Diseño de placa de circuito impreso LED

PCB LED es una placa de circuito impreso, en su mayoría de aluminio, en la que se incrustan diodos emisores de luz (LED).

Y, para comprar placas de circuito impreso LED de alta calidad, es importante comprender cómo se fabrican, es decir, el proceso de diseño de PCB LED.

La guía de hoy se centra en los aspectos fundamentales del proceso de diseño de PCB LED, como la selección de materiales, el software de diseño, el control térmico, los usos y las pautas de diseño, entre otros aspectos fundamentales.

Empecemos:

Ventajas del diseño de PCB LED

Los PCB LED suelen ser la elección definitiva de muchos ingenieros y diseñadores encargados de actualizar o revisar el producto.

Estas son las razones detrás de su popularidad.

• Permite la generación de luz sin que se genere mucho calor en el proceso.
• El diseño de los interruptores de membrana LED permite un abastecimiento y ensamblaje de productos más simple.
• Tiene alta resistencia a los efectos de la humedad y el polvo.
• El consumo de energía es bajo y eficiente, por lo que ahorra energía
• Hay una gran variedad para elegir en cuanto a tamaños, colores e intensidad.
• Puede integrarlo fácilmente en ensamblajes de interfaz compleja
• Tiene un peso muy ligero y, por lo tanto, es portátil sin esfuerzo
• Bajo perfil y alta estabilidad
• El diseño LED PCB ofrece la retroiluminación más asequible para símbolos e íconos
• Tiene una larga vida útil y, por lo tanto, ahorra costos en términos de mantenimiento y reemplazo.
• El diseño de PCB con LED retroiluminado es más económico que otras placas de circuito impreso
• Utilizable en membrana flexible de plata y cobre
• Mucha libertad de diseño, incluso en montajes complejos

Desventajas del diseño de PCB LED

La PCB LED generalmente está diseñada con grandes candados de cobre en el lado del controlador de la placa. Esto generalmente presenta el riesgo de deformación si no se controla bien.

La complejidad del diseño de PCB LED, especialmente la alta densidad de las almohadillas, pone a la placa en muchos otros riesgos.

El diseño también presenta limitaciones térmicas para la iluminación LED.

Además, la vida útil y la eficiencia de las luces LED están determinadas por la temperatura a la que funcionan.

Por lo tanto, existe la necesidad de una gestión térmica más eficiente en el diseño de las PCB LED.

Dónde usar el diseño de PCB LED

1. Diseño de PCB de tira LED

Una tira de LED es un flexible o placa de circuito impreso rígida con SMD-LED en su superficie.

Los factores críticos en el diseño de PCB de tira LED incluyen la resistencia al agua y las consideraciones de voltaje y corriente. La diferencia de color y si el LED es direccionable también influye en el diseño.

Las opciones aquí incluyen: Un solo color, no direccionable; Dynamic Tunable white, no direccionable; Multicolor, no direccionable y RGB, direccionable

El diseño de PCB de tira LED es importante en aplicaciones tales como iluminación decorativa e iluminación fluorescente. La tira de LED también se utiliza en el proceso de fabricación para inspecciones ultravioleta.

2. Diseño de placa de circuito impreso LED SMD

Los LED SMT se utilizan en una amplia gama de equipos electrónicos. Estos incluyen computadoras (notebooks), sistemas de red y teléfonos celulares.

Al igual que las otras opciones de diseño de PCB LED, estas PCB tienen una excelente disipación de calor.

3. PWB de la luz de calle del LED

Estos PCB están diseñados explícitamente para el alumbrado público. La tecnología aquí incluye la firma de mensajes variables (VMS), que es útil en las configuraciones de orientación de tráfico.

Con iluminación LED, es fácil lograr uniformidad de luminancia. Esto ayuda a perfeccionar la visibilidad en la noche. También ayudan en el control del tráfico.

Por lo tanto, los PCB de alumbrado público LED están diseñados para garantizar una perfecta iluminación y comunicación (señalización) de las calles.

4. Diseño de PCB para bombilla LED

Entre las aplicaciones más comunes de LED PCB se encuentra la fabricación de bombillas LED. Esta es la tecnología detrás de la mayoría de nuestras bombillas en la actualidad.

El diseño de PCB LED para bombillas se utiliza en muchos productos de iluminación LED, incluido el panel de luz LED y la iluminación de suelo LED. Con este diseño también se consigue plafón LED.

5. Diseño de placa de circuito impreso de matriz LED

La matriz LED es un tipo de matriz de puntos que presenta una pantalla grande. También exhibe un valor de baja resolución.

Tiene una matriz bidimensional de diodos con cátodos alineados en filas, mientras que los ánodos se unen en columnas.

Los PCB están diseñados para garantizar que las aplicaciones de matriz de LED tengan una vida útil prolongada de hasta 50,000 XNUMX horas.

También están diseñados para permitir un fácil control del color y el brillo de las pantallas.

Se utilizan para mostrar información e imágenes animadas, por ejemplo, en locales comerciales. Existen diferentes tipos de matriz de LED, incluida la matriz de puntos de 8*8, la matriz de puntos de 128*16, entre otras.

Las pantallas de matriz LED tienen muchas aplicaciones, incluso en televisores, monitores de computadora, monitores médicos y pantallas montadas en la cabeza.

6. Placa de circuito impreso LED COB

Chip a bordo (COB) se obtiene cuando muchos diodos desnudos entran en contacto directo con un sustrato de PCB de núcleo metálico (MCPCB). Esto da como resultado una serie de diodos.

Los COB MCPCB tienen una alta conductividad térmica y una perfecta disipación del calor. También son altamente confiables, con buen envío de calor y número limitado de uniones de soldadura.

Los COB MCPCB también presentan un ensamblaje LED de alta potencia simple y un consumo de espacio reducido. También son relativamente baratos.

Los COB MCPCB tienen una amplia gama de aplicaciones. Se utilizan en la retroiluminación de televisores LED, iluminación de calles y estacionamientos, iluminación automotriz, agricultura (horticultura) y LED de alta potencia.

