Плоские матрицы

Плоские матрицы состоят из плоской токопроводящей поверхности с установленными на нее светодиодами.
Существуют несколько разновидностей ПСМ.

Данная матрица выполнена на печатной плате с установкой на нее единичных светодиодов.

Матрица проста в изготовлении и не требует специального оборудования. Установка светодиодов может производиться вручную с помощью паяльника. Светодиоды могут устанавливаться как в несколько рядов, так и в один ряд.

При установке светодиодов в один ряд матрицу можно назвать линейной. Указанный тип матриц широко применяется в светотехнических сигнальных устройствах для автомобилей, например в дополнительных сигналах торможения.

Охлаждение светодиодов происходит путем отвода тепла от светодиодного кристалла через выводы светодиодов на проводники платы. Ток через кристаллы не может превышать рекомендуемые значения, указанные для данного типа светодиодов.

Матрица представляет собой печатную плату, на проводники которой установлены светодиодные кристаллы. Кристаллы приклеивают к проводникам специальным клеем. Клей может быть токопроводящим или не проводящим электрический ток. Выбор клея зависит от типа кристалла.

Токопроводящие площадки сверху кристалла соединяются с проводниками печатной платы тонкими, в несколько микрон, золотыми проволоками с помощью ультразвуковой сварки. Данный процесс носит название «Разварка кристалла» и выполняется с помощью специального разварочного оборудования полуавтоматически или вручную.

Кристалл накрывается линзовой крышкой из поликарбоната с помощью которой формируется нужная диаграмма направленности излучения. Для улучшения отвода тепла от кристалла рядом с ним делается два или несколько металлизированных отверстий, которые обеспечивают передачу тепла на другую металлизированную сторону платы. Для предотвращения отражений света на границе раздела двух сред кристалл-воздух и воздух-материал линзовой крышки в промежуток между крышкой и кристаллом закачивается силиконовый гель. Гель закачивается дозатором через металлизированные отверстия. Кроме того, гель обеспечивает демпфирование «разваренного» кристалла при изменении его размеров при нагреве и охлаждении.

Благодаря хорошему отводу тепла от кристалла ток через него может быть увеличен в два раза по сравнению с током для единичного светодиода. Светоотдача также увеличивается примерно в два раза.

Компания Lumileds разработала светодиоды SnapLED на базе InGaAlP-чипа. Светодиод имеет массивные плоские выводы, с помощью которых обеспечивается эффективный отвод тепла от светоизлучающего кристалла (чипа). Конструкция светодиода показана на рисунке.

Монтаж SnapLED светодиодов производится на металлические пластины при помощи заклепок

или штамповки

На печатной плате, установленной под ПСМ, смонтирован электронный модуль управления.

Хороший отвод тепла позволяет пропускать через светоизлучающий кристалл SnapLED диода токи, превышающие в 2..3 раза ток светодиода, выполненного по стандартной технологии. Таким образом, от обычного кристалла (чипа) можно получить в 2…3 раза больший световой поток.

Металлические пластины матрицы фиксируются на жестком диэлектрическом основании для устранения вибрации при эксплуатации.