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LED PCB

Des milliers d'ingénieurs en électronique font confiance à Venture pour leurs projets d'éclairage LED, de la conception de PCB d'ampoules à LED grand public à la conception de PCB de lumière LED médicale précise, de PCB LED d'inondation commerciale à PCB LED haute puissance industrielle, de PCB LED automobile à PCB LED militaire, nous peut vous aider dès le début de la phase de conception.

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Venture a participé à toutes sortes de projets d'éclairage LED, en fournissant des PCB LED (carte de circuit imprimé LED) en utilisant CEM3, FR4, alliage d'aluminium et de cuivre comme matériau de base de PCB LED.

Il ne fait aucun doute que, par rapport aux matériaux CEM 3 et FR 4, l'aluminium et l'alliage de cuivre ont de meilleures performances en matière de transfert de chaleur, cependant, puisque le prix de l'alliage de cuivre est beaucoup plus élevé que l'aluminium, nous pouvons donc dire que, dans l'industrie de l'éclairage LED, l'aluminium est absolument l'option la plus économique compte tenu de la conductivité thermique, de la rigidité et du coût.

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Aujourd'hui, les éclairages LED nous entourent partout dans notre vie quotidienne, de plus en plus d'éclairages sont remplacés par des solutions LED (diode électroluminescente), car l'éclairage LED a une consommation d'énergie inférieure, une durée de vie plus longue et une plus grande efficacité énergétique par rapport aux ampoules d'éclairage traditionnelles. Dans l'industrie des PCB, quand on dit LED PCB(Carte PCB LED, carte de circuit imprimé LED, carte PCB LED, carte de circuit imprimé LED) elle fait référence aux PCB (cartes de circuit imprimé) utilisées pour les applications d'éclairage LED.

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PCB LED : le guide ultime

LED PCB

Vous recherchez un circuit imprimé LED adapté à vos systèmes d'éclairage ?

Ou souhaitez-vous réduire les coûts de votre prochain projet de systèmes d'éclairage LED modernes ?

Si oui, alors vous devriez lire ce guide.

Il couvre tout ce que vous devez savoir sur les PCB LED, à partir d'une définition de base, des avantages, des caractéristiques, du processus de fabrication, du choix du matériau, du processus d'assemblage et bien d'autres.

Continuez à lire pour en savoir plus…

Chapitre 1: Qu'est-ce qu'un PCB LED ?

LED est une initiale pour diodes électroluminescentes qui émet des rayons lumineux lors du passage d'un courant électrique.

La LED a généralement un négatif (cathode) et un positif (anode) et produira de la lumière dans la région visible.

DEL

DEL

Les LED collent aux PCB par le processus de soudure et ont des connexions électriques pour l'éclairage.

Dans un passé récent, il y a eu une grande évolution dans le domaine de cartes de circuits imprimés simplifiant ainsi divers systèmes.

Les innovations se sont propagées dans le domaine de l'éclairage où nous avons des cartes de circuits imprimés responsables de l'éclairage LED.

La diode électroluminescente se connecte à la carte de circuit imprimé principale et comprend une puce qui produit de la lumière dans un circuit électrique.

LED sur un circuit imprimé

LED sur un circuit imprimé

La puce PCB à diode électroluminescente est connectée à la carte à l'aide d'une base en céramique et d'un dissipateur thermique.

Il dégage beaucoup de chaleur lors de son utilisation et les fabricants utilisent d'autres moyens pour réduire la chaleur.

Les PCB Metalcore sont souvent la meilleure option pour les systèmes d'éclairage LED PCB car ils dissipent la chaleur plus rapidement.

Le matériau principal ou le métal de la carte de circuit imprimé à noyau métallique pour les diodes électroluminescentes est généralement l'aluminium.

Le PCB LED en aluminium possède une fine couche de matériau diélectrique thermiquement conducteur pour aider à la dissipation de la chaleur.

Le matériau fonctionne mieux, plus efficacement et plus rapidement par rapport aux cartes de circuits imprimés rigides traditionnelles.

Vous pouvez utiliser les LED pour créer différents modèles et signaux dans des applications telles que les panneaux publicitaires.

La technologie est également impliquée au quotidien et vous pouvez également l'utiliser dans un éclairage de tâche et d'environnement.

Vous pouvez facilement le trouver dans un certain nombre de variétés telles que la lumière ultraviolette, la lumière visible et la lumière infrarouge.

Chapitre 2: Avantages et inconvénients du PCB LED

Chaque fois que vous utilisez le PCB LED, vous bénéficierez de certains avantages et il pourrait également échouer à d'autres occasions.

Certains des avantages de l'utilisation de la carte de circuit imprimé LED incluent :

