Introducerea tehnologiei de disipare a căldurii pentru produsele de iluminat LED de mare putere
Tendințele de aplicare a iluminatului cu LED-uri și problemele de disipare a căldurii Datorită progresului continuu al tehnologiei de iluminare în stare solidă, eficiența luminoasă a LED-urilor s-a îmbunătățit în ultimii ani și poate înlocui treptat sursele tradiționale de lumină. În prezent, eficiența luminoasă a depășit lămpile cu incandescență și lămpile cu halogen și continuă să crească în sus.
Și unele companii au dezvoltat componente LED cu o eficiență care depășește 100lm/W, ceea ce face, de asemenea, aplicații de iluminat cu LED din ce în ce mai utilizate, nu numai că au fost folosite în iluminatul interior și exterior, modulele de iluminare din spate a telefoanelor mobile și luminile de direcție ale mașinii, etc., mai optimist Este folosit în lămpi de proiecție și lămpi stradale de mare putere și alte tipuri de iluminat puternic, module de iluminare de fundal de dimensiuni mari și faruri pentru automobile. Datorită avantajelor de economisire a energiei, protecție a mediului și durată lungă de viață, tendința sursei de lumină LED ca curent principal în viitor va deveni din ce în ce mai evidentă.
Pentru ca LED-urile să emită lumină mai strălucitoare, este necesar să introduceți o putere mai mare. Cu toate acestea, eficiența conversiei fotoelectrice a LED-urilor de mare putere este încă limitată. În general, doar aproximativ 15 ~ 25% din puterea de intrare devine ușoară, iar restul este convertit în energie termică. . Datorită suprafeței mici a cipului LED, generarea de căldură pe unitate de suprafață (densitatea de căldură) a LED-ului de mare putere este foarte mare, chiar mai gravă decât componenta generală IC, iar temperatura de joncțiune a cipului LED este mult crescută , care este ușor de cauzat probleme de supraîncălzire. . Temperatura excesivă a joncțiunii vaferelor va reduce luminozitatea luminoasă a LED-ului, dintre care atenuarea luminii roșii este cea mai evidentă. De asemenea, va face ca schimbarea lungimii de undă a LED-ului să afecteze redarea culorii și va cauza, de asemenea, o reducere semnificativă a fiabilității LED-ului. Prin urmare, tehnologia de disipare a căldurii a devenit blocajul dezvoltării actuale a tehnologiei LED.
Prin urmare, provocarea proiectării disipării căldurii este mare. Este necesar să se acorde o mare importanță proiectării disipării căldurii de la nivelul cipului, nivelul pachetului, nivelul PCB-ului până la nivelul modulului de sistem și să căutați cea mai bună soluție de disipare a căldurii. Pentru produsele de iluminat cu LED, cerințele de disipare a căldurii de la alte niveluri sunt mai evidente din cauza restricțiilor mari de disipare a căldurii din partea sistemului.
Pentru problema transferului de căldură cu LED-uri, cea mai de bază metodă de analiză este utilizarea rețelei de rezistență termică pentru analiză. Adică, o rețea de rezistență termică este construită din calea principală de disipare a căldurii a LED-ului de la sursa de căldură a cipului la temperatura ambiantă, iar apoi sunt analizate caracteristicile și mărimile fiecărei valori de rezistență termică. Contramăsuri pentru reducerea valorii rezistenței termice. Trebuie remarcat faptul că, în analiza efectivă, se poate forma o rețea de rezistență termică mai detaliată în funcție de structura sistemului, de exemplu, luând în considerare rezistența termică a materialelor de interfață, cum ar fi materialul Die Attach și Solder, sau valoarea rezistenței termice a căldurii. structura modulului de disipare.
Datorită conductivității termice slabe a substratului Sapphire al chipului LED, valoarea rezistenței termice va fi prea mare. Prin urmare, metoda de îmbunătățire trebuie să înlocuiască Sapphire cu un material cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi cuprul, sau să folosească metoda flip chip pentru a îndepărta substratul de pe calea de transfer de căldură pentru a reduce rezistența termică. valoare. În prezent, designul de disipare a căldurii cu performanțe mai bune de la cip la nivelul pachetului, inclusiv designul substratului comun de aliaj și forma de cip flip, face transferul de căldură de la cip la pachet mai ușor. Este, de asemenea, o direcție fezabilă de a crește dimensiunea plachetei pentru a reduce densitatea de generare a căldurii.
Designul de disipare a căldurii a LED-urilor de mare putere este foarte important, ceea ce are legătură cu calitatea și durata de viață a LED-urilor. Prin intermediul rețelei de rezistență termică, puteți analiza rapid capacitatea și cerințele de disipare a căldurii și puteți găsi contramăsuri pentru disiparea căldurii. Datorită densității mari de generare a căldurii a LED-urilor de mare putere, este necesar să se efectueze proiectarea disipării căldurii de la nivelul cipului, nivelul pachetului, nivelul plăcii la nivelul sistemului pentru a reduce rezistența termică. Obțineți cel mai bun efect de răcire. În prezent, marii producători de cipuri LED și ambalaje din lume se angajează să dezvolte produse cu o eficiență luminoasă mai mare. Prin îmbunătățirea eficienței cuantice a luminii, eficiența conversiei fotoelectrice este îmbunătățită pentru a reduce generarea de căldură a cipului.
Pentru a face dezvoltarea și aplicarea produselor LED mai rapide, tehnologia aferentă disipării căldurii trebuie încă dezvoltată simultan. Datorită îmbunătățirii continue a cererii umane'pentru calitatea vieții, așa cum cererea de disipare a căldurii a produselor IC a existat întotdeauna, proiectarea disipării căldurii va ocupa în continuare o poziție importantă în proiectarea produsului. diverse LED-uri de mare putere.
