Hoe u de juiste aluminium LED PCB-lampplaat kiest voor uw verlichtingsproject: een complete gids

LED-verlichting heeft een revolutie teweeggebracht in de industrie door haar energie-efficiëntie, lange levensduur en veelzijdigheid, maar haar prestaties hangen af van één cruciaal onderdeel: de PCB-lampplaat.Traditionele FR-4-PCB's worstelen met de warmte die wordt gegenereerd door LED's met een hoog vermogen (10W+), wat leidt tot vroegtijdig falen, lumen afschrijving, en verminderde betrouwbaarheid.met een vermogen van meer dan 50 W,, zijn deze planken de ruggengraat van hoogwaardige verlichtingssystemen, van straatverlichting tot commerciële verlichting.

Het kiezen van de juiste aluminium led-PCB gaat niet alleen over het kiezen van een "warmtebestendige" board, het vereist dat de thermische, mechanische en elektrische eigenschappen van de PCB's worden afgestemd op de unieke behoeften van uw project (bijv..Deze gids begeleidt u door elke stap van het selectieproces: van het begrijpen van aluminium PCB-typen tot het vergelijken van materialen,berekening van de thermische vereistenOf u nu een LED-lamp voor woningen of een grootschalig industrieel verlichtingssysteem ontwerpt, deze gids zal u helpen duurzame, efficiënte,en kosteneffectieve LED-verlichting.

Belangrijkste lessen
1Aluminium-LED-PCB's zijn niet verhandelbaar voor LED's met een hoog vermogen: voor LED's >5W verlagen aluminium-PCB's de verbindingstemperatuur met 25-40 °C ten opzichte van FR-4, waardoor de levensduur van 50.000 tot 100.000+ uur wordt verlengd.
2.Niet alle aluminium PCB's zijn gelijk: MCPCB's met één laag werken voor lampen met een laag vermogen (bijv. 3W-lampen), terwijl multi-layer ontwerpen nodig zijn voor systemen met een hoog vermogen (bijv. 100W straatverlichting).
3.Thermische geleidbaarheid is de belangrijkste: aluminiumsoorten als 6061 (155 W/m·K) zijn goedkoper dan goedkopere opties zoals 1050 (209 W/m·K) wat betreft warmteafvoer.
4.Kosten versus prestaties zijn van belang: keramische PCB's bieden een beter thermisch beheer dan aluminium, maar kosten 3×5x meer; aluminium is de ideale balans voor 90% van de verlichtingsprojecten.
5Omgevingsfactoren bepalen het ontwerp: buitenverlichting vereist waterdichte aluminium-PCB's met UV-bestendige soldeermaskers, terwijl binnenontwerpen prioriteit geven aan grootte en kosten.

Wat is een Aluminium LED PCB-lampplaat?
Voordat we ingaan op de selectie, is het van essentieel belang te begrijpen wat aluminium-LED-PCB's uniek maakt en waarom ze superieur zijn aan traditionele opties voor verlichting.
Een aluminium led pcb-lampplaat is een gespecialiseerd circuit board dat het niet-geleidende FR-4-substraat vervangt door een dunne aluminium kern.het wegtrekken van warmte van LED-chips en het verspreiden in de luchtDe structuur bestaat doorgaans uit drie lagen:
1.Toplaag (circuitlaag): Kopersporen (1 ′′ 3 oz dikte) die LED's, weerstanden en stuurprogramma's verbinden ′′ bedrukt met soldeermasker om kortsluitingen te voorkomen.
2Isolatielaag (thermische interface): een dun, warmtegeleidend polymeer (bijv. epoxyhars) dat het kopercircuit van de aluminiumkern scheidt.Het moet de isolatie (om elektrische kortsluiting te voorkomen) en de thermische geleidbaarheid (om warmte over te dragen) in evenwicht brengen.
3Aluminiumkern: de basislaag (0,8 ∼3,2 mm dik) die warmte verdrijft. Aluminium wordt de voorkeur gegeven vanwege zijn lage kosten, licht gewicht en uitstekende thermische geleidbaarheid (100 ∼250 W/m·K), tegenover FR-4 ̊s 0,2 ̊0.4 W/m·K.

