PCB LED 열 분산: 알루미늄이 고출력에 가장 적합한 이유는 무엇입니까?

LED 기술이 계속 발전함에 따라 고성능 PCB LEDS는 현재 여러 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 산업용 조명, 자동차 헤드라이트, 가로등, 경기장 조명 및 하이 베이 상업 비품에 사용됩니다. 이 LED는 기존 광원에 비해 뛰어난 밝기, 에너지 효율 및 수명을 제공합니다. 또한 작동 중에 상당한 열을 발생시킵니다. 요컨대, 이 열을 효과적으로 관리하는 것은 LED PCB 시스템 설계.

인쇄 회로 기판(PCB)은 현대 전자 시스템의 열 관리에서 중요한 역할을 합니다. 고배력에 LED 빛 PCB 응용 분야에서 열 분산을 제어하는 것은 성능과 작동 수명을 위해 필수적입니다. 여러 가지 PCB LED 빛 재료를 사용할 수 있는 알루미늄 기판은 전 세계적으로 선호되는 솔루션이 되었습니다. 둥근 알루미늄 PCB LED 우수한 열전도율을 제공하여 민감한 LED 구성 요소에서 열 전달이 가능합니다.

이 기사는 설명합니다

• LED 방열의 기본
• 기존 PCB 재료의 제거
• 알루미늄 PCB가 고전력 LED 시스템에 최적의 솔루션으로 간주되는 이유.

고전력 LED의 발열 이해

백열 전구와 달리 LED는 적외선을 통해 열을 방출하지 않습니다. 대신, 대부분의 열은 LED 접합부에서 발생합니다. 전기 에너지가 빛으로 변환되는 지점입니다. 고배력에 LED PCB 보드 디자인, 입력 에너지의 약 30–40%만 가시광선이 됩니다. 남은 에너지는 열로 변환됩니다.

이 열이 효율적으로 제거되지 않으면 접합 온도가 빠르게 상승하여 다음과 같은 결과를 초래합니다.

• 발광 효율 감소
• 색상 변화 및 저하된 조명 품질
• 가속된 재료 저하
• LED 수명 단축
• 조기 실패 위험 증가

따라서 효과적인 열 관리는 선택 사항이 아닙니다. 안정적인 고전력 LED 작동을 위한 기본 요구 사항입니다.

LED 열 관리에서 PCB의 역할

PCB는 LED 시스템에서 두 가지 기본 기능을 제공합니다.

• 전기적 상호 연결: LED 칩에 전원 및 신호 라우팅 제공
• 열 경로: LED 접합부에서 외부 히트 싱크 또는 주변 공기로 열을 전도

저전력에서 PCB LED 스트립 응용 프로그램에서 표준 FR-4 유리 섬유 PCB로 충분할 수 있습니다. 그러나 전력 밀도가 증가함에 따라 FR-4는 열전도율이 낮아 열병이 빠르게 발생합니다.

이것은 금속 코어 PCB(MCPCB), 특히 알루미늄 기반 PCB가 결정적인 이점을 제공하는 곳입니다.

기존 FR-4 PCB의 한계

FR-4는 일반 전자 제품에서 가장 일반적인 PCB 재료이지만 높은 열 부하용으로 설계되지 않았습니다. 열전도율은 일반적으로 0.3~0.4W/m·K 범위로 열 전달 능력을 크게 제한합니다.

고배력에 PCB LED 디자인, FR-4를 사용하면 다음과 같은 결과가 나타날 수 있습니다.

• LED 접합부 근처의 열 축적
• 대형 외부 방열판이 필요합니다.
• 시스템 효율성 감소
• 연속 작동 시 고장률이 높아짐

이러한 제한으로 인해 FR-4는 장기적인 신뢰성과 열 안정성이 필수적인 응용 분야에 적합하지 않습니다.

알루미늄 PCB란 무엇입니까?

알루미늄 PCB는 3개의 기본 레이어로 구성된 금속 코어 PCB의 한 유형입니다.

