大功率led照明產(chǎn)品及散熱技術(shù)-閱讀頁(yè)
2025-03-03 13:04本頁(yè)面
【正文】 上開(kāi)發(fā)生產(chǎn)各類(lèi)ＬＥＤ器件的主要地區(qū)之一。這類(lèi)器件在不附加額外熱時(shí)，可通過(guò)１５０ｍＡ的工作電流，紅、黃、藍(lán)綠光的光通量分別為４～６ｌｍ與２～４ｌｍ。n金屬有機(jī)化合物汽相淀積（ＭＯＣＶＤ） 單芯片１Ｗ、３Ｗ和５Ｗ的大功率ＬＥＤ向功率高至１０Ｗ，具有更高發(fā)光效率、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的固態(tài)ＬＥＤ照明光源。目前采用晶片鍵合以透明的ＡｌＧａＩｎＰ襯底（ＴＳ）取代吸光的ＧａＡｓ襯底（ＡＳ）的倒梯形結(jié)構(gòu)的功率型大面積芯片，工作電流可達(dá)５００ｍＡ，光通量大于６０ｌｍ，以脈沖方式工作時(shí)，則可達(dá)１４０ｌｍ。規(guī)的方形芯片，而且還可以很容易按比例放大成為功率型的大尺寸芯片，因此在降低生產(chǎn)成本和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)方面，紋理表面高效取光結(jié)構(gòu)的ＩｎＧａＡｌＰ（ＡＳ）ＬＥＤ具有廣闊的發(fā)展前景。設(shè)計(jì)新的芯片結(jié)構(gòu)目標(biāo)是提高取光效率。為提高ＬＥＤ的光通量，滿足固體照明的要求，必須采用新的設(shè)計(jì)理念，用倒裝焊新結(jié)構(gòu)來(lái)提高芯片的取光效率，從而獲得較高的光通量。功率型 led產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)如下在技術(shù)路線正確，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，技術(shù)分析可行的前提下，確定合理的生產(chǎn)規(guī)模，其產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。目前所用功率型ＬＥＤ芯片基本依靠進(jìn)口，如果本國(guó)功率型ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)化后產(chǎn)能大幅提高，可以大大減少進(jìn)口，節(jié)省大量外匯，并可打入國(guó)際市場(chǎng)，能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源《廣東省節(jié)能減排科技行動(dòng)計(jì)劃》中，將 LED產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用作為節(jié)能減排的主要任務(wù)之一LED中，約 80％的能量轉(zhuǎn)化為熱能；其光譜中，不包含紅外部分，熱量不能靠輻射散出。結(jié)溫與相對(duì)出光率關(guān)系 LED結(jié)溫上升發(fā)光效率降低可靠性差，使用壽命降低發(fā)熱量更大散熱問(wèn)題是當(dāng)前半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸！ 功率型ＬＥＤ散熱技術(shù)因此在大功率LED燈具設(shè)計(jì)中，最主要的設(shè)計(jì)工作就是散熱設(shè)計(jì)。散熱技術(shù)? 傳統(tǒng)的指示燈型 LED封裝結(jié)構(gòu)，一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺(tái)上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成，其熱阻高達(dá)250℃ /W~300℃ /W,新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的 LED封裝形式，將會(huì)因?yàn)樯岵涣级鴮?dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變黃，從而造成器件的加速光衰直至失效，甚至因?yàn)檠杆俚臒崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開(kāi)路而失效。散熱研究發(fā)展?fàn)顩r解決方法：(A)改進(jìn) LED芯片、封裝的結(jié)構(gòu)和材料 。 散熱路徑? 熱是從溫度高處向溫度低處散熱。? 在熱的傳導(dǎo)過(guò)程中，各種材料的導(dǎo)熱性能不同，即有不同的熱阻?？梢赃@樣理解：熱阻越小，其導(dǎo)熱性能越好，即散熱性能越好。RJA=（ TJ－ TA） /PD PD與 LED的正向壓降 V及 LED的正向電流 IF的關(guān)系為：PD=VFIF則 (3)(4)散熱計(jì)算舉例? 例 :已知 3W白光 LED， RJC=16OC/W， K型熱電偶點(diǎn)溫度計(jì)測(cè)量頭焊在散熱墊上。? LEDmA， VF=? K型熱電偶點(diǎn)溫度計(jì)測(cè) TC=71OC.? TJ=RJC*PD+TC=RJC*IF*VF+TC=16(*)+71=103OC? RBA=(TCTA)/PD=(7125)/(*)=? PCB試驗(yàn)板：雙層銅板 35*35*工作狀態(tài)： IF=600mA，VF=,K型熱電偶點(diǎn)溫度計(jì)測(cè) TC=計(jì)的 TJ=95OC,則按上條件能否滿足設(shè)計(jì)要求嗎？解決辦法？）產(chǎn)品的散熱設(shè)計(jì)牛頓冷卻定律： 根據(jù)散熱要 求（一般要求 PCB板的溫度 T，達(dá)到某個(gè)特定值），利用上述公式，計(jì)算出所需的散熱表面積 A燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)散熱表面積 A設(shè)計(jì)散熱翅片（包括翅片的厚度、長(zhǎng)度、寬度、間距以及數(shù)目等）模擬優(yōu)化樣品加工與測(cè)試產(chǎn)品 大功率 LED是在小功率的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)生活的需要而發(fā)展起來(lái)的，在封裝上受其影響很大，比如大功率傳統(tǒng)的封裝。隨著對(duì) led照明的需求，加上技術(shù)的發(fā)展，這方面會(huì)有比較大的突破，比如解決散熱問(wèn)題，解決出光問(wèn)題等。從某種角度而言， LED封裝不僅是一門(mén)制造技術(shù) (Technology)，而且也是一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué) (Science)，良好的封裝需要對(duì)熱學(xué)、光學(xué)、材料和工藝力學(xué)等物理本質(zhì)的理解和應(yīng)用。在封裝過(guò)程中，雖然材料 (散熱基板、熒光粉、灌封膠 )選擇很重要，但封裝結(jié)構(gòu) (如熱學(xué)界面、光學(xué)界面 )對(duì) LED光效和可靠性影響也很大，大功率白光 LED封裝必須采用新材料，新工藝，新思路。結(jié)束語(yǔ)演講完畢，謝謝觀看！
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