7. Otro diseño de PCB para sistemas de iluminación LED

Hay varias aplicaciones de iluminación para PCB LED y hay diferentes características de diseño para cada una de ellas. Un ejemplo son los PCB de iluminación LED utilizados en el sector de las telecomunicaciones.

Este diseño de LED se basa en gran medida en el bajo peso y la resistencia al ruido. También está diseñado para durar mucho tiempo debido a la durabilidad del aluminio.

Los equipos LED utilizados en telecomunicaciones producen mucho calor. Aquí es donde la excelente característica de disipación de calor del material base de aluminio resulta útil.

Estos PCB se utilizan en equipos de alta frecuencia como circuitos de filtro.

Cómo elegir el material de la placa PCB LED

Factores que determinan el tipo de material de PCB

·Retardante de fuego

El material utilizado debe ser resistente al fuego. Este material debería ser capaz de ralentizar o detener la propagación del fuego en caso de que estalle.

Esta característica es provocada por reacciones entre productos químicos. Tales reacciones hacen que los combustibles sean menos inflamables.

También prolongan efectivamente el período de combustión de los combustibles. Esto evita que la placa LED se queme.

·Constante dieléctrica

Otra consideración debe ser la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica de la sustancia.

La constante dieléctrica también debería poder decirle la fuerza de la fuerza eléctrica. Esta es una consideración importante que hacer.

Normalmente, todas las placas LED están diseñadas para electrodomésticos. Compruebe las capacidades de almacenamiento de energía eléctrica del material.

·Factor de pérdida

El material del sustrato utilizado también tiene la pérdida dieléctrica como una de sus funciones. El factor de disipación se utiliza para medir la diferencia en el rendimiento de pérdida entre diferentes materiales.

En los casos en que el factor de disipación es menor, implica que el laminado tiene una baja pérdida dieléctrica.

Asegúrese de que el material laminado utilizado en el sustrato tenga una menor pérdida dieléctrica.

·Resistencia a la tracción

Esta es la capacidad de un material para romperse cuando se coloca bajo tensión. En términos más simples, se refiere a la carga máxima sostenible que puede soportar el material utilizado.

Esto significa que incluso en casos de estiramiento, no se reportará fractura.

Asegúrese de que su material de PCB LED tenga la resistencia a la tracción requerida.

·Temperatura de transición vítrea (Tg)

Esta es una propiedad muy importante que debe tenerse en cuenta en los casos en que los polímeros se consideren para uso final.

A las temperaturas de transición vítrea, las propiedades físicas de los plásticos se transforman en estado cristalino o incluso vítreo.

Cuando los mismos materiales se colocan por encima de la temperatura de transición vítrea, se vuelven gomosos.

En el diseño de PCB LED, asegúrese de utilizar un material que ofrezca una Tg lo suficientemente alta. Esto ayudará a garantizar que la placa funcione incluso en algunas condiciones (temperaturas) adversas.

·Coeficiente de expansión del eje Z

Esto se refiere a los cambios en el tamaño del objeto cuando se expone a diferentes temperaturas. También se puede definir como expansión térmica.

A presión constante, se mide el coeficiente de expansión térmica.

Recientemente, se han desarrollado varios métodos para medir la expansión térmica. Incluyen volumétricos, de área e incluso lineales.

Material de la placa de circuito impreso LED

Puede considerar los siguientes materiales para su diseño de PCB LED:

i.CEM 1 y CEM 3

CEM-1 Material compuesto se compone generalmente de tres componentes. Estos incluyen tejido de fibra de vidrio unido con núcleo de papel. Estos dos se combinan luego con resina epoxi.

Este material se usa comúnmente en la industria de placas de circuito impreso. Es fácil de perforar y generalmente tiene propiedades eléctricas excepcionales.

CEM también tiene una mayor resistencia a la flexión en comparación con los grados basados ​​en papel. Esto da como resultado excelentes propiedades mecánicas e incluso eléctricas.

CEM-3 tiene sorprendentes similitudes con FR4. Como alternativa a la tela de vidrio tejida, generalmente se usan moscas.

Este material tiene un color blanco lechoso. Su superficie también es muy suave.

Debido a esto, ha ganado popularidad en el mercado asiático. También se prefiere por su ventaja de ser un retardador de llama.

Por lo general, se utilizan en la fabricación de PCB LED de doble cara y de múltiples capas.

Podría decirse que CEM-3 es un nuevo material de sustrato de PCB cuyo desarrollo depende de la tecnología de FR4. Esto explica por qué se ha utilizado para reemplazar FR-4 en el pasado reciente.

ii.FR4

FR-4 El rendimiento en todos los aspectos deseados de un buen sustrato lo convierte en la opción preferida para la mayoría de los fabricantes.

Tiene una excelente relación fuerza-peso.

Este material también es resistente a las llamas, lo que lo hace muy confiable en casos de temperaturas fluctuantes. En tales casos, sus propiedades físicas permanecen imperturbables.

Esto también se extiende a las capacidades mecánicas y eléctricas.

El laminado FR-4 de alto rendimiento es más confiable debido a su mayor temperatura de transición vítrea.

También es más acomodativo para circuitos de alta frecuencia debido a sus bajas propiedades dieléctricas.

Estas cualidades son deseables en la fabricación de diseños de PCB LED.

iii.Aluminio

Se refiere a PCB de núcleo de metal de aluminio. En esta PCB, el material base para la PCB es metal. Esto es lo opuesto al FR4 o CEM-1 o CEM-3 normales.

A diferencia de los otros materiales, la placa de circuito impreso con núcleo metálico de aluminio tiene capacidades excepcionales de disipación de calor.

Por lo tanto, pueden disipar el calor de los componentes. Esto generalmente se logra mediante el uso de una capa dieléctrica térmicamente conductora.

