發光二極體（LED）
1 分鐘
發光二極體（LED）已成為現代電子產品的基石，從家用照明到複雜的工業系統皆可見其身影。將 LED 整合進印刷電路板（PCB）對各種應用至關重要，可提供高效、多功能且可靠的照明解決方案。本文探討 LED 的基本原理、歷史、類型、應用，以及在設計含 LED 的 PCB 時的關鍵考量。
什麼是 LED？
LED 是一種半導體元件，當電流通過時會發光。與傳統白熾燈泡不同，LED 無需加熱燈絲來產生光，而是利用電致發光：電子與電洞在元件內部復合，以光子形式釋放能量。這種方式讓 LED 更高效且發熱更少。
LED 的歷史
電致發光的概念最早由 Marconi Labs 的 H.J. Round 於 1907 年發現。然而，直到 1962 年，Nick Holonyak Jr. 在通用電氣工作時才開發出第一顆實用的可見光 LED。初期 LED 僅有紅色，經過數十年進展，已擴展至綠、藍、白光 LED，為廣泛應用鋪路。
LED 的類型
1. 標準 LED：
常見於指示燈與顯示器，提供多種顏色與尺寸。
2. 高亮度 LED：
用於需要更強光的應用，如手電筒與車用照明。
3. RGB LED：
透過紅、綠、藍光混合產生多種顏色，用於裝飾照明與顯示器。
4. SMD LED（表面貼裝元件）：
體積小巧，直接貼裝於 PCB 表面，設計與應用更靈活。
5. 紅外線 LED：
主要用於遙控器與通訊設備，發出紅外光。
6. 紫外線 LED：
發出紫外光，應用於殺菌與防偽檢測等領域。
最常見的應用領域
憑藉高效、長壽與多功能，LED 已深入各領域，常見應用包括：
●照明： 家用、商業與工業照明解決方案。
●顯示器： 電視、電腦螢幕與數位看板。
●汽車： 頭燈、煞車燈與車內照明。
●消費性電子： 指示燈、螢幕背光與相機閃光燈。
●醫療設備： 手術照明與診斷儀器。
●通訊： 遙控器與資料傳輸設備中的紅外線 LED。
在 PCB 上設計 LED
設計含 LED 的 PCB 需仔細考量多項因素，以確保 LED 的最佳性能與壽命。重點如下：
1. 熱管理：
LED 會產生熱量，需透過散熱片、導熱孔與足夠的氣流來散熱，避免損壞。
2. 電源供應：
LED 需要穩定且合適的電源。設計限流電阻或使用恆流驅動器，可維持正確的工作條件。
3. 擺放與方向：
LED 在 PCB 上的位置會影響性能與整體設計。正確擺放可確保光線均勻分布並減少陰影。
4. 焊接技術：
可靠的焊點對電氣連接與導熱至關重要。SMD LED 需要精準的焊接，避免損壞元件。
5. 電路設計：
採用適當的驅動電路（串聯或並聯）會影響 LED 的整體效率與性能。
6. 光學考量：
設計時需考慮 LED 的光學特性，如光束角與強度，以符合應用需求。
更多 LED 知識
效率與壽命：
LED 效率極高，能將大量電能轉換為光，壽命遠超傳統照明，通常超過50,000 小時。
環境影響：
LED 環保無汞，功耗低，可減少碳排放。
技術進展：
OLED 與 MicroLED 的發展持續突破 LED 技術極限，帶來更柔軟、更薄、更高解析度的顯示器。
未來趨勢：
LED 未來展望光明，智慧照明、物聯網整合及更高效多樣的 LED 材料將持續演進。
結論
LED 徹底改變了照明與電子產業，提供無與倫比的效率、壽命與多功能性。將 LED 整合至PCB 設計時，需仔細考量熱管理、電源、擺放與焊接技術，才能發揮其最大潛力。隨著技術持續進步，LED 必將在未來電子設計與應用中扮演關鍵角色。
持續學習
PCB 基礎 2：設計準則
歡迎來到我們 PCB 基礎系列第二篇文章。本文將深入探討實現最佳 PCB 設計性能與功能的關鍵設計準則。不論您是電子愛好者、業餘玩家、工程師、學生或業界專業人士，掌握這些準則都能讓您打造出高品質的 PCB 設計。 讓我們與 JLCPCB 一起深入細節！ 元件擺放： 有效的元件擺放對於 PCB 的最佳性能至關重要，它影響訊號完整性、熱管理與可製造性。 討論元件擺放時，請考量與熱源、訊號路徑及連接器的距離等關鍵因素。 強調類比與數位元件分離的重要性，以降低干擾；並指出將高速元件靠近訊號源擺放，可減少訊號衰減。 為降低訊號衰減，應縮短高速元件與訊號源之間的走線長度；較短的走線可減輕寄生元件造成的訊號損失、反射與失真。 將高速元件靠近訊號源擺放，可控制阻抗並降低串擾與雜訊耦合，從而提升訊號品質並降低訊號損壞的風險。 走線佈線： 正確的走線佈線對訊號完整性、EMI/EMC 合規性及阻抗控制至關重要。 為保持訊號完整性，必須透過正確的走線佈線技術將訊號反射降至最低。訊號反射會在傳輸線阻抗突然變化時發生，導致訊號部分反射，進而造成訊號劣化與時序錯誤。若要減少反射，應使用受控阻抗走線，使傳輸線阻抗與源端及負載匹配......
