant de pouvoir concevoir votre PCB LED, il est important de choisir le meilleur logiciel de conception. Il existe de nombreux logiciels pour la conception de PCB, mais vous devez en choisir un qui vous donnera la meilleure conception.

Dans ce guide, nous discuterons de trois options différentes parmi lesquelles vous pouvez choisir.

Interface du logiciel de conception de PCB

Cependant, examinons d'abord quelques considérations importantes lors du choix d'un logiciel de conception de PCB LED. Ils comprennent:

• Votre niveau de conception
• Le nombre de pages dont vous avez besoin
• Combien êtes-vous prêt à dépenser
• Que vous ayez besoin d'un routage automatique
• Le type de système informatique que vous utilisez
• La quantité d'espace dont vous disposez
• Que vous travailliez en ligne
• Que vous achetiez des composants ou que vous disposiez d'une bibliothèque parmi laquelle choisir

Après avoir examiné ces facteurs, nous pouvons maintenant explorer les différents logiciels que vous pouvez utiliser pour concevoir votre PCB LED. Parmi les nombreuses options disponibles, les 5 meilleures sont :

·Logiciel de conception de circuits imprimés Eagle

Eagle est un acronyme pour Easy Applicable Graphical Layout Editor, un logiciel de conception de circuits imprimés commun aux professionnels.

Vous pouvez opter pour une version gratuite ou une version plus avancée pour 15 $ par mois, ce qui est assez abordable.

Certaines de ses caractéristiques techniques incluent l'éditeur de schémas modulaires, la vérification des règles schématiques, le routeur automatique, le revêtement en cuivre et la décision de vérification de la conception.

Il offre également une fonction d'annotation en ligne, à la fois positive et négative, ainsi qu'un fichier de script pour l'exécution de la commande batch.

Outre l'interface simple, les programmes de langue sont flexibles et conviviaux. Si vous avez besoin d'exporter des fichiers Gerber pour les utiliser sur d'autres cartes, vous pouvez le faire sans effort sur Eagle

·Logiciel de conception de circuits imprimés Kicad

Ce logiciel est très convivial et vous pouvez l'utiliser pour concevoir votre PCB LED. Kicad vous permet de créer facilement un schéma, puis de le convertir en conception pour votre PCB.

En utilisant Kicad, vous pouvez également générer des fichiers Gerber, des nomenclatures, des illustrations, etc.

Kicad comporte généralement cinq parties :

1. kicad
2. Eeschema

iii. Pcbnouveau

1. Gerbview
2. Composant Bitmap2

Il fonctionne sur Microsoft Windows, Linux et Mac OS.

Kicad fournit plusieurs bibliothèques de composants et vous permet également d'ajouter vos composants personnalisés.

Ce logiciel est très abordable. Cela vous permet également de travailler de manière flexible lors de la conception de votre PCB. L'autre avantage de Kicad est qu'il a une procédure d'installation simple et directe.

· Logiciel de conception de circuits imprimés Diptrace

Ce logiciel est très pratique pour les débutants ou les concepteurs pressés par le temps.

Vous pouvez l'utiliser pour créer rapidement des schémas avant de les convertir en d'autres formats comme PCB. La simplicité et la flexibilité de Diptrace sont ce qui le rend très populaire.

https://youtu.be/_yASVrjQZs0

Certaines de ses caractéristiques comprennent:

• Routage à grande vitesse basé sur des formes
• Capacités avancées et étendues pour l'importation et l'exportation de données
• Modélisation 3D
• Offre des circuits hiérarchiques multi-niveaux et multi-feuilles
• Signaux virtuels à grande vitesse pour vérifier la précision des projets complexes
• DRC en temps réel pour corriger les erreurs et améliorer la qualité du projet

·Logiciel de conception de circuits imprimés Altium

Vous pouvez utiliser Altium pour créer plusieurs conceptions de PCB pour différentes applications. Il est très célèbre parmi les ingénieurs de conception.

Cependant, vous devez disposer du système d'exploitation Windows pour pouvoir l'exécuter.

