PCB de aluminio para iluminación LED: una guía de diseño
Por qué los LED van sobre aluminio, cómo distribuir la placa para que el calor salga de verdad y qué indicar a su fabricante.
Por qué los LED necesitan una placa de aluminio
Un LED convierte en luz solo parte de su potencia; el resto se transforma en calor. Cuanto más caliente está la unión del LED, menor es la emisión de luz y más corta su vida. En FR4, cuya conductividad térmica es de apenas 0,3 W/m·K, el calor se queda donde se produce. Una placa de aluminio (IMS) lo conduce a través de un dieléctrico delgado hasta la base de aluminio y de ahí a un disipador o a la carcasa.
Cómo se construye la placa
Una placa IMS tiene tres capas: un circuito de cobre, un dieléctrico delgado conductor térmico pero aislante eléctrico y una base maciza de aluminio. El dieléctrico suele tener de 75 a 150 µm de espesor, con una conductividad térmica de aproximadamente 1 a 8 W/m·K según el grado; la base de aluminio suele ser de 1,0 a 2,0 mm. Normalmente hay una sola capa de cobre y no hay agujeros metalizados. Encontrará los detalles en la página de PCB de aluminio IMS.
Reglas de diseño
- Pad térmico: conecte el pad térmico del LED a una zona amplia de cobre; esta zona reparte el calor hacia el dieléctrico.
- Peso del cobre: 35 µm es la elección habitual; use 70 µm cuando la corriente sea alta o las pistas deban ser estrechas. Vea ancho de pista y corriente.
- Reparta los LED: no concentre todas las fuentes de calor en una esquina; una distribución uniforme mantiene baja la temperatura.
- Ruteado en una sola capa: donde las pistas deban cruzarse, use puentes de cero ohmios o piezas puente en lugar de una segunda capa.
- Agujeros: solo agujeros de fijación no metalizados; un agujero metalizado haría cortocircuito con el aluminio. Mantenga el cobre alejado de los agujeros y del borde de la placa a una distancia adecuada a la tensión de trabajo.
- Máscara de soldadura blanca: refleja la luz y es una elección habitual en placas LED; entonces la serigrafía debe ser negra (vea máscara de soldadura y serigrafía).
- Contorno: las placas de aluminio se separan casi siempre por fresado, no por V-cut.
Montaje
La placa solo funciona como camino térmico si apoya plana sobre el disipador o la carcasa con buen contacto térmico; use un material de interfaz térmica y evite las cámaras de aire. La base de aluminio suele conectarse a masa o al chasis, por lo que el dieléctrico debe soportar la tensión: las placas IMS de PCB-ELECTRA reciben una prueba adicional de rigidez dieléctrica (vea prueba eléctrica y AOI).
Qué especificar al pedir
Espesor de la base, conductividad térmica del dieléctrico, peso del cobre, color de la máscara y de la serigrafía, y el contorno. El tamaño máximo es de 390 × 520 mm. Para decidir entre FR4 y aluminio lea FR4 o aluminio. Configure su placa en la calculadora de precios o póngase en contacto con nosotros.
Preguntas frecuentes
¿Puede una placa de aluminio tener dos capas de cobre?
No. Nuestras placas de aluminio (IMS) tienen una capa de cobre sobre la base de aluminio.
¿Por qué se prueba el aislamiento en las placas de aluminio?
El dieléctrico delgado entre el cobre y el aluminio debe soportar la tensión de la aplicación, por lo que hacemos una prueba hi-pot en estas placas.
¿Qué acabado superficial llevan las placas de aluminio?
HASL sin plomo, como el resto de nuestras placas.
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