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

info@vdmais.kiev.ua