LED 광원이 가열되는 이유
LED의 PN 접합 가열은 일정한 열 저항을 갖는 웨이퍼 반도체 재료 자체에 의해 먼저 웨이퍼 표면에 전달됩니다. LED 부품의 관점에서 보면, 패키지의 구조에 따라 웨이퍼와 홀더 사이에 서로 다른 크기의 열저항이 존재하기도 합니다. 이 두 열 저항의 합이 LED의 열 저항 Rj-a를 구성합니다. 사용자 입장에서는 특정 LED의 Rj-a 파라미터를 변경할 수 없습니다. 이는 LED 패키징 업체들이 연구해야 할 문제이지만, 서로 다른 제조사의 제품이나 모델을 선택함으로써 RJ-a 값을 줄이는 것은 가능하다.
LED 등기구에서 LED의 열 전달 경로는 매우 복잡합니다. 주요 방법은 LED-PCB-방열판-유체입니다. 등기구 설계자로서 정말 의미 있는 작업은 등기구 소재와 방열 구조를 최적화하여 LED 부품을 최대한 줄이는 것입니다. 유체 사이의 열 저항.
전자 부품을 실장하는 캐리어로서 LED 부품은 주로 납땜을 통해 회로 기판에 연결됩니다. 금속 기반 회로 기판의 전체 열 저항은 상대적으로 작습니다. 일반적으로 구리 기판과 알루미늄 기판이 사용되며, 알루미늄 기판은 가격이 상대적으로 저렴합니다. 업계에서 널리 채택되었습니다. 알루미늄 기판의 열 저항은 다양한 제조업체의 공정에 따라 다릅니다. 대략적인 열저항은 0.6~4.0°C/W로 가격차이가 비교적 크다. 알루미늄 기판은 일반적으로 배선층, 절연층, 기판층의 3가지 물리적 층을 갖는다. 일반적인 전기 절연 재료의 전기 전도성도 매우 낮기 때문에 열 저항은 주로 절연층에서 발생하며 사용되는 절연 재료는 상당히 다릅니다. 그 중 세라믹 기반 절연 매체는 열 저항이 가장 작습니다. 상대적으로 저렴한 알루미늄 기재로는 유리섬유 절연층이나 수지 절연층이 일반적이다. 열저항은 또한 절연층의 두께와도 긍정적인 관계가 있습니다.
비용 및 성능 조건에 따라 알루미늄 기판 유형과 알루미늄 기판 영역이 합리적으로 선택됩니다. 대조적으로, 방열판 형태의 올바른 설계와 방열판과 알루미늄 기판 사이의 최상의 연결이 등기구 설계 성공의 열쇠입니다. 방열량을 결정하는 실제 요소는 방열판과 유체의 접촉 면적 및 유체의 유속입니다. 일반 LED 램프는 자연 대류에 의해 수동적으로 소산되며, 열 복사도 열 소산의 주요 방법 중 하나입니다.
따라서 LED 램프가 열을 발산하지 못하는 이유를 분석할 수 있습니다.
1. LED 광원은 열저항이 크고 광원이 소멸되지 않습니다. 열 페이스트를 사용하면 방열 동작이 실패합니다.
2. 알루미늄 기판은 PCB 연결 광원으로 사용됩니다. 알루미늄 기판은 여러 개의 열저항을 갖고 있기 때문에 광원의 열원이 전달되지 못하고, 열전도성 페이스트를 사용할 경우 방열 동작이 실패할 수 있습니다.
3. 발광 표면에 열 완충 공간이 없어 LED 광원의 열 방출이 실패하고 광 감쇠가 진행됩니다. 위의 세 가지 이유는 업계에서 LED 조명기기가 실패하는 주요 원인이며, 더 이상 철저한 해결책은 없습니다. 일부 대기업에서는 램프 비드 패키지를 소산하기 위해 세라믹 기판을 사용하지만 비용이 많이 들기 때문에 널리 사용할 수는 없습니다.
따라서 몇 가지 개선 사항이 제안되었습니다.
1. LED 램프의 방열판 표면을 거칠게 하는 것은 방열 능력을 효과적으로 향상시키는 방법 중 하나입니다.
표면 거칠기란 매끄러운 표면을 사용하지 않음을 의미하며, 이는 물리적, 화학적 방법으로 달성할 수 있습니다. 일반적으로 샌드 블라스팅 및 산화 방법입니다. 착색 역시 화학적 방법으로 산화와 함께 완성될 수 있다. 프로파일 연삭 공구를 설계할 때 표면에 일부 리브를 추가하여 표면적을 늘려 LED 램프의 방열 성능을 향상시킬 수 있습니다.
2. 방열 성능을 높이기 위한 일반적인 방법은 검정색 표면 처리를 사용하는 것입니다.