Giới thiệu công nghệ tản nhiệt cho các sản phẩm đèn LED công suất lớn
Xu hướng ứng dụng đèn LED và vấn đề tản nhiệt Do sự tiến bộ không ngừng của công nghệ chiếu sáng trạng thái rắn, hiệu suất phát sáng của đèn LED đã được cải thiện trong những năm gần đây, có thể thay thế dần các nguồn sáng truyền thống. Hiện tại, hiệu suất phát sáng đã vượt qua đèn sợi đốt và đèn halogen và tiếp tục tăng lên.
Và một số công ty đã phát triển các thành phần LED với hiệu suất vượt quá 100lm / W, điều này cũng làm cho các ứng dụng chiếu sáng LED ngày càng được sử dụng rộng rãi, không chỉ được sử dụng trong chiếu sáng trong nhà và ngoài trời, mô-đun đèn nền điện thoại di động và đèn định hướng ô tô, v.v. lạc quan hơn Nó được sử dụng trong đèn chiếu công suất cao và đèn đường và các loại đèn chiếu sáng mạnh khác, mô-đun đèn nền cỡ lớn và đèn pha ô tô. Do ưu điểm tiết kiệm điện, bảo vệ môi trường và tuổi thọ cao nên xu hướng sử dụng nguồn sáng LED là xu hướng chủ đạo trong tương lai sẽ ngày càng rõ nét.
Để làm cho đèn LED phát ra ánh sáng sáng hơn, cần phải đầu vào công suất cao hơn. Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi quang điện của đèn LED công suất lớn vẫn còn hạn chế. Nói chung, chỉ có khoảng 15 ~ 25% công suất đầu vào trở thành ánh sáng, và phần còn lại được chuyển thành nhiệt năng. . Do diện tích chip LED nhỏ, nhiệt độ tỏa ra trên một đơn vị diện tích (mật độ nhiệt) của đèn LED công suất cao là rất cao, thậm chí nghiêm trọng hơn so với thành phần IC thông thường và nhiệt độ tiếp giáp của chip LED tăng lên rất nhiều. , dễ gây ra sự cố quá nhiệt. . Nhiệt độ tiếp giáp wafer quá cao sẽ làm giảm độ sáng của đèn LED, trong đó sự suy giảm của ánh sáng đỏ là rõ ràng nhất. Nó cũng sẽ gây ra sự thay đổi bước sóng của đèn LED ảnh hưởng đến kết xuất màu và cũng sẽ làm giảm đáng kể độ tin cậy của đèn LED. Chính vì vậy, công nghệ tản nhiệt đã trở thành điểm nghẽn của sự phát triển công nghệ LED hiện nay.
Do đó, thách thức về thiết kế tản nhiệt là rất lớn. Cần hết sức coi trọng thiết kế tản nhiệt từ cấp chip, cấp gói, cấp PCB đến cấp hệ thống, đồng thời tìm kiếm giải pháp tản nhiệt tốt nhất. Đối với các sản phẩm chiếu sáng LED, yêu cầu tản nhiệt của các cấp độ khác rõ ràng hơn do các hạn chế về tản nhiệt lớn ở phía hệ thống.
Đối với bài toán truyền nhiệt của đèn LED, phương pháp phân tích cơ bản nhất là sử dụng mạng điện trở nhiệt để phân tích. Tức là, một mạng điện trở nhiệt được xây dựng từ đường dẫn tản nhiệt chính của đèn LED từ nguồn nhiệt chip đến nhiệt độ môi trường xung quanh, sau đó các đặc tính và độ lớn của từng giá trị điện trở nhiệt được phân tích. Biện pháp đối phó để giảm giá trị điện trở nhiệt. Cần lưu ý rằng trong phân tích thực tế, một mạng lưới điện trở nhiệt chi tiết hơn có thể được hình thành theo cấu trúc hệ thống, ví dụ, xem xét khả năng chịu nhiệt của các vật liệu giao diện như vật liệu Đính kèm và vật liệu hàn, hoặc giá trị điện trở nhiệt của nhiệt. cấu trúc môđun tiêu tán.
Do lớp nền Sapphire của chip LED dẫn nhiệt kém nên giá trị điện trở nhiệt sẽ quá cao. Do đó, phương pháp cải tiến phải thay thế Sapphire bằng vật liệu có tính dẫn nhiệt cao như đồng, hoặc dùng phương pháp chip lật để loại bỏ lớp nền ra khỏi đường truyền nhiệt để giảm điện trở nhiệt. giá trị. Hiện tại, thiết kế tản nhiệt với hiệu suất tốt hơn từ chip đến mức gói, bao gồm thiết kế đế hợp kim thông thường và dạng chip lật, giúp cho việc truyền nhiệt từ chip sang gói dễ dàng hơn. Đó cũng là một hướng khả thi để tăng kích thước tấm wafer để giảm mật độ sinh nhiệt.
Thiết kế tản nhiệt của đèn LED công suất lớn rất quan trọng, nó liên quan đến chất lượng và tuổi thọ của đèn LED. Thông qua mạng lưới điện trở nhiệt, bạn có thể nhanh chóng phân tích công suất và yêu cầu tản nhiệt và tìm ra các biện pháp giải quyết vấn đề tản nhiệt. Do mật độ sinh nhiệt của đèn LED công suất lớn nên cần tiến hành thiết kế tản nhiệt từ Cấp chip, Cấp gói, Cấp bo mạch đến Cấp hệ thống để giảm điện trở nhiệt. Đạt hiệu quả làm mát tốt nhất. Hiện tại, các nhà sản xuất bao bì và chip LED lớn trên thế giới cam kết phát triển các sản phẩm có hiệu suất phát sáng cao hơn. Bằng cách cải thiện hiệu suất lượng tử của ánh sáng, hiệu suất chuyển đổi quang điện được cải thiện để giảm sự sinh nhiệt của chip.
Để làm cho sự phát triển và ứng dụng của các sản phẩm LED nhanh hơn, công nghệ tản nhiệt liên quan vẫn cần được phát triển đồng thời. Do nhu cầu về chất lượng cuộc sống của con người không ngừng được cải thiện, cũng như nhu cầu tản nhiệt của các sản phẩm vi mạch luôn tồn tại, thiết kế tản nhiệt vẫn sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong thiết kế sản phẩm của đèn LED công suất cao khác nhau.
