وقتی به انواع نوارهای LED انعطاف پذیر نگاه می کنید و آنها را مقایسه می کنید، احتمالاً روی دمای رنگ، تعداد LED و جفت کردن منبع تغذیه مناسب برای خرید خود تمرکز می کنید. اما آیا فکر کرده اید که LED ها روی چه چیزی نصب شده اند و چگونه همه آنها به هم متصل می شوند؟ امروز، ما نگاهی عمیق به بستر نوار LED خواهیم داشت و اینکه چگونه برخی از مشخصات نادیده گرفته شده و کیفیت مواد می توانند بر عملکرد نوار LED تأثیر بگذارند.
زیرلایه (substrate) نوار LED چه نقشی دارد؟
بستر نوار LED تخته مداری است که تراشه های LED در بالای آن نصب شده اند. این بستر علاوه بر ارائه پایه فیزیکی و ساختاری نوار LED، تامین برق را از طریق مدار خود و همچنین مسیری حیاتی برای اتلاف گرما فراهم می کند.
ساختار و مواد یک بستر نوار LED انعطاف پذیر.
محبوب ترین شکل نوار LED، نوع بستر انعطاف پذیر است که در قرقره های ۱۶ فوتی فروخته می شود. نوع بستر مورد استفاده معمولاً به عنوان فناوری مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) شناخته می شود. الکترونیک انعطاف پذیر مدتی است که وجود داشته است، جایی که در الکترونیکی که سطوح سفت یا منحنی دارد بسیار مفید است.
نوارهای LED انعطاف پذیر از این فناوری موجود استفاده می کنند و از همان ویژگی های زیرلایه استفاده می کنند. اغلب، آنها از پلی آمید (همچنین به عنوان PI شناخته می شود) به عنوان ماده انتخابی استفاده می کنند.
پلی آمیدها با وجود انعطاف پذیری، دوام و مقاومت در برابر حرارت عالی را ارائه می دهند. بنابراین مواد پلی‌آمید در ارائه انعطاف‌پذیری و یکپارچگی ساختاری برای نوارهای LED بسیار مهم است.
با شروع با یک لایه مس که به عنوان مدار پایه عمل می کند، یک لایه هسته و دو لایه بیرونی پلیمر پلی آمید مانند کپتون با استفاده از یک چسب انعطاف پذیر مخصوص در دو طرف اعمال می شوند. این لایه های پلی آمید بیرونی معمولاً به عنوان “پوشش” شناخته می شوند و می توانند رنگ های مختلفی داشته باشند. به طور معمول، رنگ سفید برای به حداکثر رساندن بازتاب انتخاب می شود.
سه لایه پلی آمید محافظ و یکپارچگی ساختاری لایه مس را فراهم می کند. با این حال، مناطق کوچکی وجود دارد که مس باید در معرض دید باقی بماند، به طوری که LED ها و سایر اجزا می توانند تماس الکتریکی برقرار کنند.
در نهایت، یک لایه نوار چسب دو طرفه به پشت نوار LED اعمال می شود. معمولاً ۳M 200MP چسب دو طرفه ای است که برای این منظور استفاده می شود.
نوار LED با پوشش شفاف و چسب ۳M قابل مشاهده:
نوار LED با روکش سفید:
وزن مس مهم است
یکی از جنبه های حیاتی هر مدار الکترونیکی انتخاب مس است. کیفیت و خلوص مس مورد استفاده برای مدارهای الکترونیکی در اکثر موارد استاندارد شده است، اما ضخامت آن می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. اگرچه معیاری برای ضخامت، اونس (oz) معمولاً برای توصیف ضخامت لایه مس استفاده می‌شود (تعریف فنی بر اساس مقدار مس است، بر حسب اونس، برای دستیابی به ضخامت معینی بیش از ۱ فوت مربع نیاز است). هنگام انتخاب یک چراغ نوار LED، ضخامت مس چیزی است که ممکن است بخواهید به آن توجه کنید. به خصوص برای نوارهای LED با قدرت بالاتر، حداقل ۲٫۰ اونس و در حالت ایده آل ۳٫۰ اونس و بالاتر توصیه می شود. مس ضخیم به دلایل زیر بهتر است: ۱) مس ضخیم تر به این معنی است که الکتریسیته بیشتری می تواند از طریق مدار نوار LED جریان یابد. مس ناکافی می تواند منجر به مقاومت الکتریکی و افزایش گرما شود که در نهایت منجر به افت ولتاژ و حتی خرابی زود هنگام LED می شود. ۲) مس ضخیم تر به معنی دفع سریعتر گرما است. هرچه گرمای تولید شده توسط ال ای دی ها سریعتر به محیط اطراف منتقل شود، LED ها عملکرد و دوام بهتری خواهند داشت. مس یک رسانای عالی گرما است و بنابراین داشتن یک لایه ضخیم تر کمک قابل توجهی به تسهیل انتقال گرما از LED ها می کند.
نوارهای LED انعطاف پذیر اتلاف حرارت ضعیفی دارند
نقطه ضعف قابل توجه زیرلایه های نوار LED انعطاف پذیر این است که عملکرد حرارتی آنها نسبتا ضعیف است. اگر به اعداد هدایت حرارتی نگاه کنیم، کاپتون (پلی‌آمید) ۰٫۱۲ W/m-K و مواد چسبنده ۳M 0.18 W/m-K است. در مقایسه، آلومینیوم و مس دارای مقادیر هدایت حرارتی ۲۰۵ و ۳۸۵ W/m-K هستند و لایه دی الکتریک در PCB های هسته فلزی می تواند به ۲٫۰ W/m-K برسد. در صورت طراحی بهینه با دریچه های حرارتی، هدایت حرارتی یک PCB دو لایه FR-4 را می توان اساسا نادیده گرفت زیرا گرما را می توان مستقیماً به سمت مس پشتی منتقل کرد. کار زیادی نمی توان انجام داد، اما اکثر محصولات نوار LED طوری طراحی می شوند که بیش از حد گرم نشوند. نکته منفی این است که نوارهای LED ممکن است از نظر توانایی سخت‌تر اجرا شوند، فقط به این دلیل که گرما به اندازه کافی سریع منتقل نمی‌شود. شما می توانید این را به عنوان یک موتور فراری در نظر بگیرید که به دلیل یک رادیاتور با کارایی محدود نمی تواند با تمام پتانسیل خود کار کند.
بهترین راه برای غلبه بر مشکلات گرما، تغییر به طراحی FR-4 یا MCPCB است. این متأسفانه شما را ملزم می کند که ویژگی انعطاف پذیری را رها کنید، اما عملکرد حرارتی شما را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. همچنین، ضخامت ردیابی مس خود را بررسی کنید، زیرا ممکن است الکتریسیته زیادی را در اثر افزایش حرارت به شکل مقاومت مدار بسوزانید. اگر نمی توانید مشخصات مس را بهبود ببخشید، ممکن است لازم باشد تعداد LED هایی را که روی یک نوار LED وصل کرده اید کاهش دهید. از طرف دیگر، ممکن است به سادگی به دنبال روشنایی بیشتر در هر فوت باشید – در این مورد، اگر فضای کافی در اکستروژن یا یارو خود دارید، به سادگی دوبرابر کردن تعداد نوارهای LED (مثلاً اجرای ۲ برابر ردیف به صورت موازی) اغلب اوقات می تواند به روشنایی ۲ برابر دست یابد. اثری که شما به دنبال آن هستید
