Εισαγωγή τεχνολογίας απαγωγής θερμότητας για προϊόντα φωτισμού LED υψηλής ισχύος
Τάσεις εφαρμογής φωτισμού LED και προβλήματα απαγωγής θερμότητας Λόγω της συνεχούς προόδου της τεχνολογίας Solid State Lighting, η φωτεινή απόδοση των LED έχει βελτιωθεί τα τελευταία χρόνια και μπορεί σταδιακά να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές πηγές φωτός. Προς το παρόν, η φωτεινή απόδοση έχει ξεπεράσει τους λαμπτήρες πυρακτώσεως και τους λαμπτήρες αλογόνου και συνεχίζει να αυξάνεται προς τα πάνω.
Και ορισμένες εταιρείες έχουν αναπτύξει εξαρτήματα LED με απόδοση που υπερβαίνει τα 100 lm/W, γεγονός που καθιστά επίσης τις εφαρμογές φωτισμού LED όλο και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες, όχι μόνο έχουν χρησιμοποιηθεί σε εσωτερικούς και εξωτερικούς φωτισμούς, μονάδες οπίσθιου φωτισμού κινητών τηλεφώνων και φώτα κατεύθυνσης αυτοκινήτου κ.λπ. πιο αισιόδοξο Χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες προβολής υψηλής ισχύος και λαμπτήρες δρόμου και άλλους ισχυρούς φωτισμούς, μονάδες οπίσθιου φωτισμού μεγάλου μεγέθους και προβολείς αυτοκινήτων. Λόγω των πλεονεκτημάτων της εξοικονόμησης ενέργειας, της προστασίας του περιβάλλοντος και της μεγάλης διάρκειας ζωής, η τάση της πηγής φωτός LED ως κύριας ροής στο μέλλον θα γίνεται όλο και πιο εμφανής.
Προκειμένου τα LED να εκπέμπουν πιο έντονο φως, είναι απαραίτητο να εισαγάγετε μεγαλύτερη ισχύ. Ωστόσο, η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής των LED υψηλής ισχύος εξακολουθεί να είναι περιορισμένη. Γενικά, μόνο περίπου το 15~25% της ισχύος εισόδου γίνεται ελαφρύ και το υπόλοιπο μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. . Λόγω της μικρής περιοχής του τσιπ LED, η παραγωγή θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας (πυκνότητα θερμότητας) του LED υψηλής ισχύος είναι πολύ υψηλή, ακόμη πιο σοβαρή από το γενικό εξάρτημα IC και η θερμοκρασία σύνδεσης του τσιπ LED αυξάνεται σημαντικά , το οποίο είναι εύκολο να προκαλέσει προβλήματα υπερθέρμανσης. . Η υπερβολική θερμοκρασία σύνδεσης γκοφρέτας θα μειώσει τη φωτεινή φωτεινότητα του LED, μεταξύ των οποίων η εξασθένηση του κόκκινου φωτός είναι η πιο προφανής. Θα προκαλέσει επίσης τη μετατόπιση του μήκους κύματος του LED να επηρεάσει την απόδοση χρώματος και θα προκαλέσει επίσης σημαντική μείωση στην αξιοπιστία του LED. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία απαγωγής θερμότητας έχει γίνει το σημείο συμφόρησης της τρέχουσας ανάπτυξης τεχνολογίας LED.
Επομένως, η πρόκληση του σχεδιασμού απαγωγής θερμότητας είναι μεγάλη. Είναι απαραίτητο να δοθεί μεγάλη σημασία στο σχεδιασμό απαγωγής θερμότητας από το επίπεδο του τσιπ, το επίπεδο συσκευασίας, το επίπεδο PCB στο επίπεδο της μονάδας συστήματος και να αναζητηθεί η καλύτερη λύση απαγωγής θερμότητας. Για προϊόντα φωτισμού LED, οι απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας άλλων επιπέδων είναι πιο εμφανείς λόγω των μεγάλων περιορισμών απαγωγής θερμότητας από την πλευρά του συστήματος.
