Akıllı ev aydınlatmasında LED ışık verimliliği ve ısı dağılımı nasıl sağlanır SMT çip montajı.

Akıllı ev aydınlatma sistemlerinde minyatürleştirme, yüksek entegrasyon ve yüksek verimlilik için artan taleple birlikte SMT montaj teknolojisi, LED aydınlatma üretiminde temel bir bileşen haline gelmiştir. Bununla birlikte, LED'lerin ışık verimliliği ve ısı yayma performansı, aydınlatma armatürlerinin parlaklığını, ömrünü ve kararlılığını doğrudan belirler. Üç yönü inceleyerek teknik yollarla yüksek ışık verimliliği ve etkili ısı dağılımının nasıl sağlanacağını araştıracağız: akıllı ev PCBA üretim süreci, SMT montaj süreci optimizasyonu ve ısı dağılımı tasarım stratejileri. 

Her şeyden önce, akıllı ev PCBA işleme için bazı önemli aşamaları tartışalım. Aşama 1-PCB tasarımı ve malzeme seçimi. Akıllı ev aydınlatma cihazlarının PCB tasarımında, ısı yayma performansı en önemli öncelik olmalıdır. Örneğin, metal alt tabakalar (alüminyum alt tabakalar gibi), alüminyum alt istasyon kartlarının 1-3 W / m-K'ye ulaşabilmesi gibi daha yüksek bir termal iletkenliğe sahip oldukları için geleneksel FR-4 alt tabakaların yerini almak için kullanılabilir. Bu da LED'ler tarafından üretilen ısının ısı dağıtma katmanına hızlı bir şekilde iletilmesini sağlar. Ayrıca, çok katmanlı PCB tasarımları, ısı iletim yollarını iyileştirmek ve yerelleştirilmiş yüksek sıcaklık alanlarını azaltmak için iç katmanlardaki bakır folyo dağılımını optimize ederek ısı yayma yollarını artırabilir; Aşama 2- SMT çip montaj işleminin hassas kontrolü. Çelik hasır baskı ve lehim pastası kalitesi önemlidir, çünkü lazer çelik hasır, lehim bağlantı homojenliğini sağlamak için tipik olarak 80-150μm lehim pastası kalınlığını hassas bir şekilde kontrol eder, yetersiz veya aşırı lehim pastasının neden olduğu yanlış lehimleme veya kısa devreleri önler, böylece yerel termal direnci azaltır.

SMT yerleştirme makinesi, ATC otomatik nozul sistemi ve gerçek zamanlı vakum algılaması kullanan Nectec'in NT-B5'i gibi vakum nozulları ve LED çiplerinin hassas bir şekilde yerleştirilmesini sağlamak için görüntü tanıma sistemleri (işaret noktası kalibrasyonu gibi) kullandığından, SMT yerleştirme doğruluğu ve AOI denetimi gereklidir ve yanlış hizalamanın neden olduğu eşit olmayan ısı dağılımını önler. Çevrimiçi AOI denetimi, lehimleme kusurlarını gerçek zamanlı olarak tespit ederek verim oranlarını artırabilir. Reflow lehimleme sıcaklık eğrisi de gereklidir çünkü lehim pastasının LED çipine zarar vermeden tamamen erimesini sağlamak için makul bir sıcaklık eğrisi, ön ısıtma, sabit sıcaklık, yeniden akış ve soğutma aşamaları belirlerler. Örneğin, LED ambalaj malzemesinin yaşlanmasına neden olan yüksek sıcaklıklardan kaçınmak için tepe sıcaklığını 230-250°C arasında kontrol edin.

İkinci olarak, LED ısı dağıtımı tasarımına yönelik temel stratejileri tanımlamak için kilit noktaları tartışalım. Kilit nokta bir - yüksek verimli ısı ileten malzemelerin uygulamaları. Termal arayüz malzemeleri, temas termal direncini azaltmak ve ısı transfer verimliliğini artırmak için LED çipi ile ısı emici alt tabaka arasındaki boşluğu termal gres veya termal pedlerle doldurmak için kullanılır. Isı emici ve kanat yapısı, yüzey alanını artırarak hava konveksiyonlu ısı dağılımını hızlandırmak için akıllı aydınlatma armatürleri için tasarım alüminyum ısı emiciler veya kanat yapıları olarak kategorize edilir. Örneğin, cebri hava soğutmalı ısı alıcıları bağlantı sıcaklığını 5-10°C azaltarak LED ömrünü önemli ölçüde uzatabilir; Anahtar nokta iki-aktif ve pasif soğutmanın kombinasyonu.

