VD MAISualedlight.org/images/LedExpo2015/LED-Progress/Day2/12...* В data sheet разные...
Transcript of VD MAISualedlight.org/images/LedExpo2015/LED-Progress/Day2/12...* В data sheet разные...
Научно-производственная фирма VD MAIS
Сентябрь 2015
Особенности
проектирования и
изготовления печатных плат
для светотехнической
продукции
(выбор базового материала)
Специфика печатных плат для
светотехнической продукции
Электронные компоненты в основном светодиоды
75 % подводимой мощности – тепловые потери
Стоимость печатной платы составляет от 10% до
70% (!) стоимости сборочной единицы
Печатная плата на металлическом основании1
2
3
4
5
Печатная плата как правило одностороння
Простота проектирования
Требования к печатной плате
для светодиодной техники
Основа конструкции изделия
Обеспечение электрических связей между компонентами
Обеспечение необходимого теплового режима светодиодов
Технологичность
1
2
3
4
5 Оправданная себестоимость
Этапы конструирования и
производства печатной платы
Выбор базового материала
Тепловой расчет печатной платы
Проектирование печатной платы
Технологическая подготовка производства
Техническое заданиеТехническое задание, Э3, ПЭ3
Производство печатной платы
Серийное производство
Опытные образцы
Установочная партия
Базовые материалы для
печатных плат
Двусторонний стеклотекстолит FR4
Комбинированная структура Metal Core PCB (MC PCB)
Путь отвода тепла
через различные материалы
Факторы, определяющие тепловой режим светодиода
P-N переход,
корпус светодиода
паяльная паста
медная фольга
диэлектрик
Металл
ическое
основание
400
58
220 Al
400 Cu
0.2 стеклотекстолит FR4
1-8 специальные диєлектрики
Коэффициенты теплопроводности
для различных материалов - W/mK
Печатные платы
для светодиодной техники
Использование FR4 в качестве
базового материала для светодиодных печатных плат
Металлизированные отверстия – как
метод улучшения теплопроводности
печатной платы из стеклотекстолита
При толщине 0.8 мм и при количестве 20
отверстий тепловое сопротивление
эквивалентно печатной плате на
металлической основе
При мощности светодиода до 0.5 вт
допускается использование печатной
платы на базе стеклотекстолита FR4
Печатные платы
для светодиодной техники
Использование FR4 в качестве
базового материала для светодиодных печатных плат
Теплопроводность диэлектрика
0.2 W/mK. Выбор толщины за
конструктором
Рекомендуется использовать толщину
фольги 70 um
Стеклотекстолит FR4 значительно
дешевле базового материала на
металлической основе
Поставщики стеклотекстолита
традиционные (Kingboard, NAN YA, Isola, Doosan)
Путь отвода тепла
через различные материалы
Факторы, определяющие тепловой режим светодиода
P-N переход,
корпус светодиода
паяльная паста
медная фольга
диэлектрик
Металл
ическое
основание
400
58
220 Al
400 Cu
0.2 стеклотекстолит FR4
1-8 специальные диєлектрики
Коэффициенты теплопроводности
для различных материалов - W/mK
Основные характеристики
базового материала
Материал слоевТолщина,
микрон
Теплопро-
водность,
W/мК
Медная фольга 35… 350 400
Диэлектрик 50…150 0.75… 8
Алюминий 500… 3200 130… 220
Задача конструктора
Задача конструктора печатной платы –
найти правильное сочетание:
a) толщины медной фольги
б) теплопроводности и толщины
диэлектрика
в) толщины алюминиевого основания
для конкретной проектируемой печатной
платы
Фирма -изготовитель
Название продукта
Коеффициент теплопроводности,
W/mK
Толщина меди,
um
TOTKING T-111, T-112, T-113, T-114 1.5 - 5.0 18-350
BERQUIST HPL-0315, TPC-1000, HT-07006 1.0 - 3.0 35-350
ARLON 92ML 2.0 18-70
LAIRD T-Lam 5052, T-Lam 6061 3.0 35-140
POLYTRONICS TCB-2, TCB-4, TCB-8 2.0 - 8.0 35-210
KINWONG KW-ALS 2.0 18-140
DOOSAN DST-5000 2.0 18-105
VENTEC VT-4A1, VT-4A2 1.0 - 2.2 18-350