Es esta conductividad térmica la que hace que el aluminio sea el material más utilizado para PCB LED.

iv.Aleación de cobre

Son aleaciones metálicas que se componen principalmente de cobre. Esto les da una resistencia muy alta contra la corrosión.

También se utilizan tipos tradicionales. Entre ellos se incluye el bronce, que debe combinarse con estaño como una adición muy significativa.

La otra alternativa es el latón en el que el zinc es una adición significativa.

Directrices de diseño de PCB LED

1. No coloque vías al final de las almohadillas SMT

Las vías, más aún cuando no están enmascaradas, no deben colocarse tan cerca de los pads SMT. Por lo general, esto puede conducir a uniones de soldadura deficientes porque las vías proporcionan un medio para que la soldadura se mueva desde las almohadillas.

Mantenga siempre una distancia de al menos 0.025” entre el borde de la vía y el de la almohadilla SMT. También es prudente enmascarar sobre la almohadilla de vía.

2.Evite enrutar trazos anchos en almohadillas SMT estrechas

Las almohadillas de montaje en superficie deben ser más anchas que las pistas que terminan en ellas.

Si la traza excede los pads, el área disponible para el acabado superficial dependerá de la apertura de la máscara de soldadura.

Esto, a su vez, conducirá a una cobertura de pasta inadecuada. También puede reducir el efecto disipador de calor. En cambio, el área de acabado de la superficie debe estar determinada por el área de la almohadilla.

3.Diseño de lados de almohadillas SMT

Evite trazas de enrutamiento a lo largo de los lados de las almohadillas SMT. En su lugar, deben enrutarse a las almohadillas a mitad de camino a lo largo del borde de la almohadilla.

Dejar un espacio entre la almohadilla y el trazo puede atrapar el grabador, lo que devorará el trazo al final del ciclo de enjuague.

Tales conexiones, en la mayoría de los casos, van a fallar debido al choque térmico en la etapa de ensamblaje. A veces puede conducir a almohadillas de gran tamaño. Es posible que deba verificar y corregir las rutas en estas conexiones.

4. No enrute ninguna traza de circuito en un ángulo agudo

El enrutamiento en ángulos inferiores a 900 puede generar problemas que luego pueden causar fallas. Esto se debe a que los ángulos agudos generalmente presentan la amenaza de concentrar el estrés.

Puede resolver esto cambiando la ruta de dichas esquinas de manera que termine con ángulos superiores a 900.

5. Evite colocar los componentes demasiado cerca del contorno de la placa

Colocar componentes demasiado cerca del borde de la placa puede ser demasiado peligroso. Dichos componentes pueden sufrir daños durante la despenalización. Los componentes SMT deben mantenerse al menos a 100” del borde de la placa.

Al diseñar la PCB, debe incluir una ubicación de pestaña de referencia. Esto le ayudará a saber si un componente está colocado de forma segura o si necesita ajustar su posición.

6.Evite exportar archivos Gerber de unidades inglesas a 2:3 decimal

El 2:3 que se usaba comúnmente para mover archivos en discos flexibles no es apropiado para diseños más densos.

Normalmente, el problema es que pueden truncar dígitos significativos de la ubicación deseada. También interfiere con los puntos finales del arco.

7. Consistencia en las aberturas de la máscara de soldadura

Al configurar las definiciones de la pila de pads, asegúrese de utilizar un sobredimensionamiento similar para los componentes. Esto ayudará a limitar las fallas con la regla de diseño, lo que hará que el proceso de fabricación de PCB sea menos problemático.

8.Utilice conexiones directas para Vias

Solo manejar los problemas del circuito por sí solo no es suficiente. También debe asegurarse de que los agujeros funcionen bien.

Las vías no necesitan puntos de ubicación ni almohadillas térmicas. Incluir esto, especialmente para vías congestionadas, puede conducir a una condición de circuito abierto.

Es mejor si los evita, ya que no son necesarios durante la producción y, de hecho, pueden causar problemas.

9. Tamaño de la almohadilla térmica

También es importante garantizar el tamaño correcto de la almohadilla térmica del orificio del componente.

Las almohadillas congestionadas en los orificios de los componentes también pueden provocar una apertura. Por lo tanto, el diámetro interior debe coincidir con el de las almohadillas de la capa exterior.

10. En los agujeros pasantes

El espacio entre un PTH y una traza debe ser de al menos 0.006”, especialmente para PCB multicapa.

Para PCB multicapa, hay muchos factores que influyen en la precisión de este espacio. Incluyen:

• movimiento de materiales
• Se agotó el taladro
• Configuración de pines múltiples, y
• Escalado de ilustraciones

Control de problemas térmicos en el diseño de PCB LED

Se utilizan muchas estrategias y enfoques para resolver los problemas de disipación de calor de las PCB LED.

·Usar disipadores de calor en el diseño de PCB LED

Los disipadores de calor han sido la estrategia más utilizada, donde se utiliza una pieza de metal que tiene una gran superficie. Esto da espacio para que el calor fluya fuera de la PCB hacia el aire.

Los disipadores de calor también se utilizan para conectar la fuente de calor a una gran área de superficie conductora.

·Tecnología de Laminados para Control Térmico

La tecnología de laminado también se utiliza hoy en día como medida de disipación de calor en las PCB LED. Aquí, dependes de una gran moneda de cobre, que sirve como descarga de calor.

Así, la moneda deposita y disipa la energía térmica resultante. Esto convierte a la moneda en un disipador de calor térmico para PCB LED.

Estas monedas también se pueden reemplazar con disipadores de calor locales, utilizando materiales IMS.

Estos IM termoconductores ofrecen una variedad de soluciones para una serie de componentes en la PCB LED. Pueden disipar eficazmente el calor en laminados termoconductores.

También disipan el calor de los preimpregnados reforzados con vidrio, que resultan ser termoconductores.

Otras áreas en las que se utiliza incluyen dieléctricos térmicamente conductores y materiales de sustrato de metal aislado.