Peltier teknolojisi, bazı yüksek güçlü LED armatürlerin, hepimizin aşina olduğu TEC1-12706 modeli gibi, soğuk uçtaki ısıyı emmek ve sıcak uçtaki ısıyı bir fanla dağıtmak için termoelektrik soğutma modülleri kullanması ve özellikle kapalı akıllı armatürler için uygun olan hızlı sıcaklık kontrolü sağlaması olarak tanımlanır. Akıllı sıcaklık kontrol sistemi, bildiğimiz NTC termistörleri gibi sıcaklık sensörlerini aktif ve uyumlu bir şekilde entegre eder, LED bağlantı sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler ve aşırı ısınmadan kaynaklanan ışık bozulmasını önlemek için MCU aracılığıyla sürücü akımını dinamik olarak ayarlar. Örneğin, sıcaklık 65°C'yi aştığında, ışık verimliliği ve ısı yükünü dengelemek için parlaklık otomatik olarak 10%-20% kadar azaltılır; Anahtar nokta üç-çevresel optimizasyon ve yapısal tasarım. Havalandırma düzeni optimizasyonu, doğal konveksiyon yoluyla ısı dağılımını artırmak için armatür muhafazasında ısı yayma delikleri veya hava kanalları tasarlamak için kullanılır. Termal direnç birikiminden kaçınma, birden fazla malzeme katmanı arasındaki termal direnç girişimini azaltma olgusunu tasvir eder.

Üçüncü olarak, akıllı ev cihazlarının kullanımında SMT üretim teknikleri için bazı özel gereksinimleri tartışalım. Birinci gereklilik minyatürleştirme ve yüksek yoğunluklu montaj. Akıllı ev aydınlatma armatürleri daha kompakt hale geliyor ve 0201 veya 0402 paketlerinde minyatür LED'lerin kullanılmasını gerektiriyor, bu da genellikle ≤ 0,05 mm olan SMT yerleştirme makinelerinin hassasiyetine daha yüksek talepler getiriyor. Aynı zamanda, yüksek güçlü LED'lerin PCB'ye eşit olarak dağıtılması gibi ısı konsantrasyonunu önlemek için bileşen yerleşimi optimize edilmelidir; Gereksinim iki-nem koruması ve güvenilirlik güvencesi. İlginç bir şekilde, SMT işleminden önce, nemi gidermek ve yeniden akış lehimleme sırasında kabarcıkların oluşmasını önlemek için PCB'yi en az 2 saat boyunca yaklaşık 120 ° C'de pişirmenizi öneririz, bu da lehimleme arızasına neden olabilir. 

Sadece bu da değil, uzun süreli ışık bozulmasını azaltmak için epoksi reçine yerine silikon kauçuk gibi yüksek sıcaklığa dayanıklı ambalaj malzemelerinin kullanılması önerilir. Deneyler, silikon kauçuk ambalajlı LED'lerin aynı sıcaklık koşulları altında hizmet ömürlerini 40.000 saate kadar uzatabildiğini göstermektedir. 

Dördüncü olarak, akıllı kısılabilir aydınlatma armatürleri için ısı dağıtma çözümüne yönelik bir vaka çalışmasını ele alalım. Geçmiş müşterilerimizden birinin akıllı tavan aydınlatma armatürleri projesinde, mühendisleri ilk olarak alüminyum alt tabaka ve bakır folyo ısı dağıtma katmanını alt ısı dağıtma fanı ile birlikte tasarladı. Ardından, fabrikası LED dizilerinin eşit dağılımını sağlamak için yüksek hassasiyetli genel amaçlı makineler kullanarak SMT yerleştirme işlemini gerçekleştirdi. Son olarak, bir Bluetooth modülü ve sıcaklık kontrol çipi ile entegre ettiler, kullanıcılar uygulama aracılığıyla parlaklığı ayarlayabilir ve gerçek zamanlı sıcaklığı görüntüleyebilir. Test sonuçlarının, tam yükte çalışırken lambanın bağlantı sıcaklığının 55°C'nin altında sabit kaldığını, ışık çıkışı bakım oranının 90%'yi aştığını ve 50.000 saatlik bir kullanım ömrüne sahip olduğunu göstermesi onu heyecanlandırdı. 

Sonuç olarak, akıllı aydınlatma armatürleri SMT teknolojisinin geleceği parlak. Yenilikçi malzemelerin kullanımı ile. Sadece 5300 W/m-K termal iletkenliğe sahip grafen termal film ve 170 W/m-K termal iletkenliğe sahip alüminyum nitrür seramik substrat ısı yayma verimliliğini daha da artırmakla kalmayacak, aynı zamanda ısı dağılımını tahmin etmek için AI algoritmalarını birleştirecek, ortam sıcaklığına bağlı olarak aktif ve pasif soğutma modları arasında otomatik olarak geçiş yapmak gibi soğutma stratejilerini dinamik olarak ayarlayacaktır. 

SMT fabrikalarının, PCBA üretim sürecini optimize ederek, ısı dağılımı tasarımını yenileyerek ve sıkı süreç kontrolü uygulayarak, akıllı ev aydınlatma sistemlerinin yüksek ışık etkinliğini korurken verimli ısı dağılımı sağlayabileceğini ve böylece kullanıcıların parlaklık, kullanım ömrü ve akıllı kontrol için kapsamlı gereksinimlerini karşılayabileceğini fark etmeleri son derece önemlidir.