Certaines de ses caractéristiques uniques comprennent:

• Fonctionnalités de visualisation 3D de haute qualité
• Des paramètres faciles à configurer
• De nombreux raccourcis pour une conception simple et efficace
• Fonctionnement hors ligne et utilisable même en l'absence de licence
• Générateur de bibliothèque pour l'importation de données
• Fonctionnalités de filtrage avancées

·Logiciel de conception de circuits imprimés Pulsonix

Le package professionnel de Pulsonix donne de merveilleux résultats dans la conception de PCB.

Il est livré avec un routeur automatique en option et la version de base avec 1000 broches coûte 1750 $. Bien qu'il soit plus cher, Pulsonix vous permet de créer vos conceptions plus rapidement que tout autre logiciel.

Il a à la fois la disposition des circuits imprimés et l'entrée schématique dans un seul programme. La vérification des règles électriques rend la conception plus précise car vous pouvez l'utiliser pour vérifier toute anomalie présente.

Types de cartes de circuits imprimés LED

Certains des types de circuits imprimés à LED les plus courants sont les suivants :

Circuit imprimé LED flexible

Ce type de carte de circuit imprimé LED est très flexible.

Les charges céramiques sont utilisées aux côtés des résines polyamides, résultant en une isolation parfaite ainsi qu'en la flexibilité de la lame. La conductivité thermique de l'aluminium n'est pas du tout compromise dans le processus.

Circuit imprimé LED flexible

Les PCB Flex LED sont utilisés dans des applications telles que les éclairages LED sous le comptoir. C'est principalement parce qu'il est facile à installer dans de tels endroits "cachés", contrairement au PCB LED rigide.

Circuit imprimé LED rigide

Les circuits imprimés à LED rigides sont des cartes de circuits imprimés à LED rigides et compactes. Contrairement aux PCB LED flexibles, ils ne peuvent pas être pliés ou pliés.

Circuit imprimé LED rigide

Ils sont le type le plus courant de PCB LED et sont utilisés dans la plupart des applications de trous et commerciales.

Circuit imprimé LED hybride

Comme son nom l'indique, cette carte n'est pas purement en aluminium, qui est le matériau principal des PCB LED.

PCB rigide et flexible

Le matériau est obtenu en fusionnant un matériau non thermique avec de l'aluminium. Le non-thermique avec lequel l'aluminium est fusionné est généralement le FR4.

Le matériau résultant est connu sous le nom d'aluminium hybride car il réunit les forces des deux matériaux en un seul matériau.

Alors que l'aluminium assure une excellente conductivité thermique, le FR4 confère au matériau une parfaite rigidité. Il est donc utilisé pour renforcer la rigidité de la planche sans compromettre la conductivité thermique de l'aluminium.

Circuit imprimé LED monocouche

Comme son nom l'indique, ce sont des PCB LED avec une couche du matériau de base, généralement de l'aluminium. En tant que tels, ils ne peuvent avoir qu'un nombre limité de composants montés sur leur surface.

Ils présentent donc des performances moindres que les PCB LED multicouches. Cela les rend idéales uniquement pour les applications plus légères.

PCB monocouche

PCB LED multicouche

Le PCB LED multicouche est un type complexe de PCB avec plusieurs couches d'aluminium, qui assure une conductivité thermique parfaite.

Avoir plusieurs couches d'aluminium assure également un transfert de chaleur parfait.

Figure 18 Circuit imprimé multicouche

Avoir plusieurs couches présente toujours l'avantage d'intégrer un PCB hautement fonctionnel dans une petite carte. Dans les PCB LED, ces cartes ont un rendement élevé et une longue durée de vie.

Processus de fabrication de PCB dirigé

Conception de circuits imprimés à LED

Étape 1 : Conception et mise en page du circuit imprimé LED

Le processus de fabrication de votre PCB LED commence par le développement d'une conception pour le PCB. Voyons comment vous pouvez concevoir votre PCB LED à l'aide du logiciel Kicad.