LED PCB

LED PCB

  • Les diodes électroluminescentes sont courantes en raison de leur haute intensité et de leur haute qualité. De nombreux fabricants du monde moderne préfèrent utiliser les PCB LED car ils garantissent à leurs clients des performances de qualité.
  • Il a une capacité de conception flexible permettant aux clients d'avoir des conceptions personnalisées pour leurs appareils. Vous trouverez également différents modèles de cartes de circuits imprimés LED sur le marché parmi lesquels vous pouvez choisir.
  • Les cartes de circuits imprimés Led sont rentables et vous feront donc économiser beaucoup d'argent.
  • Il est également très facile à utiliser et vous n'avez pas besoin de suivre une formation avant d'utiliser l'appareil.
  • Il est économe en énergie et vous économiserez beaucoup d'énergie chaque fois que vous utiliserez l'un des appareils.
  • Les circuits imprimés à LED ont des bruits électriques très faibles même s'ils produisent une lumière vive et efficace.
  • Le diagnostic et la réparation des cartes de circuits imprimés à LED sont simples. Vous pouvez facilement le faire sans contacter un technicien pour obtenir de l'aide. Il est également remplaçable en cas de dommages graves à l'appareil.
  • Les fabricants peuvent le fabriquer dans différentes tailles compactes, ce qui ne serait pas possible sans les PCB. C'est une plate-forme pratique pour organiser les composants électriques de manière efficace et compacte. Cela permet le développement de différents circuits LED de différentes tailles.
  • Les composants du PCB LED sont insensibles aux mouvements car ils adhèrent à la carte par des soudures. Il permet aux fabricants de l'utiliser dans des appareils mobiles tels que les phares d'un véhicule. Vous n'aurez pas à vous soucier du déplacement des composants et des courts-circuits électriques lorsque le véhicule se déplace.
  • Il possède également des dissipateurs thermiques et des noyaux métalliques tels que l'aluminium qui aideront à la dissipation de la chaleur.
  • Il est également très compact et les fabricants peuvent le placer facilement dans différents composants tels que des voitures entre autres.
  • Il est exempt de mercure contrairement aux autres options traditionnelles d'éclairage et est respectueux de l'environnement.

Outre les avantages, les cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes présentent également certains inconvénients, notamment :

  • Même s'il y a eu une amélioration des performances, les appareils individuels sont incapables de produire suffisamment de sortie. La sortie d'appareils uniques est encore inefficace à un point tel que vous ne pouvez pas l'utiliser pour les applications d'éclairage grand public. Il consommera donc beaucoup d'espace physique pour fabriquer un PCB LED efficace.
  • Le regroupement des LED en différents réseaux présente également des défis d'optique, d'éclairage et de fabrication.
  • Optimiser la qualité de la lumière d'un PCB LED est très difficile car cela coûte cher et prend du temps.
  • Les matrices de LED vieilliront à des rythmes différents, car certaines peuvent avoir une durée de vie plus longue que d'autres. Cela peut entraîner le rebut de l'unité par le consommateur.
  • L'assemblage de différents circuits imprimés LED est également laborieux et difficile et augmente parfois le coût.
  • L'application LED produit également beaucoup de chaleur, incitant à l'utilisation de cartes de circuits imprimés à noyau métallique. Les cartes de circuits imprimés à noyau métallique sont relativement chères par rapport aux cartes de circuits imprimés normales.

Circuit imprimé LED carré

Circuit imprimé LED carré

Chapitre 3: Applications principales des circuits imprimés LED

Les PCB LED sont disponibles dans différentes applications en raison de leur efficacité énergétique, de leur flexibilité de conception et de leur faible coût.

La carte de circuit imprimé LED joue un rôle très important dans la prolongation de la durée de vie et l'économie d'énergie dans de telles applications.

Il existe certains types de PCB LED qui réfléchissent la lumière LED et supportent l'intensité maximale de la lumière.

Les principales applications des cartes de circuits imprimés à LED incluent :

PCB automobile à LED

Vous êtes le plus susceptible de trouver ce type de PCB LED dans les régulateurs de puissance, l'industrie automobile et les régulateurs électroniques.

Le PCB pour l'industrie automobile doit avoir une longue durée de vie, une durabilité élevée, à un prix très compétitif. La carte de circuit imprimé LED est la mieux adaptée à l'automobile car elle peut bien fonctionner dans le monde rigoureux de l'automobile.

Audi avec feux à LEDAudi avec lumières LED

La carte de circuit imprimé LED se trouve dans l'affichage, les circuits du moteur et d'autres équipements électroniques tels que le système stéréo.

Dans de nombreux cas, les cartes de circuits imprimés LED à noyau métallique fonctionnent mieux dans les applications à haute température telles que les phares.

Les principales applications du PCB LED dans l'industrie automobile comprennent :

  • Relais de puissance
  • Modules de contrôle ECU/ECL
  • Affichages numériques
  • Capteurs de transmission
  • Systèmes d'éclairage LED intérieur et extérieur

PCB LED Télécom

Le PCB LED que vous utiliserez dans l'industrie des télécommunications a généralement un faible poids, une grande durabilité et une résistance au bruit.

Les cartes de circuits imprimés à LED sont disponibles pour les circuits de filtrage et autres équipements de haute fréquence.

Les équipements de télécommunication utilisent des écrans et des indicateurs à LED et, ce faisant, produisent beaucoup de chaleur.

Système de télécommunication simpleSystème de télécommunication simple – Photo publiée avec l'aimable autorisation de Optical Society of America

Pour résoudre le problème de la chaleur, le PCB LED en aluminium est plus applicable et extrêmement utile dans cette industrie.

Le PCB LED en aluminium est également souhaitable en raison de son faible poids et de sa durabilité, ce qui rend les appareils plus légers et durables.

PCB médical à LED

Regardez divers équipements médicaux tels que les scanners et vous trouverez le circuit imprimé LED.

Équipement médical

Équipement médical

L'équipement médical doit être efficace et très durable et les PCB LED fournissent les meilleurs résultats.

Les cartes de circuits imprimés LED sont disponibles dans les équipements que vous utiliserez pour le diagnostic, le traitement et la recherche.

Dans diverses salles d'opération, la plupart des systèmes d'éclairage sont équipés de cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes.

L'intensité de l'éclairage de ces appareils en fait le meilleur choix pour de telles opérations.

C'est aussi le composant principal des dispositifs d'éclairage que vous trouverez dans différentes salles de l'hôpital.