Cuando compare la acuñación y los disipadores de calor locales, se dará cuenta de que son soluciones muy específicas. Sin embargo, IMS nunca es una solución enfocada, por lo que necesita una estrategia bien pensada. Estas consideraciones deben tenerse en cuenta al diseñar su PCB LED.

A los efectos de la selección efectiva de una estrategia de disipación de calor, deberá involucrar al equipo técnico. Lo guiarán en la selección efectiva del mejor material para su necesidad específica.

Al momento de calcular las reacciones térmicas, debe buscar comprender la configuración térmica. Esto es lo opuesto a centrarse solo en la resistencia térmica y la conductividad.

Compruebe también la impedancia térmica, que proporciona una medición más consistente y precisa.

Otro factor a considerar es el entorno en el que operará la PCB LED. Mira la circulación del aire.

Otro factor ambiental que debe considerar son los productos que lo rodean. Tendrá que evaluar el impacto que esto tendrá en la gestión térmica.

Si la PCB LED está disipando el calor de una manera que afecta a los demás productos, debe cambiar el método de disipación.

También debe establecer si estos otros productos tendrán un efecto sobre el rendimiento térmico del diseño de PCB LED.

También es importante establecer las propiedades mecánicas y las tensiones mecánicas que provocará la selección del material.

El proceso de fabricación tendrá que tener en cuenta estos factores. Tanto el fabricante como el ensamblador tendrán que diseñar su entrada con la mejor resolución.

Al final de todo, debe haber llegado y utilizado la mejor estrategia de disipación de calor.

Defectos de PCB LED y cómo superarlos

Al tratar con PCB LED, puede encontrar algunos defectos. Algunos de los problemas son exclusivos de las PCB LED, mientras que otros también pueden afectar a otras placas de circuito impreso.

Deben abordarse de manera efectiva y exhaustiva para garantizar que la eficiencia de su PCB no se vea comprometida.

Déjame mostrarte algunos de estos y cómo puedes superarlos.

·Circuito Rayado

Las almohadillas densamente empaquetadas generalmente causan defectos recesivos de un circuito rayado. Un circuito rayado conduce a la exposición del cobre, lo que definitivamente es un asunto mortal.

Para superar esto, debe aplicar una gran cantidad de papel de cobre para reducir la chatarra de circuito abierto y cortocircuito.

El defecto de cobre expuesto a menudo pasa desapercibido, hasta después de la procedimiento SMT.

Hacer que el tono de la línea se encoja al reducir el tono de la línea y el pad es una forma de lidiar con el rayado del circuito. Provoca una mejora que puede ayudar a superar el problema.

· Peeling de aceite de máscara de soldadura

Cuando use una máscara de soldadura negra para su diseño de PCB LED, necesitará mucha energía de exposición. Del mismo modo, puede decidir usar aceite de máscara de soldadura que sea un poco más espeso de lo habitual.

Esto dificulta que el aceite de la capa inferior obtenga una exposición completa, lo que lleva a la descamación del aceite de la máscara de soldadura.

Para abordar este problema de la exfoliación con aceite, considere la aplicación de energía de exposición secundaria. Debe tener en cuenta que, al hacerlo, también deberá analizar la capacidad de envío de la máscara de soldadura.

· Mal Esquema de la Junta

Este efecto es habitual en la instalación de huecos LED en tableros de menor tamaño que no tienen márgenes.

Puede producirse un abultamiento del ángulo de la placa del contorno de la placa debido a tornillos de marcado flojos. El desplazamiento de la placa también puede ocurrir en el proceso.

Puede establecer márgenes que sean adecuados para ayudar al proceso de marcado como una forma de superar este defecto.

· Inconformidad de color de aceite de máscara de soldadura

La inconformidad de color es un defecto común asociado con las placas de circuito impreso.

El lado del LED en una PCB LED muestra inconformidad de color, que no se puede cuantificar para determinar los estándares correctos.

Esto se debe a que actualmente no existen estándares que se acepten públicamente como los correctos.

La conformidad del color del aceite está influenciada por varios factores.

Para lograr la conformidad del color del aceite, los estándares de fabricación seguidos son más estrictos, en comparación con otras placas de circuito de naturaleza ordinaria.

La exploración de métodos de fabricación y parámetros de control que sean adecuados es la mejor manera de lograrlo.

Esto solo puede ser posible después de años de experiencia en la fabricación y el uso de tecnologías más avanzadas.

· Defectos de Ángulo de Tablero

Al manipular placas de circuito con un grosor relativamente alto, es importante tener en cuenta la fragilidad de los ángulos laterales.

Los defectos del ángulo de las tablas tienden a ocurrir durante el transporte de dichas tablas.

Para asegurarse de evitar tales defectos, manipule los delicados ángulos laterales de la placa de circuito LED con sumo cuidado.

Además, debe hacer que las placas base sean un poco más grandes en comparación con las placas ordinarias de un solo margen. Una placa base adicional también sirve como una medida de protección muy crítica para resolver este problema.

·Alabeo

La deformación de la placa de circuito LED normalmente se atribuye a la tensión asimétrica que se le aplica. Este estrés se produce como resultado de tantas almohadillas de alta densidad en el lado LED de la placa.

Otro factor que contribuye son los grandes bloques de cobre dispuestos en el lado del controlador de la placa.

Este defecto se puede solucionar controlando la deformación por debajo del 0.5 %, lo que ayuda a garantizar que permanezca razonablemente plano.

·Contorno de la almohadilla

Debido a la complejidad de la disposición de las almohadillas de matriz, es probable que ocurran errores de omisión durante una inspección.

Esto se debe a la tensión y fatiga visual que provoca este tipo de disposición.

El tiempo prolongado durante la inspección y una tasa de aprobación que es muy baja son los problemas resultantes asociados con esto.

Para superar los problemas de contorno de la almohadilla, el control del procedimiento es vital. Por lo tanto, debe esforzarse por reducir el índice de omisión definiendo procedimientos de fabricación favorables.