• Cette étape commence par télécharger le didacticiel Kicad : Si vous avez déjà le logiciel Kicad sur votre ordinateur, vous n'aurez qu'à le mettre à jour. Sinon, c'est la première étape vers la conception de votre PCB LED. Assurez-vous d'avoir la dernière version du logiciel.
• Après avoir installé le programme, vous devez créer une fenêtre de navigation pour vous aider à ouvrir d'autres programmes tels que la disposition des circuits imprimés et la capture schématique.
• Configurer le projet : Vous devrez décompresser certains fichiers de votre répertoire après avoir téléchargé le design Kicad. Ces fichiers incluent : Pro, CMP, Kicad PCB layout et Sch. Ces fichiers se partagent sur la conception Kicad.
• Lorsque vous utilisez Kicad, vous devez définir l'empreinte qui ira avec chacun des composants.
• Configurer la bibliothèque de composants : commencez par double-cliquer sur la bibliothèque de composants.

Notez qu'un schéma qui se charge tout en affichant un point d'interrogation signifie que la Kicad n'est pas liée aux appareils qui contiennent le schéma. Vous devrez lier vos composants aux bibliothèques.

1. Ajouter des composants à votre schéma : Cliquez sur ajouter, ce qui ouvrira la fenêtre des composants, vous permettant de sélectionner un composant dans la longue liste disponible.

Ensuite, choisissez l'appareil et cliquez sur Entrée. Placez-le maintenant dans le schéma qui suit.

Une fois que vous l'avez placé avec succès, cliquez sur Échap pour revenir du mode de placement au pointeur normal. Copiez maintenant le composant et placez-le au bon endroit.

• Câblez les composants : avec le pointeur sur les bulles, appuyez sur W pour câbler les composants.
• Enfin, annotez automatiquement vos composants schématiques en cliquant sur le bouton d'annotation. Pour les paramètres, choisissez "par défaut", puis cliquez pour confirmer. Vérifiez maintenant l'annotation et les composants seront ajoutés.

Étape 2 : Processus de fabrication de PCB LED

Comme nous l'avons déjà mentionné, l'aluminium est le matériau le plus couramment utilisé pour les PCB LED. Le processus de fabrication de ce circuit imprimé en aluminium présente généralement une légère différence par rapport aux autres circuits imprimés.

La fabrication de PCB en aluminium se déroule selon les étapes suivantes.

Laminage i.Cut

Il s'agit de la découpe des grandes feuilles de matériau entrant dans les tailles plus petites requises pour la production. Le processus consiste à cueillir, puis à couper les feuilles, comme son nom l'indique.

Lors de la stratification coupée, vous devez être très attentif à la taille de la première pièce pour vous assurer qu'elle est parfaite. De plus, vous devez porter une attention particulière à la mise au rebut du cuivre d'aluminium et faire attention aux cloques.

ii.Forage

Après la stratification coupée, vous devez maintenant percer des trous sur les trous pour les composants traversants.

Lors du perçage, assurez-vous que le nombre et la taille des trous sont conformes à la conception. Assurez-vous également que la feuille ne se raye pas lorsque vous percez.

L'autre précaution importante est de vérifier la bavure de la surface en aluminium. Vérifiez également s'il y a une déviation de trou.

Pour obtenir les meilleurs résultats, inspectez et remplacez toujours l'outil de forage à temps pour vous assurer qu'il fonctionne parfaitement.

iii. Imagerie de film sec/humide

Ici, vous allez meuler la plaque, puis exposer le film et enfin le développer. la raison de le faire est de mettre en évidence les pièces qui seront nécessaires pour faire le circuit sur la feuille.

Assurez-vous de toujours vérifier les circuits ouverts après le développement. Vous devez également faire attention à tout écart dans l'alignement du développement. Cela peut potentiellement empêcher la formation de film sec.

Vous devez également faire attention aux mauvais circuits. Ceux-ci peuvent se produire surtout s'il y a une rayure de surface.

Éviter les résidus d'air pendant l'exposition. Si cela se produit, cela peut entraîner une mauvaise exposition. Une fois l'exposition terminée, attendez environ quinze minutes avant de développer.

iv. Gravure acide/alcaline

Fondamentalement, l'idée ici est de conserver la portion de circuit requise tout en supprimant tout excès. Vous allez donc graver, décaper, sécher et enfin inspecter la planche.