Ordinateur LED PCB

Les ordinateurs émettent généralement beaucoup de chaleur lors de leurs opérations et nécessitent un bon PCB pour éliminer la chaleur.

Les meilleures cartes de circuits imprimés sensibles à la chaleur pour les ordinateurs sont les cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes.

Vous trouverez les PCB LED dans les scanners, les smartphones, les tablettes, les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables pour les fonctions d'affichage.

Voyant de la carte mère de l'ordinateurVoyant de la carte mère de l'ordinateur

Certaines parties de l'ordinateur telles que les lecteurs de disquettes, les dispositifs d'alimentation et les cartes CPU utiliseront le PCB LED en aluminium.

D'autres exemples d'applications où vous pouvez trouver le PCB LED incluent les feux d'atterrissage de piste d'aéroport et les lampadaires.

Il est également disponible dans les applications pour les équipements d'éclairage dans le domaine militaire, et l'éclairage des tunnels routiers.

L'éclairage solaire/photovoltaïque, les lanternes et les lampes de poche, l'éclairage de signalisation et de circulation ont également les cartes de circuits imprimés à LED.

Outre ces applications, vous pouvez également trouver le PCB LED dans le domaine de l'agriculture et de la science des cultures.

Les chercheurs agricoles utilisent les PCB LED pour aider à l'éclairage pour une croissance élevée des plantes.

L'intensité lumineuse des appareils est suffisamment adaptée à la croissance des plantes.

Chapitre 4: Composants clés du PCB LED

Le succès de la carte de circuit imprimé LED dépendra de divers composants du PCB LED.

PCB LED circulaire

PCB LED circulaire

Ce sont les facteurs clés qui fonctionnent en conjonction les uns avec les autres pour mener à bien un processus. Ces composants réalisent ou modifient et gèrent la tension et le courant qui vont les traverser.

La plupart des composants sont standardisés et vous pouvez facilement les identifier et les acheter.

D'autres composants sont généralement plus propriétaires du projet et vous ne pouvez pas les trouver facilement.

Une LED typique a essentiellement une puce qui est un semi-conducteur qui produira de la lumière dans un circuit électrique.

La conception précisera la nature du circuit, le matériau de revêtement du PCB, la taille et d'autres facteurs importants.

LED sur un circuit imprimé

LED sur PCB – Source : MON GUIDE D'ÉCLAIRAGE

Outre la puce, il existe divers composants de la carte de circuit imprimé LED tels que :

Matériel de base

Notez que tous les PCB LED ne sont pas identiques car ils peuvent varier en fonction du type d'application et du matériau de base.

Le matériau de base est la partie la plus importante du PCB LED car il déterminera l'efficacité de la carte.

L'efficacité de la carte se voit dans le mode et la vitesse à laquelle elle transférera la chaleur de l'appareil.

Certaines applications nécessitent que des composants spécifiques soient disponibles sur la carte de circuit imprimé à diode électroluminescente.

Ce fait est vrai dans les applications très sensibles aux hautes températures telles que les lampes à LED.

Les ingénieurs concevront donc différents types de noyaux de PCB en utilisant différents matériaux en fonction de l'application.

Matériau de base PCB

Matériau de base du circuit imprimé

Parmi les qualités les meilleures et les plus importantes du PCB, vous devez examiner le noyau du PCB. La base de la carte de circuit imprimé LED est disponible dans une variété de matériaux tels que :

FR-4 Matériel pour PCB

FR-4 est le matériau de base le plus courant que vous pouvez trouver dans le PCB LED composé d'époxy et de verre.

Il est ignifuge mais ce n'est pas le meilleur matériau que vous puissiez choisir pour la dissipation de la chaleur.

Il existe différentes désignations du FR4, notamment le FR4 standard, le FR4 non halogène, le FR4 à moyenne Tg et le FR4 à haute Tg.

En dehors de cela, il y a aussi la carte de circuit imprimé FR4 avec le réseau via thermique.

Il s'agit d'un type de FR4 avec des doubles faces minces et des trous traversants plaqués ou des trous traversants thermiques.

Les vias thermiques garantiront qu'il existe un chemin thermique pour améliorer la conduction de la chaleur à travers le substrat thermique.

Matériau époxy pour PCB

Les époxydes sont d'autres substrats bien que moins courants pour les cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes.

Ils sont moins durables que d'autres substrats, mais ils sont moins chers à fabriquer.

C'est cependant un très mauvais conducteur de chaleur et pas une bonne option pour la dissipation de la chaleur.

Noyau métallique pour PCB LED

Les noyaux métalliques sont les matériaux les plus efficaces pour les diodes électroluminescentes, en particulier celles qui produisent un excès de chaleur.

Ils sont de très bons conducteurs de chaleur et peuvent aider à la dissipation de la chaleur de l'appareil. Il se compose généralement de différents types de métaux tels que l'aluminium, le cuivre ou l'acier inoxydable.

PCB LED à noyau métallique

Circuit imprimé LED à noyau métallique

Le métal fournit à la carte de circuit imprimé des propriétés d'isolation électrique et de conductivité thermique appropriées.

Le type de noyau métallique le plus courant que de nombreux fabricants préfèrent utiliser est l'aluminium.

Ce type de carte de circuit imprimé LED dépend de l'aluminium comme noyau de base principal au lieu d'une base en fibre de verre.

L'alliage peut être constitué de différentes combinaisons d'aluminium, de magnésium et de silumine modifiant les propriétés du métal.

La combinaison variera en fonction de l'application souhaitée.

Lorsque la conductivité thermique n'est pas un facteur réel à prendre en compte, les époxy et le FR4 sont les matériaux de base les plus appropriés.