Como sabe, si el inspector visual experimenta fatiga visual, el rendimiento obviamente será deficiente.

·Funciones degradantes

Como habrá notado hasta ahora, los PCB LED son técnicamente diferentes de otras placas de circuito impreso.

LED PCB se caracteriza por almohadillas altamente densas y máscara de soldadura en negro. Durante el análisis de errores del ensamblaje de placas de circuito impreso, estas características aparecen como obstáculos.

Hacer un análisis de errores preciso se vuelve muy difícil, ya que no se puede ver ningún LED que funcione mal.

En caso de falla en la función de la placa, PCBA simplemente indica, sin especificar realmente, el pad que ha fallado.

La PCBA demuestra este defecto como un problema de falla de toda la fila de LED.

Si se enfrenta a un desafío de este tipo, es posible que deba hacer un esfuerzo para determinar el problema exacto.

Identificar el LED específico que enfrenta un problema podría implicar la demolición de los componentes y la eliminación del aceite de máscara de soldadura también.

Abastecimiento de componentes de placa de circuito LED

Antes de comenzar el componentes de abastecimiento para PCB, es importante preparar una lista de materiales (BOM).

La lista de materiales enumera todos los componentes necesarios que se utilizarán en el proceso de fabricación, en detalle.

Estos son algunos aspectos fundamentales que puedes considerar:

Uso de plantillas de listas de materiales

La mayoría de las empresas de subcontratación proporcionan plantillas de listas de materiales.

Puede considerar usar esto para su subcontratación y completar todos los componentes necesarios para su PCB LED. Entonces dependerá de la lista de materiales para determinar el contenido de su pedido.

En la mayoría de los casos, los fabricantes subcontratan la función de comprar estos componentes. Significa que confía la responsabilidad de compras a una empresa de subcontratación.

Estas empresas le proporcionarán excelentes unidades de trabajo, brindándole espacio para concentrarse en otras actividades involucradas en el proceso. Esto le garantiza componentes de PCB LED efectivos, lo que se traduce en aplicaciones mejoradas.

Las personas tienen diferentes puntos de razonamiento cuando se trata de externalizar los servicios de estos intermediarios. Sin embargo, la mejor empresa de subcontratación de componentes de PCB LED es la que mejor funciona para usted.

Pero no es tarea difícil saber quién puede proporcionar los componentes más deseables para completar su proceso de fabricación.

Capacidad para un fabricante de componentes de PCB LED

Una de las principales cualidades a tener en cuenta es la capacidad de fabricación. ¿El fabricante puede fabricar los volúmenes que necesita?

En segundo lugar, es imperativo evaluar si el fabricante cuenta con mano de obra calificada. Evalúe y compare el costo de producción, el tiempo de respuesta e incluso la comunicación.

Estos factores lo ayudarán a asegurarse de elegir al mejor fabricante. La subcontratación de una empresa de este tipo le ahorrará el ajetreo de la fabricación por su cuenta.

Ponga en marcha un plan estable de adquisición de componentes LED para PCB

También existe la necesidad de un plan de adquisiciones estable. Esto depende de la capacidad de la empresa para identificar al mejor fabricante.

Cuando se realiza una modificación al plan de adquisiciones, esto tendrá un impacto en los productos. Esto afectará la calidad del producto, el tiempo empleado en el proceso de producción e incluso el costo total.

Por lo tanto, es aconsejable obtener sus componentes de un solo fabricante.

Además, también es importante asegurarse de que la empresa sea capaz de satisfacer la mayoría de sus necesidades.

En cierto modo, ceñirse a un solo fabricante cuando se compran componentes LED para PCB también puede resultar económico. Te permite negociar descuentos por volumen y frecuencia de compra.

Esto todavía se refleja en un costo de producción más bajo, lo que beneficia a su empresa y es beneficioso para el progreso a largo plazo.

Para poder realizar una evaluación de un fabricante de componentes de manera efectiva, debe establecer su credibilidad.

La confiabilidad es clave en el abastecimiento de componentes de PCB LED

La confiabilidad también es otro componente de la efectividad que deberá evaluar. Asegúrese de que el fabricante no sea un estafador.

En la industria de PCB, hay empresas que pretenden fabricar componentes cuando en realidad no lo hacen.

Simplemente compran componentes hechos a la medida de los fabricantes y los revenden. Esto significará que, en caso de defectos, no podrán reemplazar los componentes.

Este tipo de arreglo también requiere mucho tiempo y es costoso.

Si es posible, puedes visitar personalmente al fabricante y comprobar si realmente fabrica los componentes que te interesan.

También tiene la opción de evaluar los componentes usándolos en el prototipo.

Software de diseño de PCB LED

Antes de que pueda diseñar su PCB LED, es importante elegir el mejor software de diseño. Hay muchos programas para el diseño de PCB, pero debe elegir uno que le brinde el mejor diseño.

En esta guía, discutiremos tres opciones diferentes entre las que puede elegir.

Interfaz del software de diseño de PCB

Sin embargo, primero veamos algunas consideraciones importantes al elegir el software de diseño de PCB LED. Incluyen:

• Tu nivel de diseño
• El número de páginas que necesita
• cuanto estas dispuesto a gastar
• Si necesita enrutamiento automático
• El tipo de sistema informático que está utilizando.
• La cantidad de espacio que tienes
• Si va a trabajar en línea
• Ya sea que esté comprando componentes o tenga una biblioteca para elegir

Habiendo analizado estos factores, ahora podemos explorar los diferentes software que puede usar para diseñar su PCB LED. Entre las muchas opciones disponibles, las 5 principales son:

·Software de diseños de PCB Eagle

Eagle es un acrónimo de Editor de diseño gráfico fácilmente aplicable, un software de diseño de PCB común entre los profesionales.

Hay una versión gratuita por la que puede optar, o una versión más avanzada por $ 15 por mes, que es bastante asequible.

Algunas de sus características técnicas incluyen el editor de esquemas modulares, la verificación de reglas esquemáticas, el enrutador automático, el revestimiento de cobre y la regla de verificación de diseño.