• 구리 회로층: 전기 신호와 전력을 전도
• 유전체(절연) 층: 열전달을 허용하면서 금속 베이스에서 구리를 전기적으로 분리합니다.
• 알루미늄 베이스 레이어: 열 확산기 및 구조적 지지체 역할을 합니다.

알루미늄 베이스는 주요 차별화 요소입니다. LED 접합부에서 방열판 또는 주변 환경까지 직접 열 경로를 제공합니다.

고전력 LED 열 분산에 알루미늄이 가장 적합한 이유는 무엇입니까?

1: 우수한 열전도율

알루미늄은 약 200-235 W/m·K의 열전도율을 가지고 있으며, 이는 FR-4보다 훨씬 높고 대부분의 복합 PCB 재료보다 훨씬 우수합니다.

이러한 높은 전도도는 PCB를 가로질러 빠르게 퍼져나가는 LED 접합부로부터 멀리 떨어져있게 하여 국부적인 핫스팟을 줄이고 안정적인 작동 온도를 유지합니다.

2 : 효율적인 열전파 및 방산

알루미늄 베이스 레이어는 통합형 히트 스프레더 역할을 합니다. 알루미늄 PCB는 외부 열 싱크에만 의존하는 대신 더 넓은 표면적에 열을 고르게 분배하여 전체 열 효율을 향상시킵니다.

이는 공간 제약으로 인해 기존의 방열판의 크기가 제한되는 소형 LED 설계에서 특히 유용합니다.

3: 향상된 LED 성능 및 수명

낮은 접합 온도는 직접적으로 향상된 LED 성능으로 변환됩니다. 알루미늄 PCB는 다음을 달성하는 데 도움이 됩니다.

• 더 높은 발광 효능
• 시간이 지남에 따라 안정적인 색온도
• 솔더 조인트의 열 응력 감소
• 더 긴 작동 수명

많은 경우 알루미늄 PCB를 사용하면 연속 작동 시 LED 수명이 수만에서 50,000시간 이상까지 연장될 수 있습니다.

4: 기계적 강도 및 내구성

알루미늄 PCB는 미션 크리티컬 애플리케이션에서 구조적 신뢰성을 위해 설계되었습니다. 솔리드 메탈 코어는 보드 강성을 향상시키고, 굴곡을 최소화하며, 진동, 반복되는 열 사이클 및 기계적 하중으로 인한 피로로부터 땜납 조인트를 보호합니다. 이러한 내구성은 긴 수명 동안 일관되게 작동해야 하는 제품을 설계할 때 알루미늄 기판을 선호하는 선택으로 만듭니다.

맞춤형 알루미늄 PCB 디자인이 가장 잘 작동하는 곳

• 자동차용 사용자 정의 PCB 디자인: 자동차 조명 시스템, 전력 제어 장치 및 내진동성 및 열 안정성이 필수인 전기 전자 장치에 널리 사용됩니다.
• 의료 기기를 위한 사용자 정의 PCB 디자인: 기계적으로 안정적이고 열 제어 PCB 플랫폼이 필요한 진단 장비, 동력 기기 및 이미징 시스템을 지원합니다.
• 산업 및 실외 환경: 산업 기계, 가로등 및 충격에 노출된 실외 설치, 온도 변화 및 연속 작동에 이상적입니다.

전문적인 디자인 지원의 가치

전문화된 사용자 정의 PCB 디자인 서비스 알루미늄 PCB가 기계적 강도, 부품 고정 및 열 흐름에 최적화되어 있는지 확인합니다. 고급의 맞춤형 PCB 디자인 서비스 제품 신뢰성과 수명 주기 성능을 개선하면서 제조업체가 산업 표준을 충족하도록 지원합니다.

5: 다른 금속 기판에 비해 경량

구리 PCB는 훨씬 더 높은 열전도율을 제공하지만 훨씬 더 무겁고 비쌉니다. 알루미늄은 무게와 비용의 일부로 탁월한 열 성능을 제공함으로써 실용적인 균형을 유지합니다.

