フレキシブル LED ストリップの種類を見て比較する場合、おそらく色温度、LED 数、購入に適した電源のペアリングに注目するでしょう。 しかし、LED が何に取り付けられているか、それらがどのように接続されているかを考えたことはありますか? 今日は、LED ストリップ基板について詳しく見ていき、見落とされがちな仕様と材料の品質が LED ストリップの性能にどのように影響するかを見ていきます。
LEDストリップ基板の役割は？
LEDストリップ基板は、その上にLEDチップが実装されている回路基板です。 基板は、LED ストリップの物理的、構造的な基盤を提供するだけでなく、その回路を介して電力を供給し、熱放散のための重要な経路も提供します。
フレキシブルLEDストリップ基板の構造と材料
LED ストリップの最も一般的な形式は、16 フィートのリールで販売されているフレキシブル基板タイプです。 使用される基板の種類は、一般にフレキシブル プリント回路技術 (FPC) として知られています。 柔軟な電子機器はかなり前から存在しており、きつい表面や曲面のある電子機器で非常に役立ちます。
\フレキシブル LED ストリップは、この既存の技術を活用し、基盤となる基板の同じ機能を利用します。 ほとんどの場合、選択した材料としてポリイミド (PI とも呼ばれます) を使用します。
ポリイミドは柔軟性がありながら耐久性、耐熱性に優れています。 したがって、ポリイミド材料は、LED ストリップに柔軟性と構造的完全性の両方を提供する上で重要です。
ベース回路として機能する銅の層から始まり、1 つのコア層と Kapton などのポリイミド ポリマーの 2 つの外側層が、特殊な柔軟な接着剤を使用して両面に適用されます。 この外側のポリイミド層は、一般に「カバーレイ」として知られており、さまざまな色にすることができます。 通常、反射率を最大化するために白が選択されます。
ポリイミドの 3 層は、銅層に保護と構造的完全性を提供します。 ただし、LED やその他のコンポーネントが電気的に接触できるように、銅が露出したままにしておく必要がある小さな領域があります。
最後に、LED ストリップの裏側に両面テープを貼ります。 最も一般的には、3M 200MP がこの目的に使用される両面接着剤です。
透明なカバーレイと 3M 接着剤が見える LED ストリップ:
白いカバーレイ付き LED ストリップ:
銅の重さが重要
電子回路の重要な側面の 1 つは、銅の選択です。 電子回路に使用される銅の品質と純度は、大部分が標準化されていますが、その厚さは大幅に異なる場合があります。 厚さの尺度ですが、オンス (oz) は通常、銅層の厚さを表すために使用されます (技術的な定義は、オンスでの銅の量に基づいており、1 平方フィートを超える特定の厚さを達成するために必要です)。
LED ストリップ ライトを選択するときは、銅の厚さに注意する必要があります。 特に高出力の LED ストリップの場合、少なくとも 2.0 オンス、理想的には 3.0 オンス以上をお勧めします。 他のすべてが等しい場合、次の理由から厚い銅の方が優れています。
1) より厚い銅は、より多くの電気が LED ストリップの回路を流れることを意味します。 銅が不十分な場合、電気抵抗が高くなり、熱が蓄積する可能性があり、最終的には電圧が低下し、LED の早期故障にさえつながります。
2) 厚い銅はより速い熱放散を意味します。 LED によって生成された熱が周囲環境にすばやく伝達されるほど、LED の性能と寿命が向上します。 銅は優れた熱伝導体であるため、層を厚くすると、LED からの熱の移動が大幅に促進されます。
フレキシブル LED ストリップは放熱性が悪い
フレキシブル LED ストリップ基板の重大な欠点は、熱性能が比較的低いことです。 熱伝導率を見ると、Kapton (ポリイミド) は 0.12 W/m-K、3M 接着剤は 0.18 W/m-K です。
比較すると、アルミニウムと銅の熱伝導率は 205 と 385 W/m-K で、メタルコア PCB の誘電体層は 2.0 W/m-K に達することがあります。 サーマル ビアを使用して最適に設計されている場合、2 層 FR-4 PCB の熱伝導率は基本的に無視できます。これは、熱が裏面の銅に直接伝達されるためです。
できることはあまりありませんが、ほとんどの LED ストリップ製品は過熱しないように設計されています。 欠点は、単純に、熱を十分に素早く逃がすことができないため、LED ストリップの性能が制限される可能性があることです。 これは、ラジエーターの効果が限られているために最大限の能力を発揮できないフェラーリ エンジンと考えることができます。
熱の問題を克服する最善の方法は、FR-4 または MCPCB 設計への切り替えを検討することです。 残念ながら、これには柔軟性機能を放棄する必要がありますが、熱性能は大幅に向上します。
また、回路抵抗の形で熱が上昇するため、大量の電気を消費している可能性があるため、銅配線の厚さを確認してください。 銅の仕様を改善できない場合は、1 つの LED ストリップに接続する LED の数を減らす必要があるかもしれません。
あるいは、単純に 1 フィートあたりの明るさを求めることもできます。この場合、押し出しまたは入り江に十分なスペースがある場合は、LED ストリップの数を 2 倍にするだけで (たとえば、2 列を並列に実行)、多くの場合、2 倍の明るさを実現できます。 あなたが探している効果。
