Alasan mengapa sumber cahaya LED memanas
Pemanasan sambungan PN LED pertama-tama dilakukan ke permukaan wafer oleh bahan semikonduktor wafer itu sendiri, yang memiliki ketahanan termal tertentu. Dari perspektif komponen LED, tergantung pada struktur kemasannya, terdapat juga ketahanan termal dengan ukuran berbeda antara wafer dan dudukannya. Jumlah dari dua resistansi termal ini merupakan resistansi termal Rj-a dari LED. Dari sudut pandang pengguna, parameter Rj-a dari LED tertentu tidak dapat diubah. Ini adalah masalah yang perlu dipelajari oleh perusahaan pengemasan LED, namun nilai Rj-a dapat dikurangi dengan memilih produk atau model dari produsen yang berbeda.
Pada luminer LED, jalur perpindahan panas LED cukup rumit. Cara utamanya adalah LED-PCB-heatsink-fluid. Sebagai perancang luminer, pekerjaan yang sangat berarti adalah mengoptimalkan material luminer dan struktur pembuangan panas untuk mengurangi komponen LED sebanyak mungkin. Resistensi termal antar cairan.
Sebagai pembawa untuk pemasangan komponen elektronik, komponen LED terutama dihubungkan ke papan sirkuit dengan cara menyolder. Ketahanan termal keseluruhan papan sirkuit berbasis logam relatif kecil. Yang umum digunakan adalah substrat tembaga dan substrat aluminium, dan harga substrat aluminium relatif murah. Ini telah diadopsi secara luas oleh industri. Ketahanan termal substrat aluminium bervariasi tergantung pada proses dari produsen yang berbeda. Perkiraan ketahanan termal adalah 0,6-4,0 ° C / W, dan perbedaan harga relatif besar. Substrat aluminium umumnya memiliki tiga lapisan fisik, lapisan kabel, lapisan isolasi, dan lapisan substrat. Konduktivitas listrik dari bahan isolasi listrik secara umum juga sangat buruk, sehingga hambatan termal terutama berasal dari lapisan isolasi, dan bahan isolasi yang digunakan sangat berbeda. Diantaranya, media isolasi berbahan dasar keramik memiliki ketahanan termal paling kecil. Substrat aluminium yang relatif murah umumnya berupa lapisan insulasi serat kaca atau lapisan insulasi resin. Resistansi termal juga berhubungan positif dengan ketebalan lapisan insulasi.
Berdasarkan kondisi biaya dan kinerja, jenis substrat aluminium dan area substrat aluminium dipilih secara wajar. Sebaliknya, desain bentuk unit pendingin yang benar dan sambungan terbaik antara unit pendingin dan substrat aluminium adalah kunci keberhasilan desain luminer. Faktor sebenarnya dalam menentukan besarnya pembuangan panas adalah bidang kontak heat sink dengan fluida dan laju aliran fluida. Lampu LED umum dihamburkan secara pasif melalui konveksi alami, dan radiasi termal juga merupakan salah satu metode utama pembuangan panas.
Oleh karena itu, kita dapat menganalisis penyebab kegagalan lampu LED dalam menghilangkan panas:
1. Sumber cahaya LED memiliki ketahanan termal yang besar, dan sumber cahaya tidak menghilang. Penggunaan pasta termal akan menyebabkan gerakan pembuangan panas gagal.
2. Substrat aluminium digunakan sebagai sumber cahaya sambungan PCB. Karena substrat aluminium memiliki banyak ketahanan termal, sumber panas dari sumber cahaya tidak dapat ditransmisikan, dan penggunaan pasta konduktif termal dapat menyebabkan kegagalan gerakan pembuangan panas.
3. Tidak ada ruang untuk penyangga termal pada permukaan yang memancarkan cahaya, yang akan menyebabkan pembuangan panas sumber cahaya LED gagal, dan peluruhan cahaya semakin parah. Ketiga alasan di atas menjadi penyebab utama kegagalan peralatan penerangan LED di industri, dan belum ada solusi yang lebih menyeluruh. Beberapa perusahaan besar menggunakan substrat keramik untuk menghilangkan paket manik lampu, namun tidak dapat digunakan secara luas karena harganya yang mahal.
Oleh karena itu, beberapa perbaikan telah diusulkan:
1. Pengerasan permukaan unit pendingin lampu LED adalah salah satu cara untuk secara efektif meningkatkan kemampuan pembuangan panas.
Pengkasaran permukaan berarti tidak menggunakan permukaan halus, yang dapat dicapai dengan metode fisik dan kimia. Umumnya, ini adalah metode peledakan pasir dan oksidasi. Pewarnaan juga merupakan metode kimia yang dapat diselesaikan bersamaan dengan oksidasi. Saat merancang alat gerinda profil, dimungkinkan untuk menambahkan beberapa rusuk ke permukaan untuk meningkatkan luas permukaan guna meningkatkan kemampuan pembuangan panas lampu LED.
2. Cara umum untuk meningkatkan kemampuan radiasi panas adalah dengan menggunakan perlakuan permukaan berwarna hitam.