En gravure acide/alcaline, il faut toujours tenir compte de la largeur et de l'espace du circuit. Aussi, ne permettez pas l'oxydation de la surface en cuivre, ni même les rayures.

v. Masque de soudure, processus d'écran en soie

Vous appliquez un masque de soudure pour protéger les parties de la carte qui n'ont pas besoin d'être soudées, évitant ainsi les courts-circuits.

Dans ce processus, assurez-vous de bien vérifier la carte et de retirer tout corps étranger. Assurez-vous également que le pochoir que vous utilisez est propre.

Lorsque vous avez terminé la sérigraphie, attendez au moins trente minutes pour vous assurer que le circuit n'a pas de bulles. Refroidissez la plaque d'approvisionnement pour vous assurer qu'elle ne colle pas au film.

L'ensemble du processus de masque de soudure et de sérigraphie peut donc se résumer ainsi : sérigraphie, approvisionnement, insolation, développement et légende.

vi.V-Cut, Routage Out

Cette étape vise essentiellement à séparer les unités de circuit individuelles pour faciliter l'emballage et le transport. Le routage permet également d'éliminer les parties excédentaires de la carte.

Lorsque vous faites la coupe en V, assurez-vous que la profondeur du « V » est appropriée. Vérifiez également les défauts le long des bords. Faites également attention aux déviations d'itinéraire.

Encore une fois, tout comme nous l'avons dit à propos de l'outil de forage, ici aussi, vous devez continuer à vérifier l'outil de routage. Entretenez-les ou remplacez-les en conséquence pour vous assurer qu'ils fonctionnent parfaitement.

Lorsque vous retirez la bavure, assurez-vous de ne pas rayer la planche.

vii.Test électronique, OSP

Cette étape est utile pour vérifier si le circuit fonctionne correctement. Vous pouvez également confirmer que le circuit est capable de résister à l'environnement de tension prescrit. Enfin, c'est aussi s'assurer que la soudure du circuit est parfaite.

Vous devez vous assurer de bien distinguer les bons produits de ceux qui présentent des défauts. Assurez-vous qu'il n'y a aucun dommage au circuit.

viii.Emballage et expédition

C'est là que vous effectuez le dernier contrôle de qualité global sur le tableau pour confirmer qu'il est de bonne qualité. Il s'agit de prélever quelques échantillons des planches terminées et de vérifier leur qualité.

À l'aide d'une inspection visuelle, séparez les moteurs hors-bord dont l'apparence n'est pas parfaite.

Enfin, les planches qui passent ce contrôle sont emballées et expédiées aux acheteurs respectifs. Lors de l'emballage, veillez à ne pas mélanger les bonnes et les mauvaises planches ou à ne pas emballer les mauvaises planches pour un client.

Assurez-vous que les panneaux sont stockés conformément aux normes de l'industrie pour le stockage des substrats en aluminium.

Étape 3 : Processus d'assemblage du circuit imprimé LED

L'assemblage de PCB LED, tout comme le processus de fabrication, nécessite une attention particulière pour produire des résultats parfaits. Si cela est fait avec négligence, le résultat sera des cartes avec de mauvais joints de soudure et un mauvais alignement.

Ceci est notamment dû à la sensibilité du matériau de base métallique.

Assemblage de circuits imprimés LED

Différents circuits imprimés LED nécessiteront des considérations différentes lors du processus d'assemblage. Il est donc important de considérer le but pour lequel le conseil est requis.

Le processus d'assemblage du PCB LED suit les étapes suivantes :

viii.Préparation des matériaux

Vérifiez soigneusement les cartes nues, les composants, le pochoir PCB et la pâte à souder.

Vérifiez également les outils pour vous assurer qu'ils sont tous en parfait état. N'oubliez pas que toute légère déviation dans l'assemblage du PCB peut entraîner un dysfonctionnement total du produit final. Assurez-vous donc que le fer à souder, la pince à dénuder, la pince et l'étain, entre autres, sont parfaits et prêts.

