Circuit imprimé FR4 ou aluminium : quel est le meilleur choix pour l’éclairage LED haute puissance ?
La chaleur est le principal ennemi des performances des LED. En tant que concepteur de produits LED, vous savez que la maîtrise de la température de jonction est essentielle à leur longévité et à leur luminosité. Lors de la conception du circuit imprimé (PCB) d'un nouveau produit d'éclairage, la décision la plus cruciale intervient souvent avant même le tracé de la première piste : Choisir le matériau du substrat.
Faut-il s'en tenir à la norme industrielle économique (FR4), ou est-il temps de passer à une solution de gestion thermique performante comme l'aluminium (noyau métallique) ?
Dans ce guide, nous détaillons les différences pour vous aider à fabriquer le produit le plus fiable.
1. Circuits imprimés FR4 : l"" isolant » économique"
Le FR4 (Flame Retardant 4) est un matériau essentiel dans l'industrie électronique. Il est composé de tissu de fibre de verre tissé avec un liant de résine époxy.
Quand utiliser FR4 : Le FR4 est un excellent isolant électrique, mais aussi un isolant thermique. Sa conductivité thermique est généralement faible (environ 0,25 à 0,3 W/m·KCela signifie que la chaleur a tendance à rester piégée près du composant.
Cependant, le FR4 reste un choix valable pour :
- Pilotes et contrôleurs de LED : La logique de commande génère généralement moins de chaleur que les puces LED elles-mêmes.
- Voyants indicateurs de faible consommation : Les simples LED d'état ne nécessitent pas de refroidissement agressif.
- Projets sensibles aux coûts : Si la conception permet de larges zones de cuivre et des vias thermiques, le FR4 peut parfois suffire pour les applications de moyenne puissance.
Si votre projet concerne des circuits de commande généraux ou des applications à basse température, consultez notre Circuit imprimé FR4 vert pour l'électronique. Ces cartes offrent une polyvalence et des capacités de routage multicouches complexes que les cartes métalliques ne peuvent souvent pas égaler.
2. Aluminium (MCPCB) : Le spécialiste haute puissance
Lorsque nous pénétrons sur le territoire de Éclairage LED haute puissance (Comme les lampadaires, les phares automobiles ou les lampes horticoles), les composants FR4 tombent souvent en panne. La chaleur ne peut tout simplement pas s'évacuer assez rapidement, ce qui entraîne une baisse de la luminosité et la défaillance de la puce.
C'est ici que Circuits imprimés à noyau métallique (MCPCB) briller.
Un circuit imprimé en aluminium comporte une fine couche de matériau diélectrique thermoconducteur prise en sandwich entre une feuille de cuivre et une base métallique. Cette structure agit comme un dissipateur thermique, évacuant activement la chaleur de la LED.
Pourquoi l'aluminium est le meilleur choix pour les LED de puissance :
- Conductivité thermique élevée : Typiquement 1,0 W/m·K à 3,0 W/m·K (ou supérieur), ce qui est 5 à 10 fois plus efficace que le FR4.
- Stabilité dimensionnelle : L'aluminium est plus rigide et durable, idéal pour les environnements difficiles.
- Gain de place : Comme le circuit imprimé lui-même dissipe la chaleur, on peut souvent réduire la taille des dissipateurs thermiques externes.
Pour les conceptions utilisant des puces haute puissance (comme CREE, Osram ou Nichia), nous recommandons fortement d'utiliser Circuit imprimé en aluminium (MCPCB) pour modules d'éclairage LED. Ces cartes sont spécialement conçues pour maintenir la température des jonctions de vos LED dans des limites de sécurité.
Résumé : La matrice de décision
Pour faciliter votre décision, comparez les besoins de votre projet avec ce tableau :
| Fonctionnalité | Circuit imprimé FR4 | Circuit imprimé en aluminium (MCPCB) |
|---|---|---|
| Matériaux primaires | Fibre de verre et époxy | Alliage d'aluminium et diélectrique |
| Conductivité thermique | Faible (~0,3 W/m·K) | Élevée (1,0 - 3,0+ W/m·K) |
| Idéal pour | Logique, pilotes, multiprises basse consommation | Spots encastrés haute puissance, projecteurs |
| Coût | Inférieur | Modéré |
| Notre solution | Voir FR4 PCB Produits | Voir l'aluminium PCB Produits |
Conclusion
Il n'y a pas de " mauvais " matériau, seulement une mauvaise application.
Si vous concevez le circuit de commande, restez avec FR4. Il permet un routage complexe et est économique. Si vous concevez le moteur d'éclairage LED elle-même, en particulier pour les LED de plus de 1 W,Aluminium Ce n'est pas simplement une option ; c'est une nécessité pour la fiabilité.
Vous n'êtes toujours pas sûr de la dissipation thermique ? Au BCPCBSZ, Nous sommes spécialisés dans ces deux technologies. Que vous ayez besoin d'une carte FR4 multicouche complexe ou d'une carte en aluminium à haute conductivité thermique, nos ingénieurs peuvent analyser vos fichiers Gerber pour en garantir la faisabilité.
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