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Introduzione
COB LED PCB: è una tecnologia utilizzata per montare più di un chip LED direttamente su circuiti stampati. Di solito sono realizzati in alluminio per la dissipazione del calore e sono incapsulati insieme come un unico modulo di illuminazione. In questo articolo scoprirai cos'è un PCB LED COB, quali sono le sue tipologie e molto altro.
PCB LED COB: le basi
In comune, ci sono due tipi principali di LED utilizzati nei circuiti stampati (PCB). Uno di questi è il LED SMD. SMD è l'acronimo utilizzato per dispositivo a montaggio superficiale. L'altro tipo prevede LED direttamente collegati a un circuito stampato. Questo tipo è denominato COB LED PCB, dove COB sta per chip a bordo.
Nei PCB LED COB, è necessario incollare più chip LED direttamente su un circuito stampato. Il circuito stampato deve essere termicamente conduttivo. Una volta incollati, i LED vengono incapsulati con silicone o resina epossidica (solitamente trasparente). Questi accorgimenti aiutano principalmente a risolvere la dissipazione termica spesso causata dai LED.
Oltre alla resina epossidica, una fosforo (polvere) il rivestimento viene applicato anche ai chip LED COB. Questo fosforo Il rivestimento consente ai LED di convertire la luce blu o viola in altri colori come il bianco, il rosso o il verde.
Vantaggi rispetto ai tradizionali PCB LED SMD
Quando utilizzato, il PCB LED COB offre numerosi vantaggi rispetto ai LED tradizionali. Di seguito sono riportati i principali vantaggi rispetto a un PCB LED SMD tradizionale.
- Meno peso
Lo spessore dei LED COB è solitamente inferiore a quello dei LED tradizionali. Solitamente varia da 0.4 mm a 1.2 mm. In generale, il peso di un LED COB è solitamente un terzo di quello di un LED SMD.
- Angolo di Luce
L'angolo di emissione della luce dei LED COB nei PCB è solitamente più ampio rispetto ai LED tradizionali. Di solito emettono luce in una forma sferica poco profonda con un angolo solitamente superiore a 175 gradi. Inoltre, la luce emessa da un LED COB è solitamente morbida e ha anche una migliore diffusione ottica.
- Resistente alla pressione
Come accennato in precedenza, i LED COB sono incapsulati. Questa incapsulazione conferisce loro una superficie liscia e una forma sferica. Inoltre, questa incapsulazione li rende resistenti agli urti e alla pressione esterni, rendendoli una scelta migliore rispetto all'illuminazione SMD tradizionale.
- Resistente al calore
Nel PCB LED COB, il calore generato dall'illuminazione viene trasferito direttamente al substrato del circuito stampato. Questo aiuta a dissipare meglio il calore e aumenta la durata complessiva del prodotto LED. Ciò aumenta anche la tolleranza dei LED alle alte e basse temperature.
FYI: Un PCB LED COB funziona senza problemi nell'intervallo di temperatura da -30°C a +80°C.
- Resistente all'acqua
La resina epossidica utilizzata per incapsulare i LED COB li sigilla completamente. L'incapsulamento li rende impermeabili all'acqua e alla polvere. A volte, ai punti di ingresso dei LED viene applicato un O-ring in silicone come strato aggiuntivo. Questo rende i LED impermeabili al punto da poter funzionare anche sott'acqua.
Tipi di PCB LED COB e relative applicazioni
Esistono diverse tipologie di PCB LED COB. Queste tipologie sono classificate principalmente in base al materiale del substrato. A seconda della conduttività termica e della flessibilità, ogni tipologia è destinata a un'applicazione diversa. Di seguito sono riportati i quattro principali tipi di PCB LED COB e i relativi utilizzi.
PCB LED COB con nucleo in rame
In questa tipologia, un substrato di rame si collega direttamente al pad termico. Questo aiuta a ottenere la massima conduttività termica. Indipendentemente dal fatto che il calore passi attraverso uno strato preimpregnato, i PCB LED COB con nucleo in rame offrono prestazioni termiche migliori rispetto all'alluminio.
Questo tipo di LED COB viene utilizzato in sistemi di illuminazione che necessitano o hanno una potenza elevata. Ad esempio, luci industriali e apparecchi per esterni, dove un'efficiente dissipazione del calore è essenziale per le prestazioni.
PCB LED COB flessibile
I LED COB flessibili sono creati utilizzando poliimmide. materiale poliimmide in realtà funge da base isolante e il rivestimento. Aiuta il prodotto finale a piegarsi e a raggiungere la forma desiderata.