En effet, ils sont relativement bon marché par rapport aux cartes de circuits imprimés LED à noyau métallique.

Utilisez la carte de circuit imprimé à noyau métallique si l'application implique la production de beaucoup de chaleur.

Matériau de recouvrement

La plupart des applications ou les cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes sont sur l'environnement extérieur.

Il est susceptible d'avoir des dommages dus aux changements de température, à l'humidité (humidité de la pluie et condensation), à la corrosion, au brouillard salin et aux gaz.

La caractéristique clé de l'application extérieure est la sortie de l'appareil et la représentation globale de l'appareil.

PCB de revêtementPCB de revêtement

Il est donc important d'avoir une couverture ou un matériau de revêtement qui protégera les parties internes de l'appareil.

Le matériau de revêtement protégera la carte de circuit imprimé LED des dommages causés par l'humidité, la chaleur excessive et d'autres facteurs environnementaux.

Le PCB LED aura donc une durée de vie plus longue en raison de la protection active du matériau de revêtement.

Le matériau de revêtement du circuit imprimé à diodes électroluminescentes ne doit pas affecter l'efficacité, la fiabilité et les performances de l'appareil.

Le type de revêtement le plus couramment utilisé par les fabricants de revêtements est le revêtement conforme.

Ce sont des laques minces qui peuvent se conformer aux contours du PCB sans ajouter de volume ou de poids sur l'appareil.

Vous pouvez facilement l'appliquer sur le PCB LED par trempage ou pulvérisation jusqu'à ce qu'il ait une épaisseur de 25 à 75 micromètres.

Le revêtement doit être très clair et le rester tout au long de la durée de vie du PCB LED dans cet environnement particulier.

La meilleure forme de revêtement conforme repose sur la chimie acrylique offrant à la fois la stabilité de la couleur et de la clarté.

C'est la meilleure forme de revêtement pour la carte de circuit imprimé LED pour les raisons suivantes :

  • Il est facile à appliquer sur la carte de circuit imprimé LED
  • Il n'augmente pas davantage le volume et le poids du produit
  • Il permet une polyvalence dans son utilisation
  • Ils ont un effet unique sur le changement de température de couleur

L'autre type de matériau de revêtement disponible est la résine d'encapsulation disponible en différents types.

Il est disponible dans certains types tels que les options polyuréthane, époxy et silicone. Les résines époxy sont les plus résistantes de toutes, mais ne sont pas aussi flexibles, ce qui pose des difficultés lors du cyclage thermique.

Taille du PCB

La taille de la carte de circuit imprimé LED variera en fonction du type d'application pour laquelle vous la destinez.

Dimensions du PCB

Dimensions du PCB

Cela signifie qu'il existe différentes tailles disponibles pour les PCB LED que vous pouvez choisir.

Ils vont des très petits PCB LED aux plus gros selon l'application.

Vous êtes libre de communiquer au fabricant pour faire un PCB LED de différentes tailles en fonction de l'application.

Plus l'appareil est grand, plus le PCB LED est grand et plus il est petit, plus l'appareil est petit.

Les facteurs qui détermineront la taille du PCB LED sont l'épaisseur du panneau et la taille du panneau.

Normalement, les tailles de panneaux les plus courantes ou standard vont de la plus petite disponible à :

  • Jusqu'à 10″ X 16″ (sur un panneau 12″ X 18″; cette taille de panneau est couramment utilisée)
  • Jusqu'à 16″ X 22″ (sur un panneau 18″ X 24″; cette taille de panneau est couramment utilisée)
  • Jusqu'à 19″ X 27″ (sur un panneau 21″ X 29″; cette taille de panneau n'est pas aussi courante)

Couche de circuits

C'est la partie du circuit imprimé LED qui contribue le plus à la fonction finale du PCB.

Couches PCB

Couches PCB

Il contient les circuits en cuivre qui sont importants pour le fonctionnement du PCB.

C'est la couche au-dessus du diélectrique dans une carte de circuit imprimé LED.

Vous pouvez stratifier le cuivre sur la carte du circuit imprimé en utilisant des adhésifs ou de la chaleur.

L'épaisseur du cuivre varie en fonction du type d'application et de la quantité de courant qui le traverse.

La plupart des PCB LED ont une once de cuivre tandis que les autres qui permettent plus de puissance en ont plus.

Ils peuvent avoir deux ou trois onces de cuivre selon la quantité de courant qui les traverse.

Vous pouvez déterminer la résistance de la couche de circuit en regardant sa longueur, sa largeur et son épaisseur.

Diélectrique

Le diélectrique est une fine couche thermiquement conductrice qui se lie au substrat en aluminium pour aider à la dissipation de la chaleur.

La clé des performances supérieures de la classe thermique réside dans le diélectrique de la carte de circuit imprimé LED.

PCB Diélectrique

PCB Diélectrique

Lors du processus de conception d'une carte de circuit imprimé à LED, n'oubliez pas de placer le diélectrique pour aider à la dissipation de la chaleur.

C'est une couche isolante qui n'est pas électriquement conductrice séparant l'aluminium du réseau électrique.

Chapitre 5: Types de circuits imprimés LED

Puisqu'il existe de nombreuses applications pour le circuit imprimé à diodes électroluminescentes, il existe différents types de PCB.

Les différents types de PCB LED ont leurs propres spécifications de fabrication, utilisation et type de matériau. Certains des types les plus courants de cartes de circuits imprimés LED sont dans les paragraphes suivants.

Circuit imprimé LED flexible

circuit imprimé flexible à LED se compose de matériaux qui peuvent fléchir, se tordre et se déplacer dans différentes directions, y compris le plastique.