Waarom aluminium-PCB's FR-4 voor LED's overtreffen
LED's genereren warmte, ook al zijn ze 'koel' in vergelijking met gloeilampen. Voor een 10W-LED gaat 70~80% van de energie verloren als warmte.
a. FR-4 PCB's: Trapwarmte, waardoor Tj 120°C overschrijdt (de maximale veilige grens voor de meeste LED's).
b. Aluminium-PCB's: trekken warmte van de LED af, waarbij Tj onder 80°C blijft. Dit zorgt ervoor dat de LED na 50.000 uur 90% helderheid behoudt en haar volledige levensduur bereikt.

Soorten aluminium-LED-PCB-lampplaten
Aluminium-LED-PCB's zijn er in drie hoofdconfiguraties, elk geschikt voor specifieke verlichtingstoepassingen.

1. PCB's van aluminium met één laag
Ontwerp: Een enkele koperschaal (1 oz) bovenop de aluminiumkern, met de isolatielaag ertussen.
Gebruiksgevallen: LED-strookverlichting, residentiële gloeilampenmodules (35W) en onderkastenverlichting.
Beperking: kan niet voor complexe schakelingen (bijv. meerdere LED-drivers of sensoren) zorgen vanwege de enkele koperschaal.

2. PCB's met dubbele laag van aluminium
Ontwerp: twee koperschermen (elk 2 oz) die de aluminiumkern sandwichen, één voor signaalspuren, één voor grond- of krachtvlakken.
Gebruiksgevallen: Commerciële downlights (10 30 W), panelenverlichting en automotive interieurverlichting.
Voordeel: een evenwicht tussen complexiteit en kosten: ideaal voor verlichting die meer functionaliteit vereist (bijv. dimmingcontroles) zonder de kosten van meerlagige platen.

3. Meerlagig aluminium PCB's
Ontwerp: 4 8 koperschichten met de aluminiumkern als centrale warmteverspreidende laag.
Gebruiksgevallen: Hoogvermogen straatverlichting, stadionverlichting, en industriële high-bay armaturen.LED-arrays met individuele aandrijvers) en verdeelt de warmte gelijkmatig over de kern.
Voordeel: Hoogste thermische prestaties en circuïtedichtheid zijn van cruciaal belang voor verlichtingssystemen die 24/7 werken (bijv. straatverlichting op snelwegen) en maximale betrouwbaarheid vereisen.

Aluminium-LED-PCB's versus andere PCB-typen voor verlichting
Aluminium is niet de enige optie voor LED-verlichting, keramische PCB's met FR-4 worden ook gebruikt, maar ze zijn uitstekend in verschillende scenario's.

Belangrijke lessen bij het kiezen van materiaal
a.Kies aluminium voor de meeste projecten: het brengt kosten, thermische prestaties en gewicht in evenwicht.
b.Kies alleen keramiek voor ultra-hoge vermogen: als uw project LED's > 200 W (bijv. grote stadionverlichting) gebruikt of werkt bij extreme temperaturen (> 200 °C), is keramiek (vooral AlN) de kosten waard.
c. Vermijd FR-4 voor LED's met een hoog vermogen: deze is alleen geschikt voor indicatorlampen met een laag vermogen of decoratieve verlichting waar warmte geen probleem is.

