LED的散熱
摘要: LED的散熱現(xiàn)在越來越為人們所重視,這是因?yàn)長(zhǎng)ED的光衰或其壽命是直接和其結(jié)溫有關(guān),散熱不好結(jié)溫就高,壽命就短,依照阿雷紐斯法則溫度每降低10℃壽命會(huì)延長(zhǎng)2倍。
采用碳化硅作為基底以后,的確可以大為改善其散熱,但是其成本過高,而且有專利保護(hù)。最近國(guó)內(nèi)的廠商開始采用硅材料作為基底。因?yàn)楣璨牧系幕撞皇軐@南拗?。而且性能還優(yōu)于藍(lán)寶石。唯一的問題是GaN的膨脹系數(shù)和硅相差太大而容易發(fā)生龜裂,解決的方法是在中間加一層氮化鋁(AlN)作緩沖。
LED芯片封裝以后,從芯片到管腳的熱阻就是在應(yīng)用時(shí)最重要的一個(gè)熱阻,一般來說,芯片的接面面積的大小是散熱的關(guān)鍵,對(duì)于不同的額定功率,要求有相應(yīng)大小的接面面積。也就表現(xiàn)為不同的熱阻。幾種類型的LED的熱阻如下所示:
早期的LED芯片主要靠?jī)筛饘匐姌O而引出到芯片外部,最典型的就是稱為ф5或F5的草帽管,它的散熱完全靠?jī)筛?xì)細(xì)的金屬導(dǎo)線引出去,所以散熱效果很差,熱阻很大,這也就是為什么這種草帽管的光衰很嚴(yán)重的原因。此外,封裝時(shí)采用的材料也是一個(gè)很重要的問題。小功率LED通常采用環(huán)氧樹脂作為封裝材料,但是環(huán)氧樹脂對(duì)400-459nm的光線吸收率高達(dá)45%,很容易由于長(zhǎng)期吸收這種短波長(zhǎng)光線以后產(chǎn)生的老化而使光衰嚴(yán)重,50%光衰的壽命不到1萬小時(shí)。因而在大功率LED中必須采用硅膠作為封裝材料。硅膠對(duì)同樣波長(zhǎng)光線的吸收率不到1%。從而可以把同樣光衰的壽命延長(zhǎng)到4萬小時(shí)。
下面列出各家LED芯片公司所生產(chǎn)的各種型號(hào)LED的熱阻
由表中可見,Cree公司的LED的熱阻因?yàn)椴捎昧颂蓟枳骰祝绕渌镜臒嶙柚辽俚鸵槐?。大功率LED為了改進(jìn)散熱通常在基底下面再放一塊可焊接的銅底板以便焊到散熱器上去。這些熱阻實(shí)際上都是在這個(gè)銅底板上測(cè)得的。
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