Ils sont disponibles dans différents formats de couches, notamment les formats simple, double et multicouche.

Circuit imprimé LED flexible

Circuit imprimé LED flexible

Le fait que vous deviez imprimer le circuit sur le matériau souple le rend relativement coûteux.

Les cartes de circuits imprimés flexibles à diodes électroluminescentes présentent de nombreux avantages par rapport aux cartes de circuits imprimés rigides à LED.

Le fait qu'il soit flexible et capable de se déplacer dans différentes directions le rend supérieur au PCB LED rigide.

Cela signifie que vous pouvez le plier et le plier autour de différents coins et bords.

La flexibilité est un atout majeur qui permet de réaliser des économies sur le volume, le poids et le coût de création d'un design particulier.

Vous pouvez également l'utiliser dans différentes zones qui sont généralement dangereuses pour l'environnement et peuvent être nocives pour d'autres types.

En effet, ils ont des matériaux imperméables, résistants à la corrosion, aux chocs et résistants aux huiles à haute température.

Circuit imprimé LED rigide

Comme son nom l'indique, le circuit imprimé LED rigide est rigide et ne peut pas se plier dans des directions différentes.

PCB rigide

PCB rigide

Les fabricants utilisent des matériaux solides comme substrats, empêchant ainsi la planche de se tordre dans différentes directions.

Le type de circuit imprimé LED rigide le plus courant est celui que vous trouverez dans un ordinateur.

Les cartes de circuits imprimés LED rigides pour fabriquer le plus grand nombre de PCB que les fabricants fabriquent.

Vous les trouverez dans de nombreux endroits où l'on a besoin d'utiliser un PCB LED qui doit rester en forme pour toujours.

Vous les trouverez disponibles sous différentes formes qui incluent des circuits imprimés LED simples, doubles ou multicouches.

Circuit imprimé LED hybride

La carte de circuit imprimé LED hybride comprend un matériau qui est non thermique avec un métal de base tel que l'aluminium.

Dans de nombreux cas, la carte de circuit imprimé LED hybride se compose de la liaison FR4 conventionnelle avec le substrat en aluminium.

L'assemblage des deux parties permet à l'appareil de dissiper facilement la chaleur de manière plus efficace.

Circuit imprimé LED hybride PCB LED hybride – Source : DIYForums

Hormis une augmentation du taux de dissipation de la chaleur, l'appareil présente une meilleure rigidité ce qui le rend très résistant.

Les hybrides sont également moins chers par rapport à une carte de circuit imprimé rigide à diodes électroluminescentes en aluminium.

Il a également ses inconvénients, notamment le manque de flexibilité, ce qui rend difficile la réalisation d'un virage.

PCB LED multicouche

Les PCB multicouches se composent de plus de deux cartes de circuits imprimés à diodes électroluminescentes à double couche.

Les multiples couches collent ensemble à l'aide d'un type spécial de colle et entre différents types d'isolants.

Les isolateurs feront en sorte qu'aucune des couches de la carte de circuit imprimé LED ne fonde en raison d'un excès de chaleur.

PCB multicouche

PCB multicouche

Ils sont disponibles en différentes tailles où vous pouvez en trouver un petit avec aussi peu que quatre couches. Vous pouvez également en obtenir un plus grand avec 12 couches ou plus dans différentes applications LED.

Le nombre maximum de couches que nous connaissons est de 50 et c'était pour une application majeure.

Les cartes de circuits imprimés LED multicouches existent pour une utilisation dans des applications électriques complexes.

Circuit imprimé LED monocouche

Un PCB à diode électroluminescente monocouche n'a qu'un seul côté avec le circuit ou fondamentalement une couche du substrat.

D'un côté du matériau de base se trouve une très fine couche de métal, de préférence du cuivre car c'est un bon conducteur.

Après avoir appliqué la base de cuivre, la prochaine étape est l'application d'un masque de soudure protecteur.

PCB monocouche

PCB monocouche

Après cela, vous pouvez appliquer une sérigraphie qui marque chaque élément disponible sur le tableau.

Ce sont des cartes de circuits imprimés à LED très simples, faciles à concevoir et à fabriquer par la suite.

Vous pouvez donc les acheter à des prix très bas et en très gros volumes.

Les avantages de l'utilisation de ce type de couche PCB LED en font un composant important dans de nombreuses applications.

Chapitre 6: PCB LED vs PCB standard - Ce qui rend le PCB LED unique

Les cartes de circuits imprimés à LED sont l'un des modes d'éclairage les moins chers que beaucoup de gens adoptent et deviennent de plus en plus populaires.

C'est la principale raison pour laquelle la carte de circuit imprimé à noyau métallique est également très demandée.

Le système d'éclairage LED PCB peut être cinq fois moins cher par rapport aux systèmes PCB standard.

Système d'éclairage à DELSystème d'éclairage à DEL

Le circuit imprimé à LED est plus efficace en termes de consommation d'espace.

Il couvre très peu d'espace et le rendement ou l'efficacité est également très élevé.

Il fonctionne mieux par rapport au PCB standard et économise également de l'espace et de l'énergie.

En raison de l'efficacité des PCB LED, de nombreux appareils préfèrent remplacer le PCB standard par les cartes de circuits imprimés LED.

Il y a cependant un aspect de la carte de circuit imprimé LED dont il faut d'abord s'occuper.

Le fait qu'il émette beaucoup de chaleur fait du PCB standard un appareil souhaitable par rapport au PCB LED.

Le problème de chaleur que beaucoup de gens associent aux cartes de circuits imprimés LED a une solution.

