ハイパワーLED省エネタイプの放熱構造と原理解析

LEDランプのコア部分はPN接合（p型半導体とn型半導体が拡散により同一半導体基板上に形成され、その界面の空間電荷領域をPN接合といいます）となっており、光エネルギーが変換されるため、 PN接合内の吸収板とエポキシ樹脂/シリカゲルによって熱エネルギーに変換され、ランプに大きな副作用をもたらします。LEDランプの内部温度が上昇し、低下し、輝度が低下し、寿命が短くなります。どんどん短くなっていきます。したがって、良好な放熱は、LED ランプが一定の明るさを維持し、寿命を延ばすことを保証します。

次に、高出力 LED のパッケージ構造を紹介します。

LED 光源に対する要求はますます高くなっているため、LED の光出力率や光の色に対するさまざまな要求に加えて、光の強度やその他の側面に対する要求も異なります。顧客のニーズに応えてパッケージングプロセスを改善するために、チップメーカーはまた、パッケージング工場に対するより高い要件を提示し、顧客のニーズをよりよく満たすことができるパッケージング構造を設計して、LEDの外部光の利用率を向上させています。

さまざまな応用分野では、LED の光効率と色に対するさまざまな要件、光の角度と光強度分布に対するさまざまな要件に加えて、LED 光源に対するより高い要件が求められます。これには、上流のチップ工場が新しい半導体材料を開発し、チップ製造プロセスを改善し、要件を満たすチップを設計するだけでなく、下流のパッケージ工場もより高い要件を提示し、特定の光を満たすパッケージ構造を設計する必要があります。強度分布を改善し、LEDの外光利用率を向上させます。

既存の放熱技術は、放熱アルミニウムプロファイル、熱伝導シリコン膜または熱伝導シリコングリース、熱伝導セラミック膜、絶縁シリコン膜LEDランプ、電極、LEDベース、LED PN接合の部品で構成されています。

熱伝導性シリカゲルの放熱プロセスは以下の通りです。LEDのPN接合からの熱源は、LEDベース→はんだペースト溶接層→銅コーティング層→絶縁層→熱伝導性アルミニウム板→熱伝導性シリコン膜となります。または熱伝導性シリコーングリスを塗布すると、熱が熱伝導性アルミニウムプレートに伝達されて放出され、全体の放熱プロセスが完了します。

一般的に言えば、LEDランプベースの熱伝導率は約80W / mkです。銅層の熱伝導率は400W / mkです。アルミニウム板の熱伝導率は約IW / mkです。 LEDランプ用のシリコンガスケットやシリコングリスの熱伝導率は一般的に0.8～5.0w/mkで、LEDのPN接合に近いほど熱流密度が高くなります。このように、伝熱シリコーンシート/伝熱シリコーングリースは、アルミニウム板と同じ横方向伝熱温度を持ちます。絶縁層の熱流密度は、伝熱用シリコーングリースの熱流密度よりも高いため、最も熱が伝わりにくいのはアルミニウム板の絶縁層であることがわかります。

放熱で最も難しい部分はアルミニウム板上の絶縁層であるため、銅のコーティングと絶縁層をドリルで穴を開けて除去し、アルミニウムのベース板を露出させ、露出したアルミニウム板に亜鉛を蒸着します。 、亜鉛の表面にニッケルをめっきし、ニッケルの上に銅をめっきし、銅の上に錫または金をスプレーすることができます。加工後のコーティングは密着性が強く、熱伝導が良好で、コーティング加工後にLEDをアルミニウム板に溶接できます。溶接後、LED PN 接合部からの熱は LED ベースを通ってはんだペースト溶接ブロック、次にアルミニウム板、次に LED ランプの熱伝導性シリカゲル ガスケットまたは熱伝導性シリコーン グリースに伝わり、熱をアルミニウムの熱プロファイルに伝導し、次に空中に配布します。熱伝導率が非常に小さい断熱層が除去されるため、放熱効果が大幅に向上し、それに応じてLEDベースの温度が低下し、LEDランプの寿命と安定性が延長されます。