Introductie van warmteafvoertechnologie voor krachtige LED-verlichtingsproducten
Trends in toepassingen van LED-verlichting en problemen met warmteafvoer Door de voortdurende vooruitgang van Solid State Lighting-technologie is de lichtefficiëntie van LED's de afgelopen jaren verbeterd en kan deze geleidelijk traditionele lichtbronnen vervangen. Op dit moment is het lichtrendement de gloeilampen en halogeenlampen voorbijgestreefd en blijft het naar boven groeien.
En sommige bedrijven hebben LED-componenten ontwikkeld met een efficiëntie van meer dan 100 lm / W, waardoor LED-verlichtingstoepassingen steeds meer worden gebruikt, niet alleen in binnen- en buitenverlichting, achtergrondverlichtingsmodules voor mobiele telefoons en autorichtinglichten, enz., optimistischer Het wordt gebruikt in projectielampen met een hoog wattage en straatlantaarns en andere sterke verlichting, grote backlight-modules en koplampen voor auto's. Vanwege de voordelen van energiebesparing, milieubescherming en een lange levensduur, zal de trend van LED-lichtbronnen als de mainstream in de toekomst steeds duidelijker worden.
Om ervoor te zorgen dat LED's helderder licht uitstralen, is het nodig om een hoger vermogen in te voeren. De efficiëntie van de foto-elektrische conversie van high-power LED's is echter nog steeds beperkt. Over het algemeen wordt slechts ongeveer 15 ~ 25% van het ingangsvermogen licht en de rest wordt omgezet in warmte-energie. . Vanwege het kleine oppervlak van de LED-chip is de warmteontwikkeling per oppervlakte-eenheid (warmtedichtheid) van de high-power LED erg hoog, zelfs ernstiger dan de algemene IC-component, en de junctietemperatuur van de LED-chip is aanzienlijk verhoogd , wat gemakkelijk oververhittingsproblemen kan veroorzaken. . Een te hoge wafeljunctietemperatuur zal de lichtsterkte van LED verminderen, waarvan de verzwakking van rood licht het meest voor de hand liggend is. Het zal er ook voor zorgen dat de golflengteverschuiving van de LED de kleurweergave beïnvloedt, en zal ook leiden tot een aanzienlijke vermindering van de betrouwbaarheid van de LED. Daarom is de warmteafvoertechnologie het knelpunt geworden van de huidige ontwikkeling van LED-technologie.
Daarom is de uitdaging van het ontwerp van warmteafvoer groot. Het is noodzakelijk om groot belang te hechten aan het ontwerp van warmteafvoer vanaf het chipniveau, pakketniveau, PCB-niveau tot systeemmoduleniveau en om de beste oplossing voor warmtedissipatie te zoeken. Voor LED-verlichtingsproducten zijn de warmteafvoervereisten van andere niveaus duidelijker vanwege de grote warmteafvoerbeperkingen aan de systeemzijde.
Voor het probleem van LED-warmteoverdracht is de meest elementaire analysemethode het gebruik van het thermische weerstandsnetwerk voor analyse. Dat wil zeggen, een thermisch weerstandsnetwerk wordt geconstrueerd van het belangrijkste warmtedissipatiepad van de LED van de chipwarmtebron naar de omgevingstemperatuur, en vervolgens worden de kenmerken en groottes van elke thermische weerstandswaarde geanalyseerd. Maatregelen om de thermische weerstandswaarde te verlagen. Opgemerkt moet worden dat in de werkelijke analyse een gedetailleerder thermisch weerstandsnetwerk kan worden gevormd volgens de systeemstructuur, bijvoorbeeld rekening houdend met de thermische weerstand van interfacematerialen zoals Die Attach-materiaal en soldeer, of de thermische weerstandswaarde van de warmte dissipatie module structuur.
Vanwege de slechte thermische geleidbaarheid van het Sapphire-substraat van de LED-chip, zal de thermische weerstandswaarde te hoog zijn. Daarom moet de verbeteringsmethode de saffier vervangen door een materiaal met een hoge thermische geleidbaarheid zoals koper, of de flip-chipmethode gebruiken om het substraat van het warmteoverdrachtspad te verwijderen om de thermische weerstand te verminderen. waarde. Op dit moment maakt het ontwerp van de warmteafvoer met betere prestaties van de chip tot het pakketniveau, inclusief het ontwerp van het gemeenschappelijke legeringssubstraat en de flip-chipvorm, de warmteoverdracht van de chip naar het pakket gemakkelijker. Het is ook een haalbare richting om de wafelgrootte te vergroten om de warmteopwekkingsdichtheid te verminderen.
Het ontwerp van de warmteafvoer van high-power LED's is erg belangrijk, wat gerelateerd is aan de kwaliteit en levensduur van de LED's. Via het warmteweerstandsnetwerk kunt u snel de warmteafvoercapaciteit en -vereisten analyseren en tegenmaatregelen voor warmteafvoer vinden. Vanwege de hoge warmteopwekkingsdichtheid van krachtige LED's, is het noodzakelijk om het ontwerp voor warmteafvoer uit te voeren van chipniveau, pakketniveau, bordniveau tot systeemniveau om de thermische weerstand te verminderen. Krijg het beste verkoelende effect. Op dit moment zetten grote fabrikanten van LED-chips en verpakkingen in de wereld zich in voor het ontwikkelen van producten met een hogere lichtopbrengst. Door de kwantumefficiëntie van licht te verbeteren, wordt de foto-elektrische conversie-efficiëntie verbeterd om de warmteontwikkeling van de chip te verminderen.
Om de ontwikkeling en toepassing van LED-producten sneller te laten verlopen, moet de bijbehorende warmteafvoertechnologie nog gelijktijdig worden ontwikkeld. Vanwege de voortdurende verbetering van de vraag van de mens naar de kwaliteit van leven, net zoals de vraag naar warmteafvoer van IC-producten altijd heeft bestaan, zal het ontwerp voor warmteafvoer nog steeds een belangrijke positie innemen in het productontwerp van verschillende high-power LED's.