Inoltre, i LED COB flessibili seguono un design semplice e costano molto meno dei display LED tradizionali. Possono essere utilizzati in vari prodotti come Strisce di LED o pannelli espositivi.
PCB LED COB in ceramica
I LED COB ceramici sono realizzati utilizzando materiali specifici, ovvero ossido di alluminio (Al₂O₃) o nitruro di alluminio (AlN)Lo scopo dell'utilizzo di questi materiali è quello di fornire un'eccellente conduttività termica e un elevato isolamento elettrico. Inoltre, garantiscono una bassa costante dielettrica e basse perdite, oltre a un controllo preciso dell'impedenza.
PCB ceramici gestire il calore quasi altrettanto bene termoelettrico separazione. Come i PCB con nucleo in rame, resiste anche a temperature estreme. I PCB LED COB in ceramica sono utilizzati principalmente in prodotti di illuminazione di alta qualità, come le luci per piscine.
PCB LED COB ibrido
Nei PCB LED COB ibridi, vengono combinati diversi tipi di substrati. Questa tipologia prevede una scheda a base di rame che viene fissata ai chip LED tramite l'incollaggio di una sezione in ceramica. Questa struttura ibrida offre un'eccellente dissipazione del calore, supportando al contempo le esigenze di illuminazione ad alta potenza.
I LED COB ibridi sono solitamente pensati per applicazioni che richiedono un'illuminazione intensa e un controllo termico ottimale. Tra questi rientrano anche l'illuminazione scenica e le luci fotografiche. Possono essere utilizzati in prodotti che operano in ambienti ad alta intensità luminosa.
Incollaggio PCB LED COB
È possibile utilizzare diversi metodi di incollaggio per collegare i chip LED COB ai circuiti stampati. Le due principali tecniche di incollaggio tra cui scegliere includono:
- Incollaggio a filo
- Incollaggio flip chip
Ciascuno dei metodi sopra menzionati influisce in modo diverso sulle prestazioni termiche, sull'efficienza luminosa e sull'idoneità applicativa. Di seguito viene spiegato il funzionamento di entrambi i metodi di incollaggio.
Incollaggio di fili
Con questo metodo, è possibile collegare i chip LED ai PCB tramite fili. Questi fili sono solitamente in oro puro o alluminio. Il metodo del wire bonding è utilizzato nel settore dei PCB da molti anni. Lo scopo principale di questo metodo è la sua economicità.
d semplice da implementare.
Tuttavia, i fili utilizzati in questo metodo ricoprono parte della superficie di emissione luminosa, riducendone l'emissione luminosa. Inoltre, il calore proveniente dalla giunzione PN del LED attraversa il substrato del LED prima di raggiungere il circuito stampato. Questo strato aggiuntivo ne indebolisce la conduttività termica.
Molti produttori utilizzano la tecnica del wire bonding per i LED COB che funzionano a bassi livelli di potenza. Rimane una scelta comune quando il costo e le prestazioni di base hanno la priorità sull'efficienza.
Incollaggio a flip chip
Nel metodo flip chip bonding, i chip LED devono essere montati direttamente sulla scheda. Per collegare i chip LED alla scheda, vengono utilizzate delle protuberanze di saldatura. Queste aiutano a capovolgere il chip LED.
Inoltre, il flip chip bonding rimuove anche il substrato e utilizza il materiale trasparente del chip per emettere la luce in modo efficiente. Questo metodo elimina anche la necessità di utilizzare cavi e consente alla luce di fuoriuscire senza ostacoli.
Inoltre, il flip chip offre migliori prestazioni termiche perché il chip si collega direttamente al PCB. Trasferisce rapidamente il calore dalla giunzione PN. Questo metodo è preferibile per i LED COB ad alta potenza, soprattutto quando ciascun chip supera 1 W.
Con l'aumento della richiesta di maggiore luminosità e raffreddamento, sempre più luci LED COB si affidano al flip-chip bonding per risultati ottimali.
Conclusione
Un PCB LED COB offre molti vantaggi, in particolare una migliore illuminazione. Inoltre, garantisce una lunga durata e una migliore gestione del calore. Puoi scegliere tra diverse tipologie in base alle tue esigenze. Puoi collegare i chip LED alle schede utilizzando metodi di collegamento come cavi e flip chip. Anche questi influiscono sulle prestazioni.
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