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Mit der zunehmenden Nachfrage nach Miniaturisierung, hoher Integration und hoher Effizienz in intelligenten Beleuchtungssystemen ist die SMT-Montagetechnologie zu einer Kernkomponente in der LED-Beleuchtungsherstellung geworden. Die Lichtausbeute und die Wärmeableitungsleistung von LEDs bestimmen jedoch direkt die Helligkeit, Lebensdauer und Stabilität von Beleuchtungskörpern. Wir werden untersuchen, wie eine hohe Lichtausbeute und eine effektive Wärmeableitung mit technischen Mitteln gewährleistet werden können, indem wir drei Aspekte untersuchen: den Smart Home PCBA-Herstellungsprozess, die Optimierung des SMT-Bestückungsprozesses und Strategien zur Wärmeableitung.
Lassen Sie uns zunächst einige wichtige Phasen der PCBA-Verarbeitung für Smart Home besprechen. Stufe 1 - PCB-Design und Materialauswahl. Beim Leiterplattendesign von Smart-Home-Beleuchtungsgeräten sollte die Wärmeableitungsleistung oberste Priorität haben. Beispielsweise können Metallsubstrate (wie z. B. Aluminiumsubstrate) als Ersatz für herkömmliche FR-4-Substrate verwendet werden, da sie eine höhere Wärmeleitfähigkeit haben, wie z. B. die Tatsache, dass Aluminiumsubstrate 1-3 W/m-K erreichen können. Dies ermöglicht eine schnelle Ableitung der von den LEDs erzeugten Wärme an die Wärmeableitungsschicht. Außerdem können mehrlagige Leiterplattendesigns die Wärmeableitungswege erhöhen, indem die Verteilung der Kupferfolie in den inneren Lagen optimiert wird, um die Wärmeleitwege zu verbessern und lokalisierte Hochtemperaturbereiche zu reduzieren; Stufe 2 - präzise Kontrolle des SMT-Chip-Montageprozesses. Der Druck des Stahlgewebes und die Qualität der Lötpaste sind wichtig, da das Laser-Stahlgewebe die Dicke der Lötpaste präzise steuert (typischerweise 80-150μm), um die Gleichmäßigkeit der Lötstellen zu gewährleisten und falsche Lötungen oder Kurzschlüsse zu vermeiden, die durch zu wenig oder zu viel Lötpaste verursacht werden, wodurch der lokale Wärmewiderstand verringert wird.
SMT-Bestückungsgenauigkeit und AOI-Inspektion sind notwendig, da die SMT-Bestückungsmaschine Vakuumdüsen verwendet, wie die NT-B5 von Nectec mit ATC-Automatikdüsensystem und Echtzeit-Vakuumerkennung, sowie Bilderkennungssysteme (wie z. B. Markierungspunktkalibrierung), um die präzise Platzierung von LED-Chips zu gewährleisten und eine ungleichmäßige Wärmeabgabe aufgrund von Ausrichtungsfehlern zu vermeiden. Die Online-AOI-Inspektion kann Lötfehler in Echtzeit erkennen und so die Ausbeute verbessern. Eine Temperaturkurve für das Reflow-Löten ist ebenfalls notwendig, da sie eine angemessene Temperaturkurve festlegt, die die Phasen Vorheizen, konstante Temperatur, Reflow und Kühlen umfasst, um sicherzustellen, dass die Lötpaste vollständig schmilzt, ohne den LED-Chip zu beschädigen. Zum Beispiel sollte die Spitzentemperatur zwischen 230-250°C liegen, um zu vermeiden, dass hohe Temperaturen das LED-Gehäusematerial altern lassen.
Zweitens, lassen Sie uns die Schlüsselpunkte für die Beschreibung der Kernstrategien für das Design der LED-Wärmeableitung diskutieren. Schlüsselpunkt eins - Einsatz hocheffizienter Wärmeleitmaterialien. Thermische Schnittstellenmaterialien werden verwendet, um den Raum zwischen dem LED-Chip und dem Kühlkörpersubstrat mit Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpads zu füllen, um den thermischen Kontaktwiderstand zu verringern und die Wärmeübertragungseffizienz zu verbessern. Kühlkörper und Lamellenstrukturen werden als Aluminiumkühlkörper oder Lamellenstrukturen für intelligente Beleuchtungskörper kategorisiert, um die Wärmeableitung durch Luftkonvektion durch Vergrößerung der Oberfläche zu beschleunigen. Zum Beispiel können Kühlkörper mit forcierter Luftkühlung die Sperrschichttemperatur um 5-10°C senken und so die Lebensdauer der LEDs erheblich verlängern; Schlüsselpunkt zwei - Kombination von aktiver und passiver Kühlung.