理解阻抗及其在 PCB 設計中的角色
阻抗是電機工程與電路設計中的基本概念。今天我們將概述阻抗，說明阻抗公式，介紹阻抗計算器等工具，並解釋阻抗如何影響 PCB 設計中的焊劑與元件選擇等因素。 什麼是阻抗？ 阻抗（Z）代表交流電路中對電流流動的總阻礙，由電阻（R）與電抗（X）組成。電阻直接阻礙電流，電抗則儲存與釋放能量，兩者共同於交流系統中阻礙電流。 阻抗公式為： Z = R + jX 其中： R 為電阻分量 X 為電抗分量 j 為虛數單位 電阻為固定值，電抗則隨電容與電感的頻率而變，因此交流電路中的阻抗與頻率相關。阻抗計算器可根據給定頻率下的 R 與 X 值計算阻抗。 阻抗公式顯示阻抗具有大小與相位兩部分。大小（|Z|）計算如下： |Z| = √(R² + X²) 相位角（θ）為： θ = arctan(X/R) 此電壓與電流間的相位關係在交流供電系統中十分重要，變壓器與馬達等元件需正確的相位角，相位亦會影響功率因數，因此大小與相位皆為阻抗的關鍵考量。 集膚效應 在高頻下，交流電傾向於主要沿導體外表面流動，這一現象稱為集膚效應，使電子宛如在表面附近起舞，導致有效電阻增加，因電流被限制在靠近表面的較小截面積內。 集膚效應源於導線電感產生......
關於 PCB 絲網印刷你應該知道的事
印刷電路板（PCB）表面的印刷文字、符號、標記與圖像層，稱為 PCB 絲印。作為 PCB 製程的一環，它將特定油墨或類似油墨的物質印刷在 PCB 表面，以提供元件位置、組裝指示與識別資訊。 在接下來的章節中，我們將更詳細說明絲印於 PCB 的優點，同時介紹三種製作絲印的方法及其各自的優缺點。 PCB 絲印印在電路層與防焊層之上，亦稱為元件面或頂面。特別的是，我們可在絲印層加入各種資訊，包括警告標誌、組裝指示、企業或品牌標誌、元件名稱、標記等。 完成防焊層與電路層後，我們在生產流程的後段進行 PCB 絲網印刷。利用細網版或模板將絲印油墨塗佈於 PCB 表面，以產生標記與資訊。為了在 PCB 背景上提供良好可視性，通常使用黑白等對比色作為絲印油墨。 · 採用絲印 PCB 列印的優點 人們選擇在 PCB 上進行絲印印刷主要有 7 個原因： 1. 元件識別 2. 組裝指引 3. 電路理解 4. 品牌與標誌擺放 5. 美觀 6. 合規與認證 7. 文件與參考 以元件識別為例，絲印透過印刷提供視覺指引，讓人快速辨認JLCPCB 元件。在實際應用中，它能作為不同元件的標誌、名稱或標籤。組裝、測試或維修時，這些識......
