隨著全球環(huán)保的意識抬頭相互配合,節(jié)能省電已成為當今的趨勢真諦所在。LED產(chǎn)業(yè)是近年來最受矚目的產(chǎn)業(yè)之一指導。發(fā)展至今,LED產(chǎn)品已具有節(jié)能充分、省電規則製定、高效率、反應時間快優化服務策略、壽命周期長關規定、且不含汞發展基礎,具有環(huán)保效益;等優(yōu)點。然而通常LED高功率產(chǎn)品輸入功率約為20%能轉(zhuǎn)換成光建強保護,剩下80%的電能均轉(zhuǎn)換為熱能同期。
一般而言,LED發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能若無法導出使命責任,將會使LED結(jié)面溫度過高效果,進而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率合規意識、穩(wěn)定性密度增加,而LED結(jié)面溫度、發(fā)光效率及壽命之間的關系創新內容,以下將利用關系圖作進一步說明機遇與挑戰。
1、LED散熱途徑
依據(jù)不同的封裝技術善於監督,其散熱方法亦有所不同集成技術,而LED各種散熱途徑方法約略可以下示意之:
散熱途徑說明:
(1).從空氣中散熱
(2).熱能直接由Systemcircuitboard導出
(3).經(jīng)由金線將熱能導出
(4).若為共晶及Flipchip制程,熱能將經(jīng)由通孔至系統(tǒng)電路板而導出
一般而言更合理,LED晶粒(Die)以打金線適應能力、共晶或覆晶方式連結(jié)于其基板上(SubstrateofLEDDie)而形成一LED晶片(chip),而后再將LED晶片固定于系統(tǒng)的電路板上(Systemcircuitboard)各方面。因此防控,LED可能的散熱途徑為直接從空氣中散熱,或經(jīng)由LED晶吝m應性;逯料到y(tǒng)電路板再到大氣環(huán)境堅實基礎。而散熱由系統(tǒng)電路板至大氣環(huán)境的速率取決于整個發(fā)光燈具或系統(tǒng)之設計。
然而重要的作用,現(xiàn)階段的整個系統(tǒng)之散熱瓶頸貢獻,多數(shù)發(fā)生在將熱量從LED晶粒傳導至其基板再到系統(tǒng)電路板為主規模最大。此部分的可能散熱途徑:其一為直接藉由晶练€中求進;迳嶂料到y(tǒng)電路板,在此散熱途徑里最深厚的底氣,其LED晶羺f同控製;宀牧系臒嵘⒛芰礊橄喈斨匾膮?shù)。另一方面品質,LED所產(chǎn)生的熱亦會經(jīng)由電極金屬導線而至系統(tǒng)電路板利用好,一般而言,利用金線方式做電極接合下解決問題,散熱受金屬線本身較細長之幾何形狀而受限;因此系列,近來即有共晶(Eutectic)或覆晶(Flipchip)接合方式作用,此設計大幅減少導線長度,并大幅增加導線截面積慢體驗,如此一來著力增加,藉由LED電極導線至系統(tǒng)電路板之散熱效率將有效提升。
經(jīng)由以上散熱途徑解釋科技實力,可得知散熱基板材料的選擇與其LED晶粒的封裝方式于LED熱散管理上占了極重要的一環(huán)處理,后段將針對LED散熱基板做概略說明。
2在此基礎上、LED散熱基板
LED散熱基板主要是利用其散熱基板材料本身具有較佳的熱傳導性助力各行,將熱源從LED晶粒導出。因此自主研發,我們從LED散熱途徑敘述中確定性,可將LED散熱基板細分兩大類別,分別為LED晶疗仿?;迮c系統(tǒng)電路板相貫通,此兩種不同的散熱基板分別乘載著LED晶粒與LED晶片將LED晶粒發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能,經(jīng)由LED晶粒散熱基板至系統(tǒng)電路板積極影響,而后由大氣環(huán)境吸收自動化方案,以達到熱散之效果。
2.1系統(tǒng)電路板
系統(tǒng)電路板主要是作為LED散熱系統(tǒng)中越來越重要,最后將熱能導至散熱鰭片線上線下、外殼或大氣中的材料。
近年來印刷電路板(PCB)的生產(chǎn)技術已非常純熟近年來,早期LED產(chǎn)品的系統(tǒng)電路板多以PCB為主講道理,但隨著高功率LED的需求增加,PCB之材料散熱能力有限技術先進,使其無法應用于其高功率產(chǎn)品更多的合作機會,為了改善高功率LED散熱問題,近期已發(fā)展出高熱導系數(shù)鋁基板(MCPCB)認為,利用金屬材料散熱特性較佳的特色服務好,已達到高功率產(chǎn)品散熱的目的。然而隨著LED亮度與效能要求的持續(xù)發(fā)展反應能力,盡管系統(tǒng)電路板能將LED晶片所產(chǎn)生的熱有效的散熱到大氣環(huán)境共謀發展,但是LED晶粒所產(chǎn)生的熱能卻無法有效的從晶粒傳導至系統(tǒng)電路板,異言之結構重塑,當LED功率往更高效提升時聽得懂,整個LED的散熱瓶頸將出現(xiàn)在LED晶粒散熱基板。
2.2LED晶粒基板
LED晶寥轿?;逯饕亲鳛長ED晶粒與系統(tǒng)電路板之間熱能導出的媒介高效節能,藉由打線、共晶或覆晶的制程與LED晶粒結(jié)合大局。而基于散熱考量核心技術,目前市面上LED晶粒基板主要以陶瓷基板為主主動性,以線路備制方法不同約略可區(qū)分為:厚膜陶瓷基板創造性、低溫共燒多層陶瓷、以及薄膜陶瓷基板三種道路,在傳統(tǒng)高功率LED元件規模設備,多以厚膜或低溫共燒陶瓷基板作為晶粒散熱基板,再以打金線方式將LED晶粒與陶瓷基板結(jié)合指導。
如前言所述競爭力,此金線連結(jié)限制了熱量沿電極接點散失之效能。因此進一步完善,近年來集聚,國內(nèi)外大廠無不朝向解決此問題而努力。其解決方式有二調整推進,其一為尋找高散熱系數(shù)之基板材料狀況,以取代氧化鋁,包含了矽基板不斷創新、碳化矽基板建立和完善、陽極化鋁基板或氮化鋁基板,其中矽及碳化矽基板之材料半導體特性參與水平,使其現(xiàn)階段遇到較嚴苛的考驗大型,而陽極化鋁基板則因其陽極化氧化層強度不足而容易因碎裂導致導通,使其在實際應用上受限明確相關要求,因而重要意義,現(xiàn)階段較成熟且普通接受度較高的即為以氮化鋁作為散熱基板;然而,目前受限于氮化鋁基板不適用傳統(tǒng)厚膜制程(材料在銀膠印刷后須經(jīng)850℃大氣熱處理深化涉外,使其出現(xiàn)材料信賴性問題)體系,因此,氮化鋁基板線路需以薄膜制程備制服務延伸。
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