สำหรับบอร์ด PCB ที่ใช้กับไฟหน้า LED ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะมีวัสดุสี่ประเภท ได้แก่ FR4 PCB, อลูมิเนียม PCB, Copper PCB และเซรามิก PCB เป็นการดีที่จะเข้าใจความแตกต่างของ PCB ทั้งสี่ประเภทนี้ PCB ที่คุณเลือกขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรของไฟหน้า
FR4 PCB กับอะลูมิเนียม PCB
การเปรียบเทียบราคา
ในการเปรียบเทียบราคา Aluminium PCB มีราคาแพงกว่า FR4 และประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
การนำความร้อน
อลูมิเนียม PCB มีความสามารถในการนำความร้อนได้ดีกว่า FR4 ซึ่งทำให้มีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีไฟ LED
แนวปฏิบัติด้านเทคโนโลยี
วัสดุอิเล็กทริกการนำความร้อนของ Aluminium PCB เป็นสะพานระบายความร้อนที่เชื่อมต่อส่วนประกอบและแผ่นโลหะ สามารถถ่ายเทความร้อนไปยังฮีตซิงก์ผ่านแกนกลางได้โดยอัตโนมัติ แผ่น PCB ที่หุ้มด้วยอะลูมิเนียมประกอบขึ้นด้วยแผ่นรองอะลูมิเนียม ชั้นไดอิเล็กทริกที่นำความร้อนสูงและชั้นวงจรมาตรฐาน เลเยอร์วงจรเป็น PCB บาง ๆ ที่ยึดติดกับอะลูมิเนียมสำรอง สำหรับ FR4 PCB นั้น ต้องใช้แนวทางปฏิบัติในการตัดเฉือนตามปกติ: การเจาะ การกำหนดเส้นทาง การให้คะแนน v การเจาะดอกเคาเตอร์ซิงค์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแผ่นระบายความร้อนเพิ่มเติมเพื่อนำความร้อนจากชั้นวงจร หรือมันอาจทำให้ฮอตสปอตเสียหายได้
อลูมิเนียม PCB กับทองแดง PCB
การเปรียบเทียบราคา
PCB ทองแดงเป็นแผงวงจรพิมพ์ที่มีแกนโลหะที่แพงที่สุด การนำความร้อนนั้นดีกว่า PCB อะลูมิเนียมมาก ซึ่งมักใช้ในการออกแบบวงจรความถี่สูง
การนำความร้อน
ค่าการนำความร้อนของ PCB ทองแดงนั้นสูงกว่า PCB อะลูมิเนียมสองเท่า ยิ่งค่าการนำความร้อนสูงเท่าใด ประสิทธิภาพการถ่ายเทก็จะสูงขึ้นเท่านั้น และการกระจายความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น Copper PCB ต้องการแผ่นฟอยล์ทองแดงหนาสำหรับรองรับกระแสไฟขนาดใหญ่
แนวปฏิบัติด้านเทคโนโลยี
เนื่องจาก PCB ทองแดงจำเป็นต้องมีการรองรับกระแสไฟที่ดี จึงจำเป็นต้องมีฟอยล์ทองแดงหนา โดยทั่วไปความหนาคือ 35μm~280μm PCB ทองแดงหนักผลิตในลักษณะเดียวกันโดยการแกะสลักวัสดุบอร์ดเคลือบทองแดงหนา ใช้เทคโนโลยีการชุบและการชุบและการแกะสลักร่วมกันเพื่อสร้างคุณสมบัติของทองแดงหนักซึ่งส่งผลให้เกิดรอยด้านข้างและการตัดที่มองข้ามไป Copper PCB สามารถแกะสลักลวดลายที่ประณีตและประมวลผลเป็นแพลตฟอร์มนูน ส่วนประกอบต่างๆ สามารถยึดติดกับแท่นเพื่อให้เกิดผลจากการต่อลงดินและระบายความร้อนได้อย่างดีเยี่ยม
PCB เซรามิก
การเปรียบเทียบราคา