6 Critische factoren bij het kiezen van de juiste aluminium-LED-PCB
Het selecteren van de juiste aluminium LED-PCB vereist meer dan alleen het kiezen van een type of materiaal, het betekent dat de specificaties van het bord moeten worden afgestemd op de unieke behoeften van uw project.Hieronder staan de zes belangrijkste factoren die u moet overwegen:
1. Thermische geleidbaarheid: overeenkomen met LED-vermogen
De thermische geleidbaarheid (gemeten in W/m·K) bepaalt hoe snel het PCB de warmte verdrijft.

a.Materialen van aluminiumkwaliteit: de gemeenschappelijke kwaliteiten voor LED-PCB's zijn:
1050 Aluminium: 209 W/m·K (hoge geleidbaarheid, lage kosten)
5052 Aluminium: 140 W/m·K (betere corrosiebestandheid dan 1050· ideaal voor buitenverlichting).
6061 Aluminium: 155 W/m·K (beste balans tussen geleidbaarheid, sterkte en kosten voor 90% van de aluminium-LED-PCB's).
7075 Aluminium: 130 W/m·K (hoogste sterkte, lagere geleidbaarheid) voor zware industriële verlichting

Voorbeeld: een 50W straatverlichting met een 6061 aluminium PCB houdt de LED's Tj bij 75°C, tegenover 110°C met een 1050 aluminium PCB. Dit verlengt de levensduur van de straatverlichting met 40%.

2. PCB-grootte en vormfactor
Aluminium-LED-PCB's zijn verkrijgbaar in standaard maten (bijv. 50 mm × 50 mm, 100 mm × 200 mm) of kunnen op maat worden gesneden om bij uw armature te passen.
a.Vaststellingsruimte: meet de interne afmetingen van uw verlichtingsapparaat om overgrote PCB's te voorkomen.
b.LED Array Layout: bij gebruik van meerdere LED's (bijv. een 10-LED strip) moet het PCB lang genoeg zijn om de LED's gelijkmatig te plaatsen (meestal 5 ∼ 10 mm uit elkaar voor uniforme helderheid).
c.Bevestigingsgaten: Zorg ervoor dat het PCB vooraf geboorde bevestigingsgaten heeft (bijv. M3 of M4) om het aan de warmteafvoer van de armature te bevestigen, wat van cruciaal belang is voor buitenverlichting, waar trillingen het bord kunnen losmaken.

3. Circuitontwerp en compatibiliteit van componenten
Het circuitontwerp van de PCB's moet overeenkomen met de elektrische vereisten van uw LED's en de indeling van de componenten:
a.Tracebreedte: de stroomspuren (die de LED verbinden met de bestuurder) moeten breed genoeg zijn om de stroom zonder oververhitting te verwerken. Voor een 10W-LED (2A-stroom) moet een 0,5 mm (20mil) trace (1 oz koper) worden gebruikt.voor een 50W-LED (10A stroom), gebruik een 2,0 mm (80 mil) spoor (2 oz koper).
b.Padgrootte: LED-pads moeten overeenkomen met de LED-afdruk (bijv. 2835, 5050 of COB-LED's).
c.Drivercompatibiliteit: indien een LED-driver op het PCB wordt geïntegreerd, moet ervoor worden gezorgd dat er ruimte is voor de componenten van de driver (bijv. condensatoren,de koperen lagen kunnen de spanning van de bestuurder verwerken (meestal 12V of 24V voor residentiële verlichting).

4Oppervlakteafwerking: soldeerbaarheid en corrosiebestendigheid
De oppervlakteafwerking beschermt de kopersporen tegen oxidatie en zorgt voor een betrouwbare soldering van LED's.

a.Buitenverlichting: Kies ENIG. De gouden laag is bestand tegen regen, vochtigheid en UV-straling, waardoor corrosie gedurende 5-10 jaar wordt voorkomen.
b.Indoorverlichting: HASL of OSP werkt goedkoper en volstaat voor droge, temperatuurgecontroleerde omgevingen.