選擇最佳 PCB 色彩——提升美觀與功能性
您想設計一款兼具卓越性能與美觀外觀的電子裝置嗎？PCB 防焊層的顏色在實現美學與功能性方面扮演著重要角色。您選擇的 PCB 防焊層顏色能展現電子裝置的獨特風格。不論是鮮豔的紅色、時尚的黑色，還是經典的綠色，顏色都能為設計定調。它能吸引目光、營造良好的第一印象，並提升整體產品體驗。選擇防焊層顏色時，務必考量目標客群、品牌形象與產品設計美學等因素，以打造視覺上吸引人的裝置。 由 JLCPCB 製造的 PCB PCB 顏色種類 常見顏色包括綠色、藍色、紅色、黑色、白色、紫色與黃色。 綠色 PCB 綠色是電路板最常見的顏色，尤其在傳統 FR-4 玻璃纖維板上。綠色 PCB 具備優異的可視性與對比度，讓人眼更容易辨識電路路徑與元件。它們通常具有良好的耐熱與耐濕性，且生產成本相對較低。 藍色 PCB 在特定工業與通訊領域較為常見。藍色具有良好的對比度，便於辨識元件與線路。 缺點： 1. 由於藍色 PCB 的產量不如綠色 PCB 高，小批量生產時價格可能略高。 2. 雖然藍色提供良好對比度，但在較暗環境中檢查焊點可能不如綠色 PCB 容易。 黃色 PCB 黃色 PCB 通常具備優異的散熱性能，有助於熱量逸散。這......
發光二極體（LED）
發光二極體（LED）已成為現代電子產品的基石，從家用照明到複雜的工業系統皆可見其身影。將 LED 整合進印刷電路板（PCB）對各種應用至關重要，可提供高效、多功能且可靠的照明解決方案。本文探討 LED 的基本原理、歷史、類型、應用，以及在設計含 LED 的 PCB 時的關鍵考量。 什麼是 LED？ LED 是一種半導體元件，當電流通過時會發光。與傳統白熾燈泡不同，LED 無需加熱燈絲來產生光，而是利用電致發光：電子與電洞在元件內部復合，以光子形式釋放能量。這種方式讓 LED 更高效且發熱更少。 LED 的歷史 電致發光的概念最早由 Marconi Labs 的 H.J. Round 於 1907 年發現。然而，直到 1962 年，Nick Holonyak Jr. 在通用電氣工作時才開發出第一顆實用的可見光 LED。初期 LED 僅有紅色，經過數十年進展，已擴展至綠、藍、白光 LED，為廣泛應用鋪路。 LED 的類型 1. 標準 LED： 常見於指示燈與顯示器，提供多種顏色與尺寸。 2. 高亮度 LED： 用於需要更強光的應用，如手電筒與車用照明。 3. RGB LED： 透過紅、綠、藍光混合產生......
在 PCB 設計中使用 ISP 燒錄埠的重要性
在 PCB 設計領域，優化空間與降低成本始終是首要任務。將 In-System Programming（ISP）連接埠直接整合到 PCB 上，是達成這些目標的有效方法之一。ISP 連接埠可在無須常駐燒錄元件的情況下，直接對板上的微控制器或其他可程式化裝置進行燒錄。本文將說明在 PCB 設計中使用 ISP 燒錄連接埠的重要性，並探討其如何節省成本與縮小板面積。 什麼是 ISP 燒錄連接埠？ ISP（In-System Programming）連接埠是一組位於 PCB 上的引腳，可直接在板上對微控制器及其他可程式化裝置進行燒錄。這種方式無須在初次燒錄後仍將專用燒錄硬體留在 PCB 上。ISP 連接埠通常採用標準引腳排列，可與多種燒錄工具相容。 ISP 燒錄連接埠範例 使用 ISP 燒錄連接埠的優點 1. 節省成本：透過 ISP 連接埠，可省去專用燒錄連接器及相關元件，降低整體 BOM（物料清單）成本。 2. 縮小板面積：移除常駐燒錄元件後，可釋放寶貴的 PCB 空間，實現更緊湊的設計。 3. 彈性高：ISP 連接埠提供彈性的燒錄與除錯方案，便於在開發過程中更新韌體或進行修改。 4. 簡化設計：導入 I......