في عصر التكنولوجيا الحالي، يتزايد الطلب على الإضاءة وأنظمة الإضاءة. علاوة على ذلك، هناك العديد من منتجات LED التي تزداد شيوعًا في صناعة الإضاءة. وعلى مدار العقد الماضي، أصبحت لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية جزءًا لا يتجزأ من صناعة LED. وهذا ليس مصادفة، إذ إن MCPCB عبارة عن مزيج فريد من الصفائح المعدنية وطبقة عازلة مضاف إليها رقائق نحاسية. كما تتميز MCPCB بمجموعة واسعة من المزايا، بما في ذلك التوصيل المغناطيسي القوي وتبديد الحرارة الممتاز. ومع ذلك، من المهم أيضًا تحليل لوحات MCPCB من منظور صناعة LED. لذلك، سنلقي في هذه المقالة نظرة فاحصة على دور واستخدام تصنيع MCPCB في صناعة LED.
لماذا استخدام MCPCB في صناعة LED
هناك عدة أسباب تجعل لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية (MCPBC) مثالية لصناعة مصابيح LED. أولها وأهمها إمكانية دمج طبقة بوليمر عازلة في مواصفاتها، مما يوفر موصلية حرارية أعلى بكثير، وبالتالي مقاومة حرارية أقل. كما أن لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية تولد حرارة أسرع بثماني مرات على الأقل من لوحات FR4 . بالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه اللوحات بقدرتها على تبديد الحرارة بكفاءة عالية، مما يحافظ على برودة المكونات المولدة للحرارة. هذه الميزة ضرورية للحفاظ على سلامة منتجات وأجهزة LED ومنع أي مخاطر. علاوة على ذلك، يُعد التبريد السريع والفعال عاملاً حاسماً لضمان ثبات الإضاءة.
وبالتالي، فإن النتيجة النهائية هي زيادة عمر وأداء منتج LED.
تبديد الحرارة للوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية
تتميز لوحة الدوائر المطبوعة المصنوعة من الألومنيوم بموصلية حرارية جيدة. في الوقت نفسه، يوفر النموذج الأولي للوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية خصائص تصنيع ممتازة وعزلًا كهربائيًا عاليًا. مع ذلك، أدى ازدياد الطلب على منتجات LED إلى تزايد المخاوف بشأن تبديد الحرارة. علاوة على ذلك، سيؤدي تبديد الحرارة إلى انخفاض الأداء العام للأجهزة، لا سيما تلك التي تتطلب طاقة عالية للتشغيل.
ولهذا السبب فإن التركيب الصحيح لبناء MCPCB هو العنصر الأساسي الذي يمكنه تحييد هذه المشكلة.
هناك العديد من مصابيح LED التي تميل إلى تبديد ما بين 2 إلى 5 واط من الحرارة. وغالبًا ما تحدث الأعطال نتيجة عدم إزالة الحرارة بشكل صحيح. وبشكل أكثر تحديدًا، ينخفض خرج LED بشكل كبير بينما يظل مستوى الحرارة مرتفعًا في منتج LED. وهنا يأتي دور لوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية في الإطار. بعد ذلك، يمكن لمواصفات MCPCB تحييد الحرارة من جميع مصابيح LED بكفاءة. وتحدث هذه العملية عندما تربط قاعدة لوحة الدوائر المطبوعة المصنوعة من الألومنيوم مع الطبقة العازلة بين المشتت الحراري والدوائر المتكاملة. كما تم تركيب مشتت حراري واحد على قاعدة الألومنيوم الرئيسية. وبالتالي، يلغي هذا احتمالية الحاجة إلى إضافة عدد إضافي من المشتتات الحرارية فوق العناصر المضافة على السطح. علاوة على ذلك، فهو حل تبريد بسيط ورخيص.
قواعد تصميم لوحة LED MCPCB
كما ذكرنا سابقًا، يُعدّ MCPCB جزءًا لا يتجزأ من تقنيات LED. علاوة على ذلك، يكمن سرّ تصميمه في أن لوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية تُقلّل أيضًا عدد مصابيح LED اللازمة لتوليد الإضاءة. لذلك، يُعدّ MCPCB مثاليًا لإضاءة الشوارع، وتطبيقات LED للسيارات، وتطبيقات وحدات الإضاءة الخلفية، وغيرها.
مع ذلك، من المهم لكل مُصنِّع لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية (MCCPB) أن يكون على دراية ببعض مواصفات وقواعد تصميم MCPCB. وفي هذا الصدد، من المهم التأكيد على أن قواعد تصميم MCPCB تُشبه قواعد لوحات الدوائر المطبوعة التقليدية. ومع ذلك، هناك العديد من نماذج تصميم MCPCB القياسية المُستخدمة على نطاق واسع. وتستند معظم مخططات بناء MCPCB هذه إلى اعتبارات تصميمية مُحددة. أولها هو وجود إطار إضافي حول لوحة MCPCB. علاوة على ذلك، يُمثل هذا نمط تصميم عالمي لجميع مواصفات MCPCB.
يُنصح أيضًا بإضافة فتحات إضافية للأدوات. التصميم الأكثر شيوعًا يدمج 3 مم. كما أن حواف الأدوات وفتحاتها من العناصر الرئيسية لتصميم MCPCB LED. بالإضافة إلى هذين العنصرين، فإن العنصر الثالث هو دمج العلامات المرجعية في MCPCB.
مواصفات MCPCB في تقنية LED
هناك عدد قليل من أنواع MCPCB المختلفة في تقنية LED. علاوة على ذلك، قد يختلف التركيب من مُصنِّع لآخر. لذلك، يُمكن القول بثقة أن هناك إصدارات مختلفة. وقد تتضمن معظم هذه النماذج تعديلات مختلفة. كما يميل بعض موردي MCPCB إلى تعديل التركيب وتكييفه مع تكوين محدد. ومع ذلك، هناك مواصفات عامة يجب على كل مطور محترف اتباعها. وتشمل المواصفات العامة للوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية/لوحة الدوائر المطبوعة المصنوعة من الألومنيوم هذه الأجزاء العالمية.
للتوضيح، يجب أن يكون عدد الطبقات من طبقة إلى طبقتين. كما يجب أن يكون سمك اللوحة من 1 مم إلى 2 مم. أما بالنسبة للتوصيل الحراري، فالمواصفات العامة هي 05-3.0 واط/متر كلفن. كما تتضمن مخططات المواصفات سماكة نحاس تتراوح بين 1.0 و4 أونصات.
بالإضافة إلى ذلك، هناك عناصر أخرى يجب أخذها في الاعتبار:
1: جهد الانهيار: 2-8 كيلو فولت
2: المواد الخام: Chaoshun، Polytronics، Bergquist، الخ.
3: معالجة السطح: HAL (خالي من الرصاص)، غمر الذهب/القصدير، OSP، طلاء الذهب
اعتمدت صناعة الإضاءة LED على لوحات PCB أحادية الجانب ومزدوجة الجانب من الألومنيوم.
الخط السفلي
باختصار، تُعدّ لوحة الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية ابتكارًا تقنيًا هامًا، وهي أيضًا جزء لا يتجزأ من عملية تصنيع مصابيح LED. ويُعدّ هذا الابتكار الثوري أحد العناصر الرئيسية وراء الأداء المتميز لمنتجات LED. ففي النهاية، يُمكن لاستخدام لوحة MCPCB في منتجات LED وتطبيقاتها أن يُقلل بشكل كبير من الحرارة المُولّدة. لذا، يُمكن القول بثقة إن MCPCB هي إحدى ابتكارات المستقبل.