PCB เซรามิกสามารถเห็นได้ในผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์เท่านั้น ผลิตภัณฑ์ระดับล่างจะไม่มี แต่เมื่อหลายปีมานี้ PCB เซรามิกที่ใช้กับผลิตภัณฑ์ LED มากขึ้นเรื่อยๆ จึงมีราคาถูกกว่าเมื่อก่อน โดยจะค่อยๆ แทนที่แผงวงจรพิมพ์ทั้งหมดเพื่อลดความซับซ้อนของการออกแบบและการผลิต รวมถึงปรับปรุงประสิทธิภาพด้วย
การนำความร้อน
ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นของอุณหภูมิในการทำงานสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ การนำความร้อนสูง ฉนวนที่ดีและประสิทธิภาพทางความร้อน ทำให้วัสดุเซรามิกมีความแตกต่างกัน วัสดุเซรามิกจึงมีข้อดีมากกว่า MCPCB PCB เซรามิกแสดงค่าการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง
แนวปฏิบัติด้านเทคโนโลยี
PCB เซรามิกสามารถให้โซลูชันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเอาชนะความล้มเหลวของวงจรความร้อน เนื่องจากใช้ CTE ที่เข้ากันได้กับตัวพาชิปเซรามิกไร้สารตะกั่วและมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่สูงขึ้น ความเสถียรและความเฉื่อยที่สูงขึ้น แนวทางปฏิบัติเกี่ยวกับ PCB เซรามิกสามรายการ: PCB เซรามิกที่เผาด้วยอุณหภูมิสูง, PCB เซรามิกที่เผาร่วมที่อุณหภูมิต่ำและ PCB เซรามิกฟิล์มหนา
Single Layer PCB กับ Double Layer PCB
โดยทั่วไป FR4 PCB, อลูมิเนียม PCB, Copper PCB และเซรามิก PCB ทั้งหมดสามารถทำเป็น PCB ชั้นเดียวหรือสองชั้น PCB
PCB ชั้นเดียว
PCB ชั้นเดียวเป็นที่นิยมใช้มากที่สุดเพราะง่ายต่อการออกแบบและฝึกฝน PCB นี้ครอบคลุมวัสดุนำไฟฟ้าที่ด้านหนึ่งของบอร์ด PCB ชั้นเดียวที่มีการกระจายความร้อนที่ดี ชิปแต่ละตัวกระจายความร้อนบน PCB เดียว ไฟหน้า LED สามารถอยู่ในลูเมนสูง แต่ความกว้างของชิปสองตัวของ PCB ชั้นเดียวสองชั้นนั้นกว้างเกินกว่า 3 มม. จำกัดด้วยความกว้างไม่สามารถจำลองลวดทังสเตนหลอดฮาโลเจน, ลำแสงไม่ชัดเจนกับบริเวณที่มืด.
PCB สองชั้น
PCB นี้ครอบคลุมวัสดุนำไฟฟ้าสองตัวที่ทั้งสองด้านของบอร์ด มันให้ระยะห่างที่ใกล้กว่าระหว่างสองด้านของชิป ซึ่งคล้ายกับความหนาของลวดทังสเตนหลอดฮาโลเจน สำหรับผลลัพธ์นี้ มันเลียนแบบรูปแบบการเปล่งแสงของหลอดฮาโลเจน ลำแสงจะดีกว่า อย่างไรก็ตาม ชิปทั้งสองด้านกระจายความร้อนบน PCB เดียว ความร้อนต้องไม่สูงเกินไป ดังนั้นจึงจำกัดลูเมนสำหรับไฟหน้า LED
มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ของ PCB เกี่ยวกับปัญหาการกระจายความร้อนของ PCB เทคโนโลยีการจัดการความร้อนเป็นอีกส่วนหลักของแอพพลิเคชั่น PCB ในบทความถัดไป ผมจะพูดถึงเทคโนโลยีแผงวงจรพิมพ์ (PCB) การจัดการความร้อน โดยเฉพาะเทคโนโลยี SINKPAD ซึ่งเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับไฟ LED รถยนต์
