FR4 vs. PCB de aluminio: ¿cuál es la mejor opción para iluminación LED de alta potencia?

El calor es el asesino silencioso del rendimiento de los LED. Como diseñador de productos LED, sabe que controlar la temperatura de la unión es clave para la longevidad y el brillo. Al diseñar la placa de circuito impreso (PCB) para un nuevo producto de iluminación, la decisión más crítica suele tomarse antes de enrutar la primera pista: Elección del material del sustrato.

¿Debería seguir con el estándar industrial rentable (FR4) o es hora de actualizar a una potencia de gestión térmica como el aluminio (núcleo metálico)?

En esta guía, desglosamos las diferencias para ayudarle a fabricar el producto más confiable.

1. PCB FR4: El aislante económico"

El FR4 (retardante de llama 4) es la piedra angular de la industria electrónica. Está compuesto por tejido de fibra de vidrio con un aglutinante de resina epoxi.

Cuándo utilizar FR4: El FR4 es un excelente aislante eléctrico, pero también es un aislante térmico. Su conductividad térmica suele ser baja (alrededor de 0,25 a 0,3 W/m·K). Esto significa que el calor tiende a quedar atrapado cerca del componente.

Sin embargo, FR4 sigue siendo una opción válida para:

• Controladores y controladores LED: La lógica de control generalmente genera menos calor que los propios chips LED.
• Luces indicadoras de bajo consumo: Los LED de estado simples no requieren un enfriamiento agresivo.
• Proyectos sensibles a los costos: Si el diseño permite grandes vertidos de cobre y vías térmicas, a veces FR4 puede ser suficiente para aplicaciones de potencia media.

Si su proyecto involucra circuitos de control general o aplicaciones de bajo calor, consulte nuestra PCB verde FR4 para electrónica. Estas placas ofrecen versatilidad y capacidades complejas de enrutamiento multicapa que las placas de metal a menudo no pueden igualar.

2. Aluminio (MCPCB): El especialista en alta potencia

Cuando entramos en el territorio de Iluminación LED de alta potencia (como farolas, faros de automóviles o luces de cultivo), el FR4 suele fallar. El calor simplemente no puede escapar con la suficiente rapidez, lo que provoca una pérdida de lúmenes (atenuación) y un fallo del chip.

Aquí es donde PCB con núcleo metálico (MCPCB) brillar.

Una PCB de aluminio consta de una fina capa de material dieléctrico termoconductor intercalada entre la lámina de cobre y una base metálica. Esta estructura actúa como disipador de calor, alejando activamente el calor del LED.

Por qué el aluminio es la mejor opción para los LED de potencia:

• Alta conductividad térmica: Típicamente 1,0 W/m·K a 3,0 W/m·K (o superior), que es de 5 a 10 veces más eficiente que FR4.
• Estabilidad dimensional: El aluminio es más rígido y duradero, ideal para entornos hostiles.
• Ahorro de espacio: Debido a que la propia PCB disipa el calor, a menudo se puede reducir el tamaño de los disipadores de calor externos.

Para diseños que utilizan chips de alto voltaje (como CREE, Osram o Nichia), recomendamos encarecidamente utilizar PCB de aluminio (MCPCB) para módulos de iluminación LED. Estas placas están diseñadas específicamente para mantener las temperaturas de unión de sus LED dentro de límites seguros.

Resumen: La matriz de decisión

Para facilitar su decisión, compare las necesidades de su proyecto con esta tabla:

Conclusión

No existe material "malo", sólo aplicación incorrecta.

Si estás diseñando el circuito del controlador, Quédate con FR4. Permite un enrutamiento complejo y es rentable. Si está diseñando... Motor de luz LED en sí mismo, especialmente para LED de 1 W o más,Aluminio No es sólo una opción; es una necesidad de confiabilidad.

¿Aún no estás seguro acerca de la acumulación térmica? En BCPCBSZ, Nos especializamos en ambas tecnologías. Ya sea que necesite una placa FR4 multicapa compleja o una placa de aluminio de alta conductividad térmica, nuestros ingenieros pueden revisar sus archivos Gerber para garantizar su fabricación.

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