También ofrece la función de anotación en línea, tanto positiva como negativa, así como un archivo de script para la ejecución del comando por lotes.

Además de la interfaz simple, los programas de idiomas son flexibles y fáciles de usar. Si necesita exportar archivos Gerber para usarlos en otras placas, puede hacerlo sin esfuerzo en Eagle

·Software de diseño de PCB Kicad

Este software es muy fácil de usar y puede usarlo para diseñar su PCB LED. Kicad le permite crear un esquema fácilmente y luego convertirlo en el diseño de su PCB.

Con Kicad, también puede generar archivos Gerber, BOM, ilustraciones y más.

Kicad generalmente tiene cinco partes:

1. Kicad
2. Esquema

iii. pcbnuevo

1. Vista Gerb
2. Bitmap2componente

Funciona en Microsoft Windows, Linux y Mac OS.

Kicad proporciona varias bibliotecas de componentes y también le permite agregar sus componentes personalizados.

Este software es muy asequible. También le permite trabajar con flexibilidad mientras diseña su PCB. La otra ventaja de Kicad es que tiene un procedimiento de instalación simple y directo.

Este software es muy conveniente para principiantes o diseñadores que tienen poco tiempo.

Puede usarlo para crear esquemas rápidamente antes de convertirlos a otros formatos como PCB. La simplicidad y flexibilidad de Diptrace es lo que lo hace muy popular.

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Algunas de sus características incluyen:

• Enrutamiento de alta velocidad basado en formas
• Capacidades avanzadas y amplias para importar y exportar datos
• Modelado 3D
• Ofrece circuitos jerárquicos que son de varios niveles y de varias hojas.
• Señales virtuales de alta velocidad para verificar la precisión de proyectos complicados
• DRC en tiempo real para corregir errores y mejorar la calidad del proyecto

·Software de diseño de PCB Altium

Puede usar Altium para crear múltiples diseños de PCB para diferentes aplicaciones. Es muy famoso entre los ingenieros de diseño.

Sin embargo, debe tener el sistema operativo Windows para poder ejecutarlo.

Algunas de sus características únicas incluyen:

• Características de visualización 3D de alta calidad.
• Ajustes que son fáciles de configurar
• Muchos atajos para un diseño fácil y eficiente
• Operación fuera de línea, y se puede usar incluso en ausencia de una licencia
• Generador de bibliotecas para la importación de datos
• Funciones de filtrado avanzadas

·Software de diseño de PCB Pulsonix

El paquete profesional de Pulsonix produce resultados maravillosos en el diseño de PCB.

Viene con un enrutador automático opcional y la versión básica con 1000 pines cuesta $1750. Aunque es más caro, Pulsonix te permite hacer tus diseños más rápido que cualquier otro software.

Tiene diseño de PCB y entrada esquemática en un programa. La verificación de reglas eléctricas hace que el diseño sea más preciso, ya que puede usarlo para verificar cualquier anomalía presente.

Tipos de placas de circuito impreso LED

Algunos de los tipos más comunes de placa de circuito LED incluyen los siguientes:

Placa de circuito impreso LED flexible

Este tipo de placa de circuito impreso LED es muy flexible.

Los rellenos cerámicos se utilizan junto con las resinas de poliamida, lo que da como resultado un aislamiento perfecto y la flexibilidad del tablero. La conductividad térmica del aluminio no se ve comprometida en absoluto en el proceso.

Los PCB LED flexibles se utilizan en aplicaciones tales como luces LED debajo del mostrador. Esto se debe principalmente a que es fácil de instalar en esos lugares "ocultos", a diferencia de la PCB LED rígida.

PCB LED rígido

Los PCB LED rígidos son placas de circuito impreso LED rígidas y compactas. A diferencia de las PCB LED flexibles, no se pueden doblar ni plegar.

Son el tipo más común de PCB LED y se utilizan en la mayoría de las aplicaciones comerciales y de agujeros.

PCB LED híbrido

Tal como sugiere el nombre, esta placa no está hecha exclusivamente de aluminio, que es el material principal de la PCB LED.

El material se obtiene fusionando un material no térmico con aluminio. El no térmico con el que se fusiona el aluminio suele ser el FR4.

El material resultante se conoce como aluminio híbrido porque reúne las fortalezas de ambos materiales en un solo material.

Mientras que el aluminio garantiza una excelente conductividad térmica, el FR4 proporciona al material una rigidez perfecta. Por lo tanto, se utiliza para reforzar la rigidez del tablero sin comprometer la conductividad térmica del aluminio.

PCB LED de una sola capa

Como sugiere el nombre, se trata de PCB LED con una capa de material base, generalmente aluminio. Como tales, solo pueden tener un número limitado de componentes montados en su superficie.

Por lo tanto, presentan capacidades de rendimiento más bajas que las PCB LED multicapa. Esto los hace ideales solo para aplicaciones más ligeras.

PCB LED multicapa

La placa de circuito impreso LED multicapa es un tipo complejo de placa de circuito impreso con varias capas de aluminio, lo que garantiza una conductividad térmica perfecta.

Tener múltiples capas de aluminio también asegura una perfecta transferencia de calor.

Figura 18 PCB multicapa

Tener múltiples capas siempre tiene la ventaja de llevar una PCB altamente funcional a una placa pequeña. En los PCB LED, estas placas presentan una alta eficiencia y una larga vida útil.

Proceso de fabricación de PCB LED

Paso 1: diseño y diseño de PCB LED

El proceso de fabricación de su PCB LED comienza con el desarrollo de un diseño para la PCB. Veamos cómo puede diseñar su PCB LED utilizando el software Kicad.