5. Milieueisen
Verlichtingsprojecten variëren sterk in hun werkomgevingen en de aluminium PCB moet worden gebouwd om deze omstandigheden te weerstaan:
a.Buitensverlichting (straatlichten, schijnwerpers):
Waterdichtheid: het PCB moet voorzien zijn van een waterdicht soldeermasker (IP67 of IP68) om waterbeschadiging te voorkomen.
UV-resistentie: Gebruik een UV-resistent soldeermasker (bijv. LPI-polyimide) om afbraak door zonlicht te voorkomen.
Temperatuurbereik: Kies een aluminiumklasse (bijv. 5052) die -40°C tot 85°C (typische buitentemperaturen) kan aanhouden.
b.Indoorverlichting (lampen, lichtpanelen):
Stofbestendigheid: een standaard soldeermask (IP20) is voldoende.
Temperatuur: de thermische geleidbaarheid boven extreme temperatuurweerstand wordt in de eerste plaats benadrukt. De binnentemperatuur overschrijdt zelden 40°C.
c. industriële verlichting (high-bay-installaties):
Chemische weerstand: Gebruik een soldeermasker dat bestand is tegen oliën, koelmiddelen en stof (bijv. epoxy-maskers).
Trillingsweerstand: versterk het PCB met extra montagegaten om fabriekstrillingen te weerstaan.

6. Kosten en productievolume
Uw budget en productievolume zullen van invloed zijn op uw keuze voor aluminium PCB's:
a.Prototypes/Small Batches (<100 eenheden): Gebruik op maat gesneden enkel- of dubbellagige PCB's. Veel fabrikanten (zoals LT CIRCUIT) bieden snel draaiende prototypes aan (7 ‰ 10 dagen) voor (20 ‰) 50 per bord.
b.Hoog volume (> 1000 eenheden): Kies voor PCB's in standaardformaat of voor op maat gemaakte bulkorders.
c.Kostenbesparende tip: voor licht met een middenvermogen van 10-30 W, gebruik dubbellagige in plaats van meerlagige PCB's: ze besparen 20-30% terwijl ze nog steeds voldoende thermische prestaties bieden.

Echte toepassingen: Aluminium-LED-PCB's in actie
Om te zien hoe deze selectiefactoren van toepassing zijn, laten we naar drie veel voorkomende verlichtingsprojecten en de aluminium PCB's kijken die het beste werken:
1. LED-lamp voor woningen (5W)
Behoeften: Compact, goedkoop, binnenshuis.
Aanbevolen PCB's: eenlaagse 1050 aluminium PCB (100mm×30mm), HASL-afwerking, 1 oz koper.
Waarom: 1050 aluminium's hoge geleidbaarheid (209 W/m·K) verwerkt 5W warmte, terwijl HASL de kosten laag houdt.

2. commerciële straatverlichting (100 W)
Behoeften: hoge thermische prestaties, duurzaamheid buiten, grote LED-schermen.
Aanbevolen PCB's: Multi-layer 6061 aluminium PCB's (200mm×150mm), ENIG afwerking, 2 oz koper.
Waarom: 6061 aluminium zorgt voor een evenwicht tussen geleidbaarheid (155 W/m·K) en sterkte, terwijl ENIG bestand is tegen regen en UV.

3. Industrieel High-Bay Fixture (200W)
Behoeften: Ultra hoge thermische prestaties, chemische weerstand, trillingsweerstand.
Aanbevolen PCB: Multi-layer 7075 aluminium PCB (300mm × 200mm), epoxy soldeermasker, 3oz koper.
Waarom: 7075 aluminium® is bestand tegen fabrieksvibratie, terwijl 3oz koper 200W stroom kan aan.

Veel voorkomende fouten bij het kiezen van aluminium-LED-PCB's
Zelfs ervaren ontwerpers maken fouten die de LED-prestaties in gevaar brengen.
1.Het kiezen van een te lage warmtegeleidbaarheid: het gebruik van een 1050 aluminium PCB voor een 50W LED kan vooraf geld besparen, maar het zal oververhitting en vroegtijdige storing veroorzaken.
2.Ignorante oppervlakteafwerking voor buitengebruik: een HASL-afwerking op een straatverlichting voor buitengebruik zal binnen 2 jaar corroderen; gebruik altijd ENIG voor buitenprojecten.
3.Ondergrote sporen: een spoor van 0,2 mm voor een 10W LED (2A) zal oververhit raken en smelten, wat een kortsluiting veroorzaakt.3.
4.Het overslaan van prototypetests: het bestellen van 1000 PCB's zonder het testen van een prototype kan leiden tot kostbare fouten (bijv. verkeerde padgrootte voor LED's).
5.Overcompliceerd met meerlagige PCB's: een dubbellagig PCB werkt voor de meeste 30W-downlights – het gebruik van een meerlagig bord is onnodig en voegt 50% toe aan de kosten.

