Wpływ podłoża opakowaniowego na rozpraszanie ciepła przez diody LED

Problem rozpraszania ciepła to problem, który należy rozwiązać w przypadku opakowań LED dużej mocy. Ponieważ efekt rozpraszania ciepła bezpośrednio wpływa na żywotność i skuteczność świetlną lampy LED, skuteczne rozwiązanie problemu rozpraszania ciepła w pakiecie LED o dużej mocy odgrywa ważną rolę w poprawie niezawodności i żywotności pakietu LED. Jakie są więc główne czynniki, które wpływają na rozpraszanie ciepła przez pakiet LED.

Pierwszy czynnik: struktura pakietu

Struktura opakowania jest podzielona na dwa typy: strukturę mikro-spray i strukturę flip chip.

1.Mikro struktura natrysku

W tym systemie uszczelniającym płyn we wnęce płynowej tworzy silny strumień w mikrodyszy pod pewnym ciśnieniem. Strumień bezpośrednio uderza w powierzchnię podłoża chipa LED i odbiera ciepło generowane przez chip LED, który działa na mikropompę. Na dole ogrzany płyn wchodzi do małej wnęki płynu, aby uwolnić ciepło do środowiska zewnętrznego, dzięki czemu jego temperatura spada, a następnie ponownie wpływa do mikropompy, aby rozpocząć nowy cykl.

Zalety: Struktura mikro-spray ma wysoką wydajność rozpraszania ciepła i równomierny rozkład temperatury podłoża chipa LED.

Wady: Niezawodność i stabilność mikropompy ma duży wpływ na system, a struktura systemu jest bardziej skomplikowana, co zwiększa koszty eksploatacji.

2. Odwróć strukturę chipów

Flip-chip. W przypadku tradycyjnego chipa formalnego elektroda znajduje się na powierzchni emitującej światło chipa, co zablokuje część emisji światła i zmniejszy wydajność emitowania światła przez chip.

Zalety: Światło jest wyprowadzane z szafiru na górze chipa o takiej strukturze, co eliminuje zacienienie elektrod i wyprowadzeń oraz poprawia skuteczność świetlną. Jednocześnie w podłożu zastosowano krzem o wysokiej przewodności cieplnej, co znacznie poprawia efekt rozpraszania ciepła przez chip.

Wady: Ciepło wytwarzane przez PN tej struktury jest eksportowane przez podłoże szafirowe. Przewodność cieplna szafiru jest niska, a droga wymiany ciepła długa. Dlatego chip tej struktury ma duży opór cieplny, a ciepło nie jest łatwo odprowadzane.

Drugi co do wielkości czynnik: materiały opakowaniowe

Materiały opakowaniowe LED dzielą się na dwa rodzaje: materiały termoprzewodzące i materiały podłoża.

1.materiały termoprzewodzące

Obecnie powszechnie stosowanymi materiałami termoprzewodzącymi do opakowań LED są klej termoprzewodzący i przewodzący srebrny klej.

(a) Klej przewodzący ciepło

Głównym składnikiem powszechnie stosowanego kleju termoprzewodzącego jest żywica epoksydowa, więc jego przewodność cieplna jest niewielka, przewodność cieplna jest słaba, a opór cieplny duży.

Zalety: Klej przewodzący ciepło ma właściwości izolacji, przewodzenia ciepła, odporności na wstrząsy, łatwej instalacji, prostego procesu i tak dalej.

Wady: Ze względu na niską przewodność cieplną można go stosować tylko do urządzeń opakowaniowych LED, które nie wymagają dużego rozpraszania ciepła.

(b) Przewodzący srebrny klej

Przewodzący klej srebrny to przewodząca dioda LED podłoża GeAs, SiC, kluczowy materiał opakowaniowy w procesie dozowania lub przygotowywania czerwonej, żółtej i żółto-zielonej diody LED z tylną elektrodą.

Zalety: Ma funkcje mocowania i łączenia chipa, przewodzenia i przewodzenia ciepła oraz przenoszenia ciepła i ma istotny wpływ na rozpraszanie ciepła, odbijanie światła i charakterystykę VF urządzenia LED. Jako materiał termoprzewodzący, przewodzący srebrny klej jest obecnie szeroko stosowany w branży LED.

2.materiały podłoża

Pewna ścieżka rozpraszania ciepła urządzeń opakowaniowych LED przebiega od chipa LED do warstwy wiążącej do wewnętrznego radiatora do podłoża rozpraszającego ciepło i ostatecznie do środowiska zewnętrznego. Można zauważyć, że podłoże rozpraszające ciepło jest ważne dla rozpraszania ciepła pakietu LED. Dlatego podłoże odprowadzające ciepło musi charakteryzować się: wysoką przewodnością cieplną, izolacją, stabilnością, płaskością oraz wysoką wytrzymałością.