• Este paso comienza descargando el Tutorial Kicad: Si ya tiene el software Kicad en su computadora, solo necesitará actualizarlo. De lo contrario, este es el primer paso para diseñar su PCB LED. Asegúrese de obtener la última versión del software.
• Después de instalar el programa, debe crear una ventana de navegación para ayudar a abrir otros programas como el diseño de PCB y la captura esquemática.
• Configure el proyecto: deberá descomprimir algunos archivos en su directorio después de descargar el diseño de Kicad. Estos archivos incluyen: diseño de PCB Pro, CMP, Kicad y Sch. Estos archivos comparten el diseño de Kicad.
• Cuando esté utilizando Kicad, debe definir la huella que irá con cada uno de los componentes.
• Configure la biblioteca de componentes: Comience haciendo doble clic en la biblioteca de componentes.

Tenga en cuenta que un esquema que se carga mientras muestra un signo de interrogación significa que el Kicad no está vinculado a los dispositivos que contienen el esquema. Deberá vincular sus componentes a las bibliotecas.

1. Agregue componentes a su esquema: haga clic en agregar, lo que abrirá la ventana de componentes, lo que le permitirá seleccionar un componente de la larga lista disponible.

A continuación, elija el dispositivo y haga clic en Entrar. Ahora colóquelo en el esquema que sigue.

Una vez que lo haya colocado correctamente, haga clic en Esc para pasar del modo de colocación al puntero normal. Ahora copie el componente y colóquelo en la ubicación correcta.

• Conecte los componentes: con el puntero sobre las burbujas, presione W para conectar los componentes.
• Finalmente, anote automáticamente sus componentes esquemáticos haciendo clic en el botón de anotación. Para la configuración, elija "predeterminado", luego haga clic para confirmar. Ahora verifique la anotación y se agregarán los componentes.

Paso 2: Proceso de fabricación de PCB LED

Como ya mencionamos, el aluminio es el material más utilizado para PCB LED. El proceso de fabricación de esta placa de circuito impreso de aluminio suele tener una ligera diferencia en comparación con las otras placas de circuito impreso.

La fabricación de PCB de aluminio se lleva a cabo en los siguientes pasos.

Laminación i.Cut

Este es el corte de las grandes hojas de material entrantes en los tamaños más pequeños requeridos para la producción. El proceso consiste en recoger y luego cortar las hojas, tal como sugiere el nombre.

Durante la laminación por corte hay que fijarse mucho en el tamaño de la primera pieza para que quede perfecta. Además, debe prestar mucha atención al desguace de cobre de aluminio y tener cuidado con las ampollas.

ii.Perforación

Después de cortar la laminación, ahora debe taladrar orificios en los orificios para los componentes de orificio pasante.

Al perforar, asegúrese de que el número y el tamaño de los orificios coincidan con el diseño. Además, asegúrese de que la hoja no se raye mientras taladra.

La otra precaución importante es verificar las rebabas de la superficie de aluminio. Compruebe también si hay desviación del agujero.

Para lograr los mejores resultados, siempre inspeccione y reemplace la herramienta de perforación a tiempo para asegurarse de que funciona perfectamente.

iii.Imágenes de película seca/húmeda

Aquí, rectificará la placa, luego expondrá la película y finalmente la revelará. la razón para hacer esto es resaltar las partes que se necesitarán para hacer el circuito en la hoja.

Asegúrese de comprobar siempre si hay circuitos abiertos después del desarrollo. También debe estar atento a cualquier desviación en la alineación del desarrollo. Esto puede prevenir potencialmente la generación de película seca.

También debe tener cuidado con los malos circuitos. Estos pueden ocurrir especialmente si hay un rasguño en la superficie.

Evite los residuos de aire durante la exposición. Si esto ocurre, puede conducir a una mala exposición. Al completar la exposición, dejar unos quince minutos antes de revelar.

iv.Grabado ácido/alcalino

Básicamente, la idea aquí es retener la parte del circuito requerida mientras se elimina cualquier exceso. Por lo tanto, grabará, decapará, secará y finalmente inspeccionará el tablero.

En el grabado ácido/alcalino, siempre debe tener cuidado con el ancho y el espacio del circuito. Además, no permita la oxidación de la superficie de cobre, ni siquiera que se raye.

v.Máscara de soldadura, proceso de pantalla de seda

Aplica máscara de soldadura para proteger las partes de la placa que no necesitan soldadura, evitando así cortocircuitos.

En este proceso, asegúrese de revisar minuciosamente la placa y eliminar cualquier material extraño. También asegúrese de que la plantilla que está utilizando esté limpia.

Cuando haya terminado con la serigrafía, procure durante al menos treinta minutos para asegurarse de que el circuito no tenga burbujas. Enfríe la placa de adquisición para asegurarse de que no se pegue a la película.

Todo el proceso de máscara de soldadura y serigrafía se puede resumir, por tanto, en: serigrafía, procura, exposición, revelado y leyenda.

vi.Corte en V, fresado

Este paso está destinado básicamente a separar las unidades de circuito individuales para facilitar el embalaje y el transporte. El enrutamiento también ayuda a eliminar las partes sobrantes del tablero.

Al hacer el corte en V, asegúrese de que la profundidad de la "V" sea la adecuada. Compruebe también si hay defectos en los bordes. También tenga cuidado con las desviaciones de ruta.

Nuevamente, tal como dijimos sobre la herramienta de perforación, aquí también debe seguir revisando la herramienta de enrutamiento. Mantenga o reemplace según corresponda para asegurarse de que funcionen perfectamente.

Al quitar las rebabas, asegúrese de no rayar el tablero.

vii.Prueba electrónica, OSP

Este paso es útil para comprobar si el circuito funciona correctamente. También puede confirmar que el circuito es capaz de soportar el entorno de voltaje prescrito. Por último, también es asegurarse de que la soldadura del circuito sea perfecta.

Debe asegurarse de distinguir correctamente entre los buenos productos y los que tienen defectos. Asegúrese de que no haya ningún daño en el circuito.

viii.Embalaje y envío

Aquí es donde realiza el último control de calidad general en el tablero para confirmar que es de buena calidad. Implica tomar algunas muestras de las placas completas y verificar su calidad.