Pour maintenir le système d'éclairage LED pendant une période plus longue sans dommage, les fabricants intègrent la carte de circuit imprimé à noyau métallique.

Le noyau métallique aidera à la dissipation de l'excès de chaleur du système, ce qui le rendra plus efficace que les PCB standard.

La carte de circuit imprimé LED a une plaque métallique sur le côté inférieur qui est de différentes épaisseurs.

Le PCB standard n'a pas de plaque métallique en bas et a une finition de surface et des masques de soudure.

Dans les circuits imprimés LED, vous trouverez le masque de soudure et la finition de surface sur un côté.

Carte d'aluminium

Carte d'aluminium

Le circuit imprimé LED est unique car il a les composants sur la surface plutôt que d'utiliser les trous traversants.

Ceci parce qu'il a généralement une plaque métallique en bas pour aider à la dissipation de la chaleur.

La présence de trous traversants sur la carte de circuit imprimé LED conduirait à un tir d'où les caractéristiques uniques.

Il existe certains types de PCB LED qui ont des vias, surtout s'ils ont plus d'une couche de substrat FR4.

Ce type de PCB LED dissipe la chaleur à travers les vias, ce qui le rend assez similaire aux PCB standard.

Le travail effectué par les vias dans le PCB LED est de la responsabilité des composants de la carte de circuit imprimé à noyau métallique.

En dehors de cela, le PCB LED est unique puisque les trous que vous allez percer sur les cartes sont destinés au montage.

Il est différent du PCB standard qui a des trous traversants pour la dissipation de la chaleur. Les trous de montage sur les PCB LED sont également plus grands que les trous traversants sur les PCB standard.

Les cartes de circuits imprimés LED multicouches sont coûteuses à concevoir et à fabriquer en raison du coût des matériaux.

L'incorporation d'aluminium entre chaque couche du PCB multicouche le rend coûteux par rapport au PCB standard.

Même s'il doit passer par certaines restrictions de conception, le processus est presque similaire aux PCB standard.

La couleur du masque de soudure constitue également une caractéristique unique de la carte de circuit imprimé LED. Le PCB standard a une gamme de couleurs sombres telles que le noir, le rouge, le vert et le bleu.

La carte de circuit imprimé LED n'a qu'une seule couleur qui est blanche sur une face supérieure de la carte.

L'épaisseur du PCB standard varie considérablement, en raison de la combinaison de différents matériaux et du nombre de couches.

L'épaisseur du circuit imprimé LED a certaines limites à l'épaisseur disponible de la plaque de support.

L'épaisseur de la feuille diélectrique déterminera également l'épaisseur de la carte de circuit imprimé LED.

Le processus d'usinage des normes et de la carte de circuit imprimé LED est similaire dans la plupart des cas.

Cela signifie que les deux planches subissent un routage, un perçage, un fraisage, un rainurage en V et un contre-alésage. La principale différence qui rend le PCB LED unique est le fait qu'il s'appuie sur une lame de scie revêtue de diamant pour le marquage en V.

Chapitre 7: Conception de circuits PCB LED - Comment fabriquer des PCB LED

Le processus de conception d'une carte de circuit imprimé LED commence par avoir un logiciel de conception pour aider à la conception.

En dehors de cela, vous aurez également besoin d'un concepteur de cartes de circuits imprimés LED pour vous aider ou vous guider dans le processus.

Il y a beaucoup de Logiciel de conception de PCB que vous pouvez utiliser pour créer une conception appropriée pour la carte de circuit imprimé LED.

Logiciel de conception de PCB

 Logiciel de conception de circuits imprimés

Certains des logiciels de conception que vous pouvez utiliser pour créer les conceptions incluent :

  • Concepteur PCBWeb
  • ZenitPCB
  • TinyCad
  • PCB Osmond
  • ExpressPCB
  • Altium Designer

La conception d'un PCB commencera avec l'ingénieur de conception prêt à explorer son esprit, ses outils, ses captures schématiques et ses progiciels de mise en page.

L'ingénieur doit avoir à l'esprit l'image exacte de la conception du PCB LED avant de commencer à concevoir.

Cela inclut également l'image du produit final qu'ils pensent pouvoir obtenir en utilisant les outils disponibles.

Les outils doivent être en mesure d'équilibrer les performances et la puissance, ce qui les rend intuitifs et faciles à utiliser.

Le logiciel doit également contenir toutes les exigences pour la conception au-delà de l'éditeur de PCB et de l'éditeur de schémas.

Le logiciel doit disposer d'une bibliothèque, d'outils d'analyse, de simulation, de vérification et de documentation pour le succès de la conception du PCB LED.

Vous commencerez par trouver le schéma et dessiner le diagramme schématique sur le logiciel informatique de conception des PCB LED.

Après cela, vous devez transférer le schéma de principe dans le dessin de la carte de circuit imprimé LED.

Faire le dessin est considéré comme une grande œuvre d'art et vous oblige à prendre votre temps et à le rendre bon.

Regardez la taille de la planche et la largeur de trace de la planche. Il y a certaines limites à la finesse ou à la taille de vos traces et de votre planche.

Vous devez également garder à l'esprit la taille de la plus petite perceuse disponible.

La largeur de trace doit être la taille de la largeur de trace la plus petite ou plus épaisse car les traces fines sont vulnérables aux dommages.

Tenez compte de la quantité de courant qui traversera la conception et ajustez l'épaisseur de la carte en conséquence.

Cela signifie que plus le courant traversant la carte est important, plus la carte doit être épaisse.