Για το πρόβλημα μεταφοράς θερμότητας LED, η πιο βασική μέθοδος ανάλυσης είναι η χρήση του δικτύου θερμικής αντίστασης για ανάλυση. Δηλαδή, κατασκευάζεται ένα δίκτυο θερμικής αντίστασης από την κύρια διαδρομή απαγωγής θερμότητας του LED από την πηγή θερμότητας του τσιπ έως τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και στη συνέχεια αναλύονται τα χαρακτηριστικά και τα μεγέθη κάθε τιμής θερμικής αντίστασης. Αντίμετρα για τη μείωση της τιμής της θερμικής αντίστασης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στην πραγματική ανάλυση, ένα πιο λεπτομερές δίκτυο θερμικής αντίστασης μπορεί να διαμορφωθεί σύμφωνα με τη δομή του συστήματος, για παράδειγμα, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμική αντίσταση των υλικών διεπαφής όπως το Die Attach Material and Solder, ή την τιμή θερμικής αντίστασης της θερμότητας δομή της μονάδας διάχυσης.
Λόγω της κακής θερμικής αγωγιμότητας του υποστρώματος Sapphire του τσιπ LED, η τιμή θερμικής αντίστασης θα είναι πολύ υψηλή. Επομένως, η μέθοδος βελτίωσης πρέπει να αντικαταστήσει το Sapphire με ένα υλικό με υψηλή θερμική αγωγιμότητα όπως ο χαλκός ή να χρησιμοποιήσει τη μέθοδο flip chip για να αφαιρέσει το υπόστρωμα από τη διαδρομή μεταφοράς θερμότητας για να μειώσει τη θερμική αντίσταση. αξία. Προς το παρόν, ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας με καλύτερη απόδοση από το τσιπ στο επίπεδο της συσκευασίας, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού του κοινού υποστρώματος κράματος και της μορφής του τσιπ flip, κάνει τη μεταφορά θερμότητας από το τσιπ στη συσκευασία πιο εύκολη. Είναι επίσης μια εφικτή κατεύθυνση να αυξηθεί το μέγεθος της γκοφρέτας για να μειωθεί η πυκνότητα παραγωγής θερμότητας.
Ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας των LED υψηλής ισχύος είναι πολύ σημαντικός, ο οποίος σχετίζεται με την ποιότητα και τη διάρκεια ζωής των LED. Μέσω του δικτύου θερμικής αντίστασης, μπορείτε να αναλύσετε γρήγορα την ικανότητα και τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας και να βρείτε αντίμετρα απαγωγής θερμότητας. Λόγω της υψηλής πυκνότητας παραγωγής θερμότητας των LED υψηλής ισχύος, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας από το επίπεδο τσιπ, το επίπεδο συσκευασίας, το επίπεδο πλακέτας στο επίπεδο συστήματος για τη μείωση της θερμικής αντίστασης. Αποκτήστε το καλύτερο αποτέλεσμα ψύξης. Επί του παρόντος, μεγάλοι κατασκευαστές τσιπ LED και συσκευασίες στον κόσμο έχουν δεσμευτεί να αναπτύσσουν προϊόντα με υψηλότερη φωτεινή απόδοση. Με τη βελτίωση της κβαντικής απόδοσης του φωτός, η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής βελτιώνεται για να μειωθεί η παραγωγή θερμότητας του τσιπ.
Προκειμένου να γίνει ταχύτερη η ανάπτυξη και η εφαρμογή προϊόντων LED, η σχετική τεχνολογία απαγωγής θερμότητας πρέπει να αναπτυχθεί ταυτόχρονα. Λόγω της συνεχούς βελτίωσης της ζήτησης της ανθρώπινης' για ποιότητα ζωής, όπως πάντα υπήρχε η ζήτηση για απαγωγή θερμότητας προϊόντων IC, ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας θα εξακολουθεί να κατέχει σημαντική θέση στο σχεδιασμό προϊόντων διάφορα LED υψηλής ισχύος.
