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解决LED射灯的散热问题

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-09-22 09:37:00【

  散热是大功率LED射灯需要解决的大问题。散热不好,芯片温度过高,就会加速器件和荧光粉的老化,使LED射灯产生光衰、颜色漂移、缩短寿命等,严重时甚至会烧毁芯片。温度升高后,蓝光LED射灯的波长变长,使白光LED射灯的色温变化。如果蓝光波长偏离太多,就会降低荧光粉的转换效率和出光率,同时还会改变LED射灯辐射的光波波长,最终造成led射灯的色温、色度发生变化,影响发光的质量。反之,如果散热效果好,则可以提高白光led射灯的效率,增大功率输出,提高LED射灯的光学性能和可靠性等。

  工程上,为了表示系统的散热性能的好坏,引入参数“热阻”,它的定义是:在热平衡的条件下两规定点(或区域)之问的温度差与产生温度差的热耗散功率之比。热阻的单位为刚W或C/W,热阻值越小,表明系统的散热效果越好。解决白光led射灯散热问题的主要措施是采用新型的封装结构和封装材料、粘结材料等。在封装结构上,可以采用前面提到的倒装芯片结构。芯片安装在硅基体上,由于硅的良好导热性(比GaAs衬底的导热率高3倍),热量很容易散发出来,其热阻可降低至10。C/W(传统炮弹型led射灯的热阻高达300。C/W)。一般倒装芯片可以用表面贴装方式安装到金属电路板上,再加上外部的铝热衬,能够使器件的散热效果进一步增强。此外,把封装外壳改为扁平式、缩短led射灯结点与插脚之间的距离、加大引线的直径和尺寸和用更好的导热材料制作引脚等措施,也有利于器件的散热。在外壳封装材料上,可以采用散热性能较好的陶瓷封装代替传统的热传导性能差的树脂封装,这样做既可以提高散热性能,又可以减少封装面积和厚度,仅为原来厚度的1/5。

  led射灯芯片衬底与管座的粘结对它的散热性能影,INO.大,应当选用导热性能好的粘结材料,并在批量生产中尽量减少粘结厚度。目前使用的粘结材料有导热胶、导电型银浆和锡浆。导热胶的硬化温度一般低于150℃,甚至可以在室温下固化,但其导热性较差;导电性银浆的硬化温度一般低于200℃,既有良好的导热性,又有较高的粘结强度;锡浆是3种材料中最好的,一般用于金属之间的焊接,导电性也十分优越。粘结厚度的大小对芯片散热的影响很大,减小粘结胶的厚度,如由1001am减小为201am,其热阻会大大降低,仅为原来的1/5~1/6。