Vous devez également mettre votre liste de nomenclature et votre fichier Gerber sur la table. Vous vous y référerez en permanence pendant le processus d'assemblage.

 i. Cuisson sur planche nue

Vous devez vous assurer que la carte nue est sèche avant de commencer à assembler des composants dessus.

ii. Application de pâte à souder

La machine d'impression de pâte à souder applique de la pâte à souder aux endroits requis sur la carte. Vous devez inspecter minutieusement pour vous assurer que la soudure est parfaite.

iii. Montage des composants

La machine pick and place sélectionne et attache les composants SMT au PCB avec beaucoup de précision. Cependant, vous devez toujours inspecter manuellement la carte avant la refusion pour vous assurer que le placement est précis.

iv. Soudage par refusion

Exécutez votre carte de circuit imprimé LED dans la machine de refusion. La machine soude les composants SMT et refroidit les joints pour les renforcer.

Après la soudure, utilisez l'instrument AOI pour vérifier tout problème de soudure.

v. Insertion de composants traversants

Insérez les fils des composants traversants dans les trous traversants de la carte. Assurez-vous que chaque composant est inséré à sa bonne position.

vi.Vague de soudure

Maintenant, placez votre PCB LED dans la machine à souder à la vague. La machine utilise le flux de soudage par pulvérisation, le préchauffage, le soudage et enfin refroidit les joints pour les renforcer.

 vii.Inspection finale et emballage

Une fois que vous avez fini d'assembler tous les composants, vous devrez d'abord nettoyer la carte. Ensuite, faites passer la planche finie au contrôle de qualité final pour éliminer tous les problèmes de qualité.

Tous les PCB qui ont réussi les tests finaux sont maintenant prêts à être emballés et expédiés.

Comment faire des conceptions de PCB LED personnalisées

D'après notre discussion sur le processus de fabrication ci-dessus, vous connaissez maintenant l'ensemble du processus de fabrication des PCB LED.

Cependant, vous souhaiterez peut-être créer des conceptions de circuits imprimés LED personnalisées, ce qui nécessitera quelques modifications dans le processus de fabrication.

Tout ce dont vous avez besoin est de vous familiariser avec le logiciel de conception de votre choix.

LED PCB

Suivez maintenant la procédure correcte pour concevoir votre PCB LED.

La procédure est généralement la même pour la plupart des logiciels de conception courants, à quelques différences près. Vous suivrez donc ces étapes :

• Téléchargez et installez le logiciel
• Configurez le projet :
• Configurez la bibliothèque de composants :
• Ajoutez des composants à votre schéma :
• Câblez les composants : avec le pointeur sur les bulles, appuyez sur W pour câbler les composants.
• Annotez vos composants schématiques

Que rechercher chez le fournisseur de services de conception de PCB LED

Maintenant que vous savez tout sur les PCB LED, la prochaine question qui vous préoccupe probablement est de savoir comment trouver le meilleur concepteur pour votre produit.

Voici quelques conseils sur ce qu'il faut rechercher avant d'engager un fournisseur de services pour gérer votre conception de PCB LED.

Expérience – Voudriez-vous que votre produit soit une expérience de contrôle pour un designer en exercice ? Définitivement pas!

Envisagez un fournisseur de services établi et possédant une vaste expérience dans le domaine, en particulier en ce qui concerne la conception de circuits imprimés à LED.

délai de livraison – Plus le délai de livraison est rapide, mieux c'est pour vous puisque vous pourrez avoir votre produit plus tôt.

Spécialisation – L'embauche d'un fournisseur de services gérant tous les types de PCB est acceptable, surtout si vous avez également besoin de conceptions d'autres PCB. Sinon, mieux vaut opter pour un spécialiste de la conception de PCB LED si possible, pour plus de précision et de qualité.

Compétence – Si vous avez besoin que votre produit soit conçu à l'aide d'un logiciel spécifique, il est préférable de vous assurer que votre concepteur le connaît bien.

Service client  – On peut faire confiance à un fournisseur de services disposant d'un support client fiable et d'informations utiles à l'usage du client.

Conclusion

Les PCB LED ont un impact sur notre vie quotidienne de plusieurs façons. Après avoir parcouru ce guide, vous êtes maintenant prêt à créer votre propre conception de PCB LED.

Vous avez également acquis une compréhension approfondie de la fabrication et de l'assemblage de ces PCB.

De notre discussion, vous êtes en mesure de choisir la meilleure option de PCB LED pour votre application.

En général, ce guide vous laisse parfaitement apte à gérer toutes les questions concernant les PCB LED.