ITEQ IT-859GTA 1.0 - 3.0 18-210
SHENQYI SA115, SA120, SAR15, SAR20 1.5 - 2.0 18-350
EAST POWER EPA-M2 2.0 35-140
CHAOSHUN CCAF-01, CCAF-04, CCAF-05 1.0 - 2.2 18-140
ILM CALA-01 0.75 35
Базовые материалыдля изготовления печатных плат с
металлическим основанием
* В data sheet разные поставщики представляют
от 10 до 20 параметров
** Должна быть ссылка на метод контроля по IPC-4101 и IPC-TM-650
Параметры Единица
измерениязначение
Толщина меди um 18 35 70 140 210
Толщина диэлектрика um 50 100 150
Толщина алюминиевой базы mm 0.8 1.0 1.5 .2
Коэффициент теплопроводности
(Thermal Conductivity)W/mK 1.0 … 8.0
Прочность на отрыв (Peel Strength) N/mm > 1.8
Пробой диэлектрика Kv/mm > 28.5
ИтогТермоудар (288 град С>10)
(Thermal Stress)Sec 80
Температура стеклования Tg
(Glass Transition Tg)C > 130
Изгиб/Кручение Bow/Twist % 0.8
На что обратить внимание в data sheet на материалы
Факторы стоимости
печатной платы
Зависимость стоимости печатной платы от
теплопроводности диэлектрика
W/mK 1.0 1.5 2.0
Коэффициент
стоимости
печатной платы1.0 1.07 1.12
Факторы стоимости
печатной платы
Зависимость стоимости печатной платы
от толщины медной фольги
um 18 35 70
Коэффициент
стоимости
печатной платы1.0 1.05 1.15
Факторы стоимости
печатной платы
Зависимость стоимости печатной платы от
толщины алюминия
mm 1.0 1.5 2.0
Коэффициент
стоимости
печатной платы1.0 1.12 1.18
Анализ заказов
на изготовление печатных плат
для светотехнической продукции
Количество новых
проектов,
поступивших в работу
2014 - 68
2015 - 40
Комплект GBR-файлов
кол-во ПП
Комплект GBR-файлов, кол-во ПП,
толщина алюминия
Комплект GBR-файлов,
количество ПП, толщина
алюминия и медной фольги
Комплект GBR-файлов,
количество ПП, толщина
алюминия и медной фольги,
теплопроводность диэлектрика
или полный комплект КД
Структура исходных данных,
поступивших в работу
20 %
50 %
20 %
10 %
Выводы
Правильный выбор базового материала
при прочих равных обстоятельствах, позволяет:
Повысить мощность светотехнического устройства
Улучшить температурный режим работы светодиодов,
уменьшить радиатор , а в некоторых случаях даже
отказаться от него
Уменьшить вес светотехнического устройства
Уменьшить стоимость светотехнического устройства
Рекомендации
Пользоваться услугами проверенного поставщика-изготовителя. Поставляемые
печатные платы должны сопровождаться документом о выходном контроле, включая
данные о структуре печатной платы, теплопроводности диэлектрика, электрическом
контроле топологии, параметрах изгиба\кручения и т.п.
При производстве работать по схеме –
опытные образцы, установочная партия, серия3
2
1
При оформлении заказа на печатную плату требуйте в качестве приложения к счету
описания технических требований к печатной плате, включая стандарт изготовления,
размер и допуска печатной платы и технологической панели, название материала,
значения толщин меди, диэлектрика и алюминия, теплопроводность диэлектрика,
наличие и цвет маски, наличие и цвет маркировки, тип финишного покрытия по меди,
вид обработки контура, наличие электрического тестирования
VD MAIS на рынке печатных
плат Украины
Печатные платы от VD MAIS
Отдел печатных плат НПФ VD MAIS
предлагает услуги по проектированию и
изготовлению печатных плат
Отдел печатных плат начал работу в
составе VD MAIS в 1998 г.
НПФ VD MAIS самый крупный поставщик
печатных плат , изготавливаемых за
рубежом по стандарту IPC-A-600
Количество заказчиков – свыше 500
предприятий
Ежегодно обрабатывается не менее 3500
запросов
Ежегодно выполняется около 2000 заказов
Приглашаем посетить стенд VD MAIS
на выставке LED Expo 2015
Спасибо за внимание !
НПФ VD MAIS
ул. Михаила Донца, 6
03061, Киев, Украина
тел. (044) 220-01-01
факс (044) 220-02-02
www.vdmais.kiev.ua