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分析大功率节能灯具用LED导热硅胶片散热

发布时间:2020-07-16 09:25:16
发布者:深圳市佳日丰泰电子科技有限公司
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目前,大部分发光二极管灯的发光部分采用PN结(P型半导体和N型半导体通过扩散制作在同一半导体衬底上,在P型半导体和N型半导体的界面上形成一个称为PN结的空间电荷区),而光能被PN结和环氧树脂/硅胶转化中的热量吸收,对灯有很大的副作用。发光二极管灯的内部温度会越来越高【导热硅胶片】,亮度会越来越低,使用寿命会越来越短。因此,为了保持发光二极管灯的亮度和延长使用寿命,有必要做好散热工作。

导热硅胶片

接下来,介绍大功率发光二极管的封装结构:

由于每个人对发光二极管光源的要求越来越高,他们对发光二极管的光输出率和光色有不同的要求,对发光强度也有不同的要求。为了满足客户需求,提高封装技术,各芯片制造商也对封装工厂提出了更高的要求,设计出更能满足客户需求的封装结构,从而提高了发光二极管的外部光利用率。

不同的应用领域对发光二极管光源提出了更高的要求,不仅对发光二极管的发光效率和光色有不同的要求,对发光角度和光强分布也有不同的要求。这不仅要求上游芯片厂开发新的半导体材料,改进芯片制造工艺,设计出符合要求的芯片,也要求下游封装厂提出更高的要求,设计出满足一定光强分布的封装结构,提高发光二极管的外部光利用率。

现有的散热技术由以下几部分组成:散热铝型材、发光二极管导热硅胶片或导热硅脂,导热陶瓷片、绝缘硅胶膜发光二极管灯组件、电极、发光二极管底座和发光二极管PN结。

发光二极管导热硅胶片的散热过程如下:从发光二极管的PN结发出的热源通过发光二极管底座到达焊膏焊接层,然后到达铜镀层,再通过绝缘层到达散热铝板,然后到达发光二极管导热硅胶片或导热硅脂,再将热量传递到散热铝板进行散热,从而完成整个散热环节。

一般来说,发光二极管灯底座的导热系数约为80W/m.k;覆铜层的导热系数为400瓦/米克,铝板的导热系数约为1瓦/米克,而发光二极管导热硅胶片或导热硅脂的导热系数一般为0.8~5.0瓦/米克。另外,LED导热硅胶片具有铝板的横向导热和均温功能,且绝缘层的热流密度高于导热硅脂,可见最难散热的是铝板的绝缘层。

导热硅胶片

由于铝板上的绝缘层是最难散热的,铜涂层和绝缘层应该通过钻孔去除,这样铝基板可以暴露,锌可以沉积在暴露的铝板上,镍可以镀在锌表面,铜可以镀在镍上,然后锡或金可以喷涂在铜上。经过处理后,涂层附着力强,导热性能好,经过电镀处理后,可以将发光二极管焊接在铝板上。焊接完成后,发光二极管的PN结发出的热量通过发光二极管底座到达焊膏焊料块,然后到达铝板,再通过发光LED导热硅胶片或导热硅脂将热量传导到散热铝型材,然后散发到空气中。去除导热系数很小的绝缘层后,散热效果大大增强,发光二极管底座的温度也相应降低,从而延长了发光二极管灯的使用寿命和稳定性。