이러한 가벼운 특성은 무게 감소가 핵심 설계 목표인 자동차 및 항공 우주 조명과 같은 응용 분야에서 특히 중요합니다.

6: 대량 생산을 위한 비용 효율성

알루미늄은 풍부하고 널리 사용 가능하며 기계가공이 쉽습니다. 세라믹 또는 구리 기판에 비해 알루미늄 PCB는 대규모 제조에 더 경제적입니다.

OEM 및 사용자 정의 PCB 제조, 이 비용 이점은 성능 저하 없이 알루미늄 PCB를 가장 상업적으로 실행 가능한 옵션으로 만듭니다.

7 : 표준 제조 공정과의 호환성

알루미늄 PCB는 기존의 PCB 제작 및 SMT와 호환됩니다. 사용자 정의 PCB 어셈블리 프로세스. 이를 통해 생산 복잡성을 줄이고 제조업체는 알루미늄 PCB를 최소한의 변경으로 기존 생산 라인에 통합할 수 있습니다.

알루미늄 PCB 대 기타 열 솔루션

알루미늄 대 구리 PCB

• 구리는 더 높은 열전도율을 제공하지만 더 높은 비용과 무게를 제공합니다.
• 알루미늄은 대부분의 고전력에 충분한 성능을 제공합니다. SMD LED PCB 더 낮은 총 시스템 비용으로

알루미늄 대 세라믹 기판

• 세라믹은 우수한 열 성능과 전기 절연을 제공합니다.
• 알루미늄 PCB는 더 충격에 강하고 가공이 쉬우며 비용 효율적입니다.

대부분의 고전력을 위해 RGB PCB LED 응용 분야에서 알루미늄 PCB는 성능, 내구성 및 비용의 최상의 균형을 제공합니다.

고전력 LED에서 알루미늄 PCB의 일반적인 응용

우수한 열 분산 특성으로 인해 알루미늄 SMD PCB LED 다음에서 널리 사용됩니다.

• LED 가로등 및 투광 조명
• 하이베이 및 창고 조명
• 자동차 헤드라이트 및 주간 주행등
• 건축 및 외관 조명
• 산업 및 방폭 조명
• 의료 및 과학 조명 시스템

이러한 모든 응용 분야에서 열 신뢰성은 제품 품질 및 브랜드 평판과 직접적으로 연결됩니다.

알루미늄 LED PCB에 대한 주요 사용자 정의 PCB 설계 고려 사항

알루미늄 PCB의 이점을 극대화하려면 설계자는 다음을 고려해야 합니다.

• 유전체층 두께 및 열전도율
• 현재 취급을 위한 구리 두께
• 열 인터페이스 재료(TIMS)
• 외부 방열판에 올바르게 장착
• 열 흐름에 최적화된 추적 레이아웃

우물 맞춤형 PCB 디자인 및 제작 서비스 동일한 재료로도 디자인이 잘못 된 것을 크게 능가할 수 있습니다.

결론

효과적인 열 방출은 신뢰할 수 있는 고전력의 기초를 형성합니다 LED 빛 PCB 디자인 성능. LED 전력 밀도가 증가함에 따라 PCB 재료는 열 요구 사항을 충족하지 못합니다. 알루미늄 PCB는 높은 열전도율과 기계적 특성을 통해 최적의 성능을 제공합니다. LED 접합부에서 열을 전달함으로써 PCB는 온도를 안정화하고 수명을 연장합니다. B2B 구매자의 경우 Signliteed가 가장 좋습니다. LED PCB 제조 업체 중국에서.

많다 LED PCB 보드 제조 업체 중국에서. 우수한 고전력 LED 성능을 위해, SignLiteled에서 알루미늄 PCB를 선택하십시오. 당사의 솔루션은 효율적인 열 분산, 향상된 신뢰성 및 더 긴 수명을 보장합니다. 접촉 사인라이트LED 오늘은 다음 고전력 LED 프로젝트를 위한 맞춤형 PCB 옵션에 대해 논의합니다.

자주 묻는 질문