FAQ: Antwoorden op veelgestelde aluminium-LED-PCB-vragen
V: Kunnen aluminium-LED-PCB's worden gebruikt voor flexibele verlichting (bv. LED-strips)?
A: Ja, flexibele aluminium PCB's (met dunne aluminiumkernen van 0,2 mm en flexibele soldeermassen) zijn beschikbaar voor gebogen of buigbare verlichting.Ze zijn ideaal voor banden onder de kast of voor auto-interieurverlichting, maar hebben een lagere thermische geleidbaarheid (80-120 W/m·K) dan starre aluminium-PCB's.

V: Wat is het verschil tussen een aluminium LED-PCB en een radiator?
A: De aluminiumkern van het PCB fungeert als een “ingebouwde” radiator, maar voor LED's met een hoog vermogen (> 100 W) heeft u mogelijk een extra externe radiator (bijv. een aluminiumblok met vinnen) nodig die aan het PCB is bevestigd.Het PCB draagt warmte over naar de externe verwarming, die het in de lucht verspreidt.

V: Hoe bereken ik de vereiste thermische geleidbaarheid voor mijn LED-project?
A: Gebruik deze eenvoudige formule:
Verplicht thermische geleidbaarheid (W/m·K) = LED-vermogen (W) × 10
Bijvoorbeeld, een 20W LED heeft een PCB met een thermische geleidbaarheid van ten minste 200 W/m·K nodig.

V: Kan ik mijn eigen aluminium led pcb ontwerpen, of moet ik met een fabrikant samenwerken?
A: Voor eenvoudige ontwerpen (bijv. 5W lampen) kunt u gebruik maken van gratis pcb-ontwerpsoftware (KiCad, Eagle) om Gerber-bestanden te maken en naar een fabrikant te sturen.werken met een specialist zoals LT CIRCUIT – zij geven DFM (Design for Manufacturability) feedback om fouten te voorkomen.

V: Wat is de typische doorlooptijd voor aluminium-LED-PCB's?
A: Voor prototypes duurt het 7-10 dagen; voor massaproductie (1000+ eenheden) duurt het 2-3 weken.

Conclusies
Het kiezen van de juiste aluminium LED PCB lampplaat is de belangrijkste beslissing voor uw verlichtingsproject - het bepaalt de levensduur, helderheid en betrouwbaarheid van de LED's.Door de thermische geleidbaarheid te concentreren (bijvoorbeeld bij LED-energie)Het gebruik van een verlichtingsinstallatie voor de verlichting van de buitenwereld is een van de belangrijkste kenmerken van een verlichtingsinstallatie, met name de kwaliteit van het materiaal (6061 voor de meeste projecten), de oppervlakteafwerking (ENIG voor buitengebruik) en de milieuvriendelijkheid.

Onthoud: aluminium PCB's vinden de perfecte balans tussen kosten en prestaties voor 90% van de LED-projecten.Terwijl FR-4 beperkt moet worden tot indicatoren met een laag vermogenDoor veel voorkomende fouten te vermijden (ondergrote sporen, het negeren van duurzaamheid buiten) en prototypes te testen, zorgt u ervoor dat uw verlichtingsproject efficiënt, duurzaam en kosteneffectief is.

Voor het beste resultaat, partner met een fabrikant zoals LT Circuit die gespecialiseerd is in aluminium LED PCB's ze kunnen u helpen uw ontwerp te optimaliseren, de juiste materialen te selecteren,en leveren hoogwaardige boards die voldoen aan de behoeften van uw project.