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LED灯具线路板设计:铝基板与FR-4的结合

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捷多邦PCBA|  楼主 | 2025-6-2 17:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在LED灯具制造中,铝基板作为关键组件,其散热性能直接影响着灯具的光效、寿命和稳定性。除了选择合适的基板材料,不同的加工工艺也赋予了铝基板不同的性能特点。

常用加工过的铝基板类型
热电分离铝基板: 这类铝基板通过特殊工艺将LED光源产生的热量快速传导至铝基板,再经由铝基板将热量散发到空气中。根据分离方式,常见的有:
1.插针式热电分离铝基板: 在铝基板上冲压出阵列式插针,LED灯珠焊接在插针上,利用插针将热量传导至铝基板。这种方式工艺相对简单,成本较低,但热阻较大,适用于低功率LED灯具。
2.嵌片式热电分离铝基板: 将铜片或铝片嵌入到铝基板的槽中,LED灯珠焊接在嵌片上。这种方式散热性能优于插针式,适用于中等功率LED灯具。
3.直接敷铜式热电分离铝基板(Direct Copper Bonded, DCB): 通过直接将铜箔敷在铝基板上,消除了传统的绝缘层,大幅降低了热阻,散热性能最佳,适用于高功率LED灯具。DCB又可细分为:正装DCB: 铜箔在铝基板上方,LED灯珠直接焊接在铜箔上。倒装DCB: 铜箔在铝基板下方,LED灯珠通过金线键合连接到铜箔上,适用于对光密度要求较高的场景。

4.线路板级铝基板: 这类铝基板将MCPCB(金属基印刷电路板)与FR-4等普通电路板结合,通常用于驱动电源与LED灯珠需要分离的设计。常见的有:
5.焊接式线路板级铝基板: 将MCPCB与FR-4通过焊接方式连接。
6.嵌板式线路板级铝基板: 将MCPCB嵌入到FR-4的槽中,再通过焊接或粘贴固定。
7.模组化铝基板: 将多个LED灯珠、驱动电路等集成在一个铝基板模组上,方便灯具组装和生产。这类铝基板通常采用DCB或高导热铝基板,并根据模组功能进行个性化设计。

设计经验与行业趋势
1.热设计: 无论是哪种类型的铝基板,热设计都是重中之重。需要根据LED灯珠的功率、数量、排列方式等因素,合理设计铝基板的尺寸、厚度、散热结构等,以确保灯具的散热性能。
2.均温性: 对于大功率LED灯具,需要关注铝基板的均温性,避免局部过热导致灯珠光衰或失效。可以通过优化铝基板的散热结构和材料,以及采用均温板等技术来改善均温性。
3.可靠性: 铝基板的可靠性直接影响灯具的寿命。需要选择合适的基板材料和加工工艺,并进行严格的质量控制,以确保铝基板的可靠性。

行业趋势:
随着LED灯具功率提升,高导热复合材料铝基板成趋势。集成化模组化设计简化生产,智能化控制提升附加值。电子工程师需掌握新技术,优化铝基板选型与设计,确保灯具高效可靠。

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