Il motivo per cui la sorgente luminosa a LED è riscaldata
Il riscaldamento della giunzione PN del LED viene prima condotto sulla superficie del wafer dal materiale semiconduttore stesso del wafer, che ha una certa resistenza termica. Dal punto di vista della componente LED, a seconda della struttura del contenitore, tra wafer e supporto è presente anche una resistenza termica di dimensioni diverse. La somma di queste due resistenze termiche costituisce la resistenza termica Rj-a del LED. Dal punto di vista dell'utente, il parametro Rj-a di un LED specifico non può essere modificato. Questo è un problema che le aziende produttrici di imballaggi LED devono studiare, ma è possibile ridurre il valore Rj-a selezionando prodotti o modelli di diversi produttori.
Negli apparecchi a LED, il percorso di trasferimento del calore del LED è piuttosto complicato. Il modo principale è il fluido dissipatore di calore LED-PCB. Come progettista di apparecchi di illuminazione, il lavoro davvero significativo è ottimizzare il materiale dell'apparecchio e la struttura di dissipazione del calore per ridurre il più possibile i componenti LED. Resistenza termica tra fluidi.
Come supporto per il montaggio di componenti elettronici, i componenti LED sono collegati principalmente al circuito stampato mediante saldatura. La resistenza termica complessiva del circuito stampato a base metallica è relativamente piccola. Comunemente utilizzati sono substrati di rame e substrati di alluminio, e i substrati di alluminio hanno un prezzo relativamente basso. È stato ampiamente adottato dall’industria. La resistenza termica del substrato di alluminio varia a seconda del processo dei diversi produttori. La resistenza termica approssimativa è 0,6-4,0 ° C/W e la differenza di prezzo è relativamente ampia. Il substrato di alluminio ha generalmente tre strati fisici, uno strato di cablaggio, uno strato isolante e uno strato di substrato. Anche la conduttività elettrica dei materiali isolanti elettrici generali è molto scarsa, quindi la resistenza termica deriva principalmente dallo strato isolante e i materiali isolanti utilizzati sono molto diversi. Tra questi, il mezzo isolante a base ceramica ha la resistenza termica più piccola. Un substrato di alluminio relativamente economico è generalmente uno strato isolante in fibra di vetro o uno strato isolante in resina. La resistenza termica è positivamente correlata anche allo spessore dello strato isolante.
In base alle condizioni di costo e prestazioni, il tipo di substrato di alluminio e l'area del substrato di alluminio sono ragionevolmente selezionati. Al contrario, la corretta progettazione della forma del dissipatore di calore e la migliore connessione tra il dissipatore di calore e il substrato in alluminio sono la chiave del successo del design dell'apparecchio di illuminazione. Il vero fattore nel determinare la quantità di calore dissipato è l'area di contatto del dissipatore di calore con il fluido e la portata del fluido. Le lampade a LED generali vengono dissipate passivamente per convezione naturale e anche la radiazione termica è uno dei principali metodi di dissipazione del calore.
Possiamo quindi analizzare le ragioni della mancata dissipazione del calore da parte delle lampade LED:
1. La sorgente luminosa a LED ha un'elevata resistenza termica e la sorgente luminosa non si dissipa. L'uso della pasta termica impedirà il movimento di dissipazione del calore.
2.Il substrato in alluminio viene utilizzato come sorgente luminosa per la connessione PCB. Poiché il substrato di alluminio ha più resistenze termiche, la fonte di calore della sorgente luminosa non può essere trasmessa e l'uso della pasta termoconduttiva può causare il fallimento del movimento di dissipazione del calore.
3. Non c'è spazio per il buffer termico della superficie che emette luce, il che causerà il fallimento della dissipazione del calore della sorgente luminosa a LED e il decadimento della luce sarà avanzato. I tre motivi sopra indicati sono i principali motivi del fallimento delle apparecchiature di illuminazione a LED nel settore e non esiste una soluzione più approfondita. Alcune grandi aziende utilizzano il substrato ceramico per dissipare il pacchetto di sfere della lampada, ma non possono essere ampiamente utilizzati a causa del costo elevato.
Sono stati quindi proposti alcuni miglioramenti:
1. L'irruvidimento della superficie del dissipatore di calore della lampada a LED è uno dei modi per migliorare efficacemente la capacità di dissipazione del calore.
Irruvidimento superficiale significa che non viene utilizzata alcuna superficie liscia, cosa che può essere ottenuta con metodi fisici e chimici. Generalmente, è un metodo di sabbiatura e ossidazione. Anche la colorazione è un metodo chimico, che può essere completato insieme all'ossidazione. Quando si progetta l'utensile per la rettifica dei profili, è possibile aggiungere alcune nervature alla superficie per aumentare la superficie e migliorare la capacità di dissipazione del calore della lampada a LED.
2. Un modo comune per aumentare la capacità di radiazione termica è utilizzare un trattamento superficiale di colore nero.