Conception de circuits imprimés LEDConception de circuits imprimés LED

Vous devez rester en contact avec votre fabricant afin qu'il puisse voir chaque étape du processus de conception.

Vous pouvez également lui envoyer des copies des dessins de conception afin qu'il puisse créer une image dans son esprit.

Il peut également vous conseiller sur les choses que vous devez faire lors de la conception du PCB LED.

Lors de la conception, assurez-vous de placer tous les composants du PCB LED sur la conception.

Les composants doivent être aux bons endroits et dans la position exacte où vous voulez qu'ils soient.

Le logiciel vous guidera à travers ces étapes et vous évitera de faire des erreurs sur la conception pour avoir un bon produit.

Placer les composants au bon endroit car le schéma vous aidera à dépanner le circuit.

Portez une attention particulière aux gros composants et aux connecteurs en plaçant les connecteurs sur le côté pour faciliter les connexions.

Les condensateurs de découplage doivent être proches des broches que vous connecterez aux condensateurs.

Condensateur de découplageCondensateur de découplage

Tous les composants de la conception doivent avoir les étiquettes appropriées avec la valeur de la pièce et le nom.

Cela facilitera la soudure du fabricant et facilitera également le dépannage.

La règle d'or consiste à étiqueter tous les connecteurs à l'extérieur avec les bons noms pour la description.

Certaines des règles que vous devez suivre incluent :

  • Pour un circuit imprimé à deux couches, acheminez une couche verticalement et l'autre horizontalement.
  • Pour une carte de circuit imprimé RF, évitez les angles à 90 degrés sur les traces du PCB pour éviter l'effet bizarre. L'angle de 45 degrés a également l'air professionnel et vous devriez en faire une habitude.

Vous pouvez suivre les contours disponibles pour dessiner la conception, mais la plupart des logiciels de conception auront les outils nécessaires.

À ce stade, vous devez penser au placement final de la carte de circuit imprimé LED.

Vous pouvez imprimer le dessin final sur un papier et tester s'il correspond au point de placement final.

N'oubliez pas que vous devez préparer votre carte pour la fabrication au fur et à mesure de la conception.

Cela signifie que vous devez vérifier la disposition de la carte, pour toute erreur, puis convertir en fichiers Gerber.

C'est le processus final de conception et vous pouvez l'envoyer au fabricant pour l'assemblage.

Chapitre 8: Processus d'assemblage de PCB LED

Avec la conception du PCB LED à portée de main, vous êtes en mesure d'assembler et de fabriquer la carte finale.

Il y a, cependant, quelques étapes que vous devez regarder avant de commencer réellement le Processus d'assemblage de PCB.

Ces étapes vous aideront à savoir si la conception fonctionnera réellement une fois terminée dans une carte de circuit imprimé.

PCB LED entièrement assemblé

PCB LED entièrement assemblé

Le processus comprend une vérification DFM avec la conception exacte, les règles de conception et les exigences spécifiques à portée de main.

Cela implique d'examiner toutes les spécifications de la conception, de rechercher les fonctionnalités redondantes, manquantes et problématiques.

Un exemple de défaut de PCB est de laisser de très petits espaces entre les composants du PCB provoquant des tirs.

La vérification DFM aidera à éliminer tout problème avant de gaspiller de l'argent en fabriquant un PCB LED dysfonctionnel. Les vérifications DFM/DFA doivent être fournies par les fabricants sous forme de package d'assemblage pour aider à fabriquer des PCB appropriés.

La première étape est le pochoir de pâte à souder qui implique l'application de pâte à souder sur la carte du PCB.

Vous placerez un pochoir en inox sur le circuit imprimé vous permettant de faire l'application sélective.

Cela aidera à connaître les pièces où les composants seront assis lorsque le PCB LED sera terminé.

La pâte à souder que vous utiliserez est composée de 96.5 % d'étain, 3 % d'argent et 0.5 % de cuivre.

N'oubliez pas d'appliquer la pâte à souder aux points exacts de la carte et également dans la bonne quantité.

La deuxième étape consiste à faire passer la carte par le pick and place du dispositif robotique pour placer les composants exacts.

La machine placera non seulement les composants, mais également les SMD représentant la plupart des composants non connecteurs.

Vous souderez ensuite les SMD sur la carte afin qu'ils puissent bien coller à la carte.

Ce processus était autrefois un projet manuel où les fabricants prélevaient et plaçaient les composants à la main.

Les machines remplacent l'effort humain car elles sont plus précises, plus précises et plus rapides que les humains sans problèmes de fatigue.

Le processus consiste à saisir une carte PCB à l'aide d'une pince à vide et à la placer sur la station de prélèvement et de placement.

Le robot orientera le PCB et commencera à appliquer des SMT sur la surface de la carte de circuit imprimé.

Il s'agira de placer les composants sur la surface de la pâte à braser selon les emplacements au programme.

La troisième étape est la soudure par refusion qui consiste à coller les composants du PCB sur la carte.

Cela signifie que vous devez permettre à la pâte à souder de se solidifier pour que les composants adhèrent à la carte.

Le processus permettant aux composants de coller ou d'adhérer à la carte est le processus de refusion.

Le processus consiste à retirer la planche du support de prélèvement et de placement et à la placer sur un tapis roulant.

La bande transporteuse se déplacera à travers le four de refusion en chauffant la planche à 250 degrés Celsius.

La soudure fond et se déplace à travers des radiateurs plus froids qui solidifient la soudure de manière appropriée.

Assemblage de PCB LEDLED PCB

Ce processus créera un joint solide et permanent retenant tous les CMS à la carte de circuit imprimé.

La quatrième étape consiste à effectuer des inspections et à contrôler la qualité de la carte de circuit imprimé LED.

