Печатные платы на металлической подложке - для светодиодных панелей

[Вадим Чорний]

В последнее время, в связи с достижениями в области светодиодной светотехники, резко вырос интерес к созданию источников света на основе мощных ультра ярких светодиодов. Ультра яркие светодиоды приходят на смену обычным лампам накаливания и находят свое применение практически во всех областях светотехники: лампы уличного освещения, автомобильная светотехника, дежурное освещение, рекламные вывески, светодиодные панели, индикаторы, бегущие строки, светофоры и т.д. Светодиоды стали незаменимы в декоративном освещении, в светодинамических системах. Выгодно их применять и там, где необходимо жестко экономить электроэнергию, где дорого обходится частое обслуживание и высоки требования по электробезопасности.

Так как при работе, этим светодиодам необходимо рассеивать большую тепловую мощность, для их монтажа используют специальные печатные платы на металлической теплопроводящей основе!



Внешне такая печатная плата представляет собой обычную печатную плату, с одной стороны располагается металлическая пластина. Которая соединяется с печатной платой при помощи изолирующей прокладки с хорошей теплопроводностью.

Генерируемое сверхяркими светодиодами тепло, легко проходит через диэлектрик, а затем быстро рассеивается на алюминиевом радиаторе.


 
В отличие от обычных ламп накаливания, светодиоды не излучают тепло в окружающие пространство, а проводят его в направлении от p-n перехода к теплоотводу в корпусе светодиода. Поэтому процесс отвода тепла более сложен и специфичен. Путь отвода тепла состоит из множества тепловых сопротивлений: «p-n переход - теплоотвод корпуса», «теплоотвод корпуса -печатнаяплата», «печатнаяплата- радиатор», «радиатор - окружающая среда». Вследствие этого, использование мощных светодиодов связано с высокой вероятностью чрезмерного увеличения температуры перехода, от которой напрямую зависят срок службы, надежность и световые характеристики светодиода.
 


Печатные Платы на металлической основе обычно покрываются черной или белой паяльной маской, чтобы дополнительно увеличить светопоглощение или светоотражение соответственно, что благоприятно сказывается и на температурных режимах и на дизайне светильников.

Для светодиода с рассеиваемой мощностью 1 Вт (при условии естественной незатрудненной конвекции при 25 °C) нужнаплатас алюминиевым основанием площадью не менее 6,5 см2.

Если площадь платы под светодиодом примерно соответствует данному значению, такое устройство не нуждается в дополнительном теплоотводе, при работе светодиода в номинальном режиме. При работе в закрытом корпусе, а также в условиях повышенной температуры окружающей среды без применения дополнительного охлаждения, нужен или дополнительный теплоотвод, или увеличение площади платы.

Для обеспечения рекомендуемых температурных режимов работы кристалла светодиода, нижняя сторона платы устанавливается на дополнительные радиаторы, соответствующие применяемому типу кластера через специальные пластичные смеси – теплопроводные пасты или, как их еще называют, термопасты, заполняющие неровности и обеспечивающие хороший тепловой контакт и максимальную теплопроводность системы.



Возможность объединения на одной печатной плате множества светодиодов,монтажкомпонентов с помощью стандартных автоматизированных технологий пайки, малая теплоотдача — все это в комплексе позволяет создавать компактные высокоэффективные источники света.

Но печатные платы на металлическом основании не ограничиваются применением для мощных светодиодов и могут так же использоваться в любом изделии, где важен теплоотвод и габариты. Применение таких плат существенно упрощает проектирование радиоэлектронных устройств, особенно высокомощных, поскольку отвод тепла перестает существенно зависеть от взаимного расположения элементов и свободной площади платы вокруг них: теплота рассеивается через подложку. Исчезает необходимость в дополнительных теплоотводах - радиаторах, шинах и т.п. В итоге возрастает степень интеграции элементов на плате, снижаются ее габариты.

Печатные платы с металлическим основанием имеют много преимуществ по сравнению с обычными платами:

· Рассеивают тепло без использования дополнительных радиаторов, специальных теплопроводящих паст

· Снижают/устраняют необходимость в вентиляторах принудительного воздушного охлаждения;

· Добавляют механическую жесткость изделию

· Повышают степень интеграции элементов высокомощной аппаратуры, работающей с большими токами и напряжениями при высокой рабочей температуре

· Уменьшают эффект теплового стресса всех компонентов, тем самым увеличивая продолжительности жизни элементов и долговечности изделия;

· Охлаждающие свойства таких плат позволяют значительно проще организовать отвод тепла, что благоприятно сказывается на себестоимости изделий

· За счет любой конфигурации контура плат, позволяют значительно сэкономить место в устройстве

· Платы имеют отличные характеристики по электромагнитной совместимости и экранированию

· Использование таких плат, улучшает надёжность устройств, наработку на отказ

Сделать заказ на изготовление ПП или получить дополнительную информацию можно по телефону: +380 (044) 291-00-41, либо прислав запрос на электронную почту: info@sea.com.ua