Utilizando una inspección visual, separe los fuerabordas cuya apariencia no muestre perfección.

Finalmente, las tablas que pasan esta verificación son empaquetadas y enviadas a los respectivos compradores. Al empacar, tenga cuidado de no mezclar cartones buenos y malos o empaquetar cartones incorrectos para un cliente.

Asegúrese de que las placas se almacenen de acuerdo con los estándares de la industria para el almacenamiento de sustratos de aluminio.

Paso 3: Proceso de ensamblaje de la placa de circuito LED

El ensamblaje de PCB LED, al igual que el proceso de fabricación, necesita atención especial para producir resultados perfectos. Si se hace sin cuidado, el resultado serán tableros con uniones de soldadura deficientes y desalineación.

Esto se debe especialmente a la sensibilidad del material base metálico.

Diferentes PCB LED necesitarán diferentes consideraciones durante el proceso de ensamblaje. Por lo tanto, es importante considerar el propósito para el cual se requiere el tablero.

El proceso de montaje de PCB LED sigue los siguientes pasos:

viii.Preparación de los Materiales

Revise minuciosamente las placas descubiertas, los componentes, la plantilla de PCB y la soldadura en pasta.

Revisa también las herramientas para asegurarte de que están todas en perfectas condiciones. Recuerde que cualquier pequeña desviación en el montaje de la placa de circuito impreso puede causar un mal funcionamiento total del producto final. Por lo tanto, asegúrese de que el soldador, el pelacables, los alicates y el estaño, entre otros, estén perfectos y listos.

También debe tener su lista de materiales y el archivo Gerber sobre la mesa. Los consultará continuamente durante el proceso de montaje.

 i. Horneado de tablero desnudo

Debe asegurarse de que la placa desnuda esté seca antes de comenzar a ensamblar los componentes en ella.

ii.Aplicación de pasta de soldadura

La máquina de impresión de pasta de soldadura aplica pasta de soldadura en los lugares requeridos en el tablero. Debe inspeccionar a fondo para asegurarse de que la soldadura es perfecta.

iii.Montaje de componentes

La máquina de selección y colocación selecciona y conecta componentes SMT a la placa de circuito impreso con mucha precisión. Sin embargo, aún debe inspeccionar manualmente la placa antes del reflujo para asegurarse de que la ubicación sea precisa.

iv. Soldadura por reflujo

Ejecute su placa de circuito impreso LED en la máquina de reflujo. La máquina suelda los componentes SMT y enfría las uniones para fortalecerlas.

Después de soldar, utilice el instrumento AOI para comprobar si hay algún problema con la soldadura.

v. Inserción de componentes de orificio pasante

Inserte los cables de los componentes de los orificios pasantes en los orificios pasantes de la placa. Asegúrese de que cada componente esté insertado en su posición correcta.

vi.Soldadura por ola

Ahora coloque su PCB LED en la máquina de soldadura por ola. La máquina utiliza fundente de soldadura por pulverización, precalentamiento, soldadura y finalmente enfría las juntas para fortalecerlas.

 vii.Inspección final y embalaje

Una vez que haya terminado de ensamblar todos los componentes, primero deberá limpiar la placa. A continuación, pase la placa terminada por el control de calidad final para descartar todos los problemas de calidad.

Todos los PCB que han pasado las pruebas finales ahora están listos para empaquetar y enviar.

Cómo hacer diseños de PCB LED personalizados

De nuestra discusión sobre el proceso de fabricación anterior, ahora conoce todo el proceso de fabricación de PCB LED.

Sin embargo, es posible que desee hacer diseños de PCB LED personalizados, lo que requiere algunos cambios en el proceso de fabricación.

Todo lo que necesita es estar familiarizado con el software de diseño de su elección.

Ahora siga el procedimiento correcto para diseñar su PCB LED.

El procedimiento suele ser el mismo para la mayoría del software de diseño común, excepto por algunas diferencias. Por lo tanto, seguirá estos pasos:

• Descarga e instala el software
• Configurar el proyecto:
• Configurar la biblioteca de componentes:
• Agregue componentes a su esquema:
• Conecte los componentes: con el puntero sobre las burbujas, presione W para conectar los componentes.
• Anote sus componentes esquemáticos

Qué buscar en el proveedor de servicios de diseño de PCB LED

Ahora que sabe todo sobre LED PCB, la siguiente pregunta que probablemente le esté molestando es cómo encontrar el mejor diseñador para su producto.

Aquí hay algunos consejos sobre lo que debe buscar antes de contratar a un proveedor de servicios para manejar su diseño de PCB LED.

Experimenta – ¿Le gustaría que su producto fuera un experimento de control para un diseñador en ejercicio? ¡Definitivamente no!

Considere un proveedor de servicios que esté establecido y tenga una gran experiencia en el campo, especialmente en lo que respecta al diseño de PCB LED.

El plazo de ejecución – Cuanto más rápido sea el tiempo de entrega, mejor para usted, ya que podrá tener su producto antes.

Especialización – Es aceptable contratar a un proveedor de servicios que maneje todo tipo de PCB, especialmente si también necesita diseños de otras PCB. De lo contrario, es mejor optar por uno especializado en diseño de PCB LED si es posible, para obtener más precisión y alta calidad.

Expertise – Si necesita que su producto se diseñe con un software específico, es mejor asegurarse de que su diseñador esté bien familiarizado con él.

Servicio al cliente  – Se puede confiar en un proveedor de servicios con soporte al cliente confiable e información útil para el uso del cliente.

Para Concluir

Los PCB LED impactan nuestra vida cotidiana de muchas maneras. Después de leer esta guía, ahora está listo para hacer su propio diseño de PCB LED.

También ha adquirido una comprensión detallada de la fabricación y el montaje de estas PCB.

Fuera de nuestra discusión, puede elegir la mejor opción de PCB LED para su aplicación.

En general, esta guía lo deja perfectamente capacitado para manejar todos los asuntos relacionados con LED PCB.