Aluminiumplatine für LED-Beleuchtung: ein Designleitfaden
Warum LEDs auf Aluminium gehören, wie Sie die Platine so auslegen, dass die Wärme sie wirklich verlässt, und was Sie Ihrem Hersteller mitteilen sollten.
Warum LEDs eine Aluminiumplatine brauchen
Eine LED wandelt nur einen Teil ihrer Leistung in Licht um; der Rest wird zu Wärme. Je heißer die LED-Sperrschicht, desto geringer die Lichtausbeute und desto kürzer die Lebensdauer. Auf FR4, dessen Wärmeleitfähigkeit nur etwa 0,3 W/m·K beträgt, bleibt die Wärme dort, wo sie entsteht. Eine Aluminiumplatine (IMS) leitet sie durch ein dünnes Dielektrikum in die Aluminiumbasis und weiter zu einem Kühlkörper oder Gehäuse.
Wie die Platine aufgebaut ist
Eine IMS-Platine hat drei Schichten: ein Kupfer-Leiterbild, ein dünnes, thermisch leitfähiges, aber elektrisch isolierendes Dielektrikum und eine massive Aluminiumbasis. Das Dielektrikum ist typisch 75 bis 150 µm dick, mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 1 bis 8 W/m·K je nach Qualität; die Aluminiumbasis ist üblicherweise 1,0 bis 2,0 mm dick. Es gibt normalerweise eine Kupferlage und keine durchkontaktierten Löcher. Einzelheiten stehen auf der Seite IMS-Aluminium-Leiterplatte.
Designregeln
- Wärmepad: Verbinden Sie das Wärmepad der LED mit einer großzügigen Kupferfläche; sie verteilt die Wärme zum Dielektrikum.
- Kupferdicke: 35 µm ist die übliche Wahl; nehmen Sie 70 µm bei hohem Strom oder wenn die Leiterbahnen schmal bleiben müssen. Siehe Leiterbahnbreite und Strom.
- LEDs verteilen: Packen Sie nicht alle Wärmequellen in eine Ecke; ein gleichmäßiges Layout hält die Temperatur niedrig.
- Einlagiges Routing: Wo sich Leiterbahnen kreuzen müssen, verwenden Sie Nullohm-Brücken oder Drahtbrücken statt einer zweiten Lage.
- Bohrungen: Nur nicht durchkontaktierte Befestigungslöcher; ein durchkontaktiertes Loch würde mit dem Aluminium kurzschließen. Halten Sie Kupfer von Bohrungen und Platinenrand in einem zur Betriebsspannung passenden Abstand fern.
- Weißer Lötstopplack: Er reflektiert Licht und ist bei LED-Platinen eine übliche Wahl; dann muss der Bestückungsdruck schwarz sein (siehe Lötstopplack und Bestückungsdruck).
- Umriss: Aluminiumplatinen werden fast ausschließlich durch Fräsen getrennt, nicht durch Ritzen.
Montage
Die Platine funktioniert nur dann als Wärmepfad, wenn sie flach auf dem Kühlkörper oder Gehäuse aufliegt und guten thermischen Kontakt hat; verwenden Sie Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie (Thermal Interface Material) und vermeiden Sie Luftspalte. Die Aluminiumbasis ist oft mit Masse oder dem Gehäuse verbunden, deshalb muss das Dielektrikum die Spannung halten — IMS-Platinen bei PCB-ELECTRA erhalten zusätzlich einen Spannungsfestigkeitstest (siehe Elektrotest und AOI).
Was Sie bei der Bestellung angeben sollten
Stärke der Basis, Wärmeleitfähigkeit des Dielektrikums, Kupferdicke, Farbe von Lack und Aufdruck sowie den Umriss. Die maximale Größe beträgt 390 × 520 mm. Für die Entscheidung zwischen FR4 und Aluminium lesen Sie FR4 oder Aluminium. Konfigurieren Sie Ihre Platine im Preisrechner oder kontaktieren Sie uns.
Häufige Fragen
Kann eine Aluminium-Leiterplatte zwei Kupferlagen haben?
Nein. Unsere Aluminium-Leiterplatten (IMS) haben eine Kupferlage auf dem Aluminiumträger.
Warum wird die Isolation bei Aluminiumplatinen geprüft?
Das dünne Dielektrikum zwischen Kupfer und Aluminium muss der Spannung der Anwendung standhalten; deshalb führen wir an diesen Platinen einen Hi-Pot-Test durch.
Welche Oberfläche erhalten Aluminiumplatinen?
Bleifreies HASL, wie unsere anderen Platinen.
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