Les inspections sont très importantes car la carte peut avoir de très mauvaises connexions et des courts-circuits dus à des composants aux mauvais endroits.

Il existe de nombreuses méthodes d'inspection que les fabricants utilisent comme vous l'apprendrez sous peu.

Les contrôles manuels sont encore courants malgré le fait que la plupart des processus sont automatiques.

L'inspection visuelle des panneaux par le concepteur, en particulier dans les petits lots, est très importante.

À mesure que le nombre de panneaux nécessitant une inspection augmente, la méthode de vérification manuelle devient obsolète.

Les inspections à l'œil sur une longue période peuvent entraîner une fatigue visuelle.

Une fois que l'œil est fatigué, de nombreuses erreurs peuvent se produire, ce qui le rend inexact. Cela ouvre donc la voie à des processus d'inspection plus précis.

L'inspection optique automatique qui est une méthode plus précise pour les gros lots de PCB LED.

Une machine d'inspection optique automatique (AOI) utilise des caméras à haute visualisation optique pour faciliter l'inspection.

Les caméras sont dans des angles différents et aideront à vérifier les erreurs dans les connexions.

La carte est éclairée et les caméras sont capables de détecter des soudures de mauvaise qualité.

Normalement, les mauvaises connexions et les soudures reflètent la lumière différemment, ce qui la rend facile à détecter.

La machine est capable de traiter un énorme lot de PCB LED en très peu de temps.

Méthode d'inspection par rayons X qui n'est pas très courante et utilise des rayons X pour faciliter l'inspection.

Les fabricants l'utilisent pour inspecter des circuits imprimés LED complexes et multicouches.

Les rayons X vous permettront, en tant que spectateur, de voir tous les problèmes internes sur les multiples couches et de les résoudre.

En cas de problème, le PCB LED devra repasser par le processus de conception.

Le problème peut également être mineur et le fabricant peut décider de le résoudre en fonction de ses politiques.

Après cela, vous devriez l'inspecter à nouveau et voir s'il fonctionnera d'une manière particulière.

La cinquième étape de l'insertion des composants à travers le trou traversant parmi eux étant les LED.

Ces trous aideront à faire passer les signaux des différents côtés du tableau. Dans ce cas, vous devrez remplacer la pâte à souder par d'autres types de soudure comme :

  • Soudage manuel où différentes personnes insèrent différents composants dans les trous traversants à différentes stations. C'est un processus long et fastidieux selon le nombre de composants que vous devez insérer. De nombreux fabricants évitent ce processus même s'il y en a d'autres qui envisagent encore de l'utiliser.
  • La soudure à la vague qui est une version plus automatique de la soudure manuelle via un processus différent. Après avoir placé les composants dans le bon trou, la carte passe dans un four sur un tapis roulant. Il lavera une vague de soudure sur la partie inférieure de la carte de circuit imprimé LED.

Une fois tous ces processus terminés, vous pouvez exécuter la carte via l'unité d'inspection pour tester la fonctionnalité.

Assemblage de PCB LEDAssemblage de PCB LED

La dernière étape est le test fonctionnel passant le PCB à différents rythmes simulant sa fonctionnalité.

Les signaux simulés et de puissance traverseront la carte pendant que les testeurs vérifieront les caractéristiques électriques.

En cas de problème, vous devrez peut-être recommencer tout le processus d'assemblage jusqu'à ce qu'il fonctionne correctement.

Chapitre 9: Remplacement de la carte PCB LED

Le PCB LED est le même que toutes les autres caractéristiques des machines susceptibles d'être endommagées. Si une partie ou l'ensemble de la carte ne fonctionne pas correctement, vous pouvez la remplacer par une nouvelle carte PCB LED. Puisqu'il existe de nombreuses applications des PCB LED, examinons le remplacement de la carte PCB du plafonnier LED.

Carte d'aluminium

Carte d'aluminium

La première étape du remplacement de la carte consistera à déconnecter l'ensemble de l'unité de la source d'alimentation.

Cette étape vous permettra de travailler sans risque d'électrocution. N'oubliez pas d'avoir l'équipement de protection nécessaire pour vous protéger.

Après avoir débranché l'alimentation de la source, vous pouvez retirer le plafonnier LED du plafond.

Placez-le sur une table ou un établi et retirez le couvercle afin d'exposer le circuit imprimé LED.

Inspectez la planche pour connaître le type et l'étendue des dommages sur la planche.

Selon la fixation, utilisez un tournevis ou une clé pour débloquer le circuit imprimé LED.

Débranchez toute autre connexion à la carte de circuit imprimé LED en lui permettant d'être libre. Retirez-le délicatement et placez-le soigneusement sur l'établi.

À ce stade, vous devriez avoir la nouvelle carte de circuit imprimé LED en veille.

Prenez le nouveau PCB LED et remplacez-le à l'endroit exact où l'autre s'assurait qu'il s'adapte bien.

Fixez-le en position et assurez-vous qu'il adhère correctement au composant externe.

Replacez les bouchons au point exact de connexion et remettez le couvercle en place.

Réinstallez l'ensemble de l'unité au plafond en vous assurant qu'il reste en place. Alimentez le système pour voir si le nouveau PCB LED fonctionne correctement.

Conclusion

Les informations sur les cartes de circuits imprimés LED vous guideront à travers différentes applications de PCB LED.

Il vous aidera également à faire le bon choix pour le type de PCB LED dont vous pourriez avoir besoin. Vous êtes maintenant en mesure d'appeler votre concepteur pour vous aider à fabriquer un circuit imprimé LED personnalisé.