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解決LED射燈的散熱問題

文章出處:網(wǎng)責任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2013-09-22 09:37:00【

  散熱是大功率LED射燈需要解決的大問題。散熱不好,芯片溫度過高,就會加速器件和熒光粉的老化,使LED射燈產(chǎn)生光衰、顏色漂移、縮短壽命等,嚴重時甚至會燒毀芯片。溫度升高后,藍光LED射燈的波長變長,使白光LED射燈的色溫變化。如果藍光波長偏離太多,就會降低熒光粉的轉(zhuǎn)換效率和出光率,同時還會改變LED射燈輻射的光波波長,最終造成led射燈的色溫、色度發(fā)生變化,影響發(fā)光的質(zhì)量。反之,如果散熱效果好,則可以提高白光led射燈的效率,增大功率輸出,提高LED射燈的光學性能和可靠性等。

  工程上,為了表示系統(tǒng)的散熱性能的好壞,引入?yún)?shù)“熱阻”,它的定義是:在熱平衡的條件下兩規(guī)定點(或區(qū)域)之問的溫度差與產(chǎn)生溫度差的熱耗散功率之比。熱阻的單位為剛W或C/W,熱阻值越小,表明系統(tǒng)的散熱效果越好。解決白光led射燈散熱問題的主要措施是采用新型的封裝結構和封裝材料、粘結材料等。在封裝結構上,可以采用前面提到的倒裝芯片結構。芯片安裝在硅基體上,由于硅的良好導熱性(比GaAs襯底的導熱率高3倍),熱量很容易散發(fā)出來,其熱阻可降低至10。C/W(傳統(tǒng)炮彈型led射燈的熱阻高達300。C/W)。一般倒裝芯片可以用表面貼裝方式安裝到金屬電路板上,再加上外部的鋁熱襯,能夠使器件的散熱效果進一步增強。此外,把封裝外殼改為扁平式、縮短led射燈結點與插腳之間的距離、加大引線的直徑和尺寸和用更好的導熱材料制作引腳等措施,也有利于器件的散熱。在外殼封裝材料上,可以采用散熱性能較好的陶瓷封裝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱傳導性能差的樹脂封裝,這樣做既可以提高散熱性能,又可以減少封裝面積和厚度,僅為原來厚度的1/5。

  led射燈芯片襯底與管座的粘結對它的散熱性能影,INO.大,應當選用導熱性能好的粘結材料,并在批量生產(chǎn)中盡量減少粘結厚度。目前使用的粘結材料有導熱膠、導電型銀漿和錫漿。導熱膠的硬化溫度一般低于150℃,甚至可以在室溫下固化,但其導熱性較差;導電性銀漿的硬化溫度一般低于200℃,既有良好的導熱性,又有較高的粘結強度;錫漿是3種材料中最好的,一般用于金屬之間的焊接,導電性也十分優(yōu)越。粘結厚度的大小對芯片散熱的影響很大,減小粘結膠的厚度,如由1001am減小為201am,其熱阻會大大降低,僅為原來的1/5~1/6。