Bei der Peltier-Technologie verwenden einige Hochleistungs-LED-Leuchten thermoelektrische Kühlmodule, wie das uns allen bekannte Modell TEC1-12706, um die Wärme am kalten Ende zu absorbieren und am heißen Ende mit einem Lüfter abzuleiten, wodurch eine schnelle Temperaturregelung erreicht wird, die sich besonders für geschlossene intelligente Leuchten eignet. Das intelligente Temperaturkontrollsystem integriert aktiv und kohärent Temperatursensoren, wie z. B. die uns bekannten NTC-Thermistoren, überwacht die LED-Sperrschichttemperatur in Echtzeit und passt den Treiberstrom dynamisch über die MCU an, um einen durch Überhitzung verursachten Lichtabfall zu verhindern. Wenn beispielsweise die Temperatur 65°C übersteigt, wird die Helligkeit automatisch um 10%-20% reduziert, um die Lichteffizienz und die Wärmebelastung auszugleichen; Schlüsselpunkt drei - Umweltoptimierung und Strukturdesign. Die Optimierung des Belüftungslayouts wird verwendet, um Wärmeableitungslöcher oder Luftkanäle im Leuchtengehäuse zu entwerfen, um die Wärmeableitung durch natürliche Konvektion zu verbessern. Die Vermeidung von Wärmewiderstandsakkumulationen beschreibt das Phänomen der Reduzierung von Wärmewiderstandsinterferenzen zwischen mehreren Materialschichten.
Drittens, lassen Sie uns einige spezielle Anforderungen an SMT-Fertigungstechniken bei der Verwendung von Smart Home-Geräten diskutieren. Anforderung eins: Miniaturisierung und hochdichte Montage. Smart-Home-Beleuchtungen werden immer kompakter und erfordern den Einsatz von Miniatur-LEDs in 0201- oder 0402-Gehäusen, was höhere Anforderungen an die Präzision der SMT-Bestückungsmaschinen stellt, die in der Regel ≤ 0,05 mm beträgt. Gleichzeitig sollte das Bauteil-Layout optimiert werden, um eine Wärmekonzentration zu vermeiden, z. B. durch gleichmäßige Verteilung von Hochleistungs-LEDs auf der Leiterplatte; Anforderung zwei: Schutz vor Feuchtigkeit und Gewährleistung der Zuverlässigkeit. Interessanterweise empfehlen wir, die Leiterplatte vor der SMT-Bearbeitung mindestens 2 Stunden lang bei ca. 120 °C zu backen, um Feuchtigkeit zu entfernen und zu verhindern, dass sich beim Reflow-Löten Blasen bilden, die zu Lötfehlern führen könnten.
Darüber hinaus wird empfohlen, hochtemperaturbeständige Verpackungsmaterialien wie Silikonkautschuk anstelle von Epoxidharz zu verwenden, um den langfristigen Lichtverfall zu verringern. Experimente zeigen, dass mit Silikonkautschuk verpackte LEDs ihre Lebensdauer unter denselben Temperaturbedingungen auf 40.000 Stunden verlängern können.
Viertens, lassen Sie uns eine Fallstudie für eine Wärmeableitungslösung für intelligente dimmbare Beleuchtungskörper diskutieren. Bei einem unserer früheren Kundenprojekte für intelligente Deckenleuchten entwarfen seine Ingenieure zunächst das Aluminiumsubstrat und die Kupferfolien-Wärmeableitungsschicht in Kombination mit dem unteren Wärmeableitungslüfter. Dann führte sein Werk die SMT-Bestückung mit hochpräzisen Universalmaschinen durch, um eine gleichmäßige Verteilung der LED-Arrays zu gewährleisten. Schließlich wurden ein Bluetooth-Modul und ein Temperaturkontrollchip integriert, so dass die Benutzer die Helligkeit einstellen und die Temperatur in Echtzeit über die App anzeigen können. Er ist begeistert, dass die Testergebnisse zeigen, dass die Sperrschichttemperatur der Lampe bei Volllast stabil unter 55 °C bleibt, mit einer Lichtausbeute von über 90% und einer Lebensdauer von 50.000 Stunden.
Letztendlich ist die Zukunft für die SMT-Technologie für intelligente Beleuchtungskörper vielversprechend. Mit der Verwendung von innovativen Materialien. Nicht nur Graphen-Thermofolie mit einer Wärmeleitfähigkeit von 5300 W/m-K und Aluminiumnitrid-Keramiksubstrat mit einer Wärmeleitfähigkeit von 170 W/m-K werden die Wärmeableitungseffizienz weiter verbessern, sondern auch die Kombination von KI-Algorithmen zur Vorhersage der Wärmeverteilung, die dynamische Anpassung von Kühlstrategien, wie z. B. das automatische Umschalten zwischen aktiven und passiven Kühlmodi auf der Grundlage der Umgebungstemperatur.
Für SMT-Fabriken ist es von entscheidender Bedeutung zu erkennen, dass durch die Optimierung des PCBA-Fertigungsprozesses, ein innovatives Design der Wärmeableitung und eine strenge Prozesskontrolle intelligente Beleuchtungssysteme für den Heimgebrauch eine effiziente Wärmeableitung bei gleichzeitig hoher Lichtausbeute erreichen und damit die umfassenden Anforderungen der Nutzer an Helligkeit, Lebensdauer und intelligente Steuerung erfüllen können.
