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              導熱硅膠片和導熱硅脂大功率發光二極管節能類散熱結構及原理分析

              新聞來源: 發布日期:2020-06-01 13:29:55發布人:佳日豐小張

              由于發光二極管燈的核心部分是PN結(P型半導體和N型半導體通過擴散制作在同一半導體襯底上,在它們的界面上形成一個空間電荷區,稱為PN結),光能通過PN結內部的吸收片和環氧樹脂/硅膠轉化為熱能【導熱硅膠片】。這種熱量對燈有很大的副作用,會使發光二極管燈的內部溫度越來越高,亮度越來越低,壽命越來越短,所以良好的散熱是發光二極管燈保持恒定亮度和延長壽命的保證。

              導熱硅膠片

              接下來,介紹大功率發光二極管的封裝結構:

              因為每個人對發光二極管光源的要求越來越高,除了對發光二極管的發光速率和光色有不同的要求外,對發光強度等方面也有不同的要求。為了滿足客戶需求和提高封裝技術,芯片制造商也對封裝廠提出了更高的要求,設計出能夠更好滿足客戶需求的封裝結構,從而提高了發光二極管外的光利用率。

              不同的應用領域對發光二極管光源提出了更高的要求。除了對發光二極管的發光效率和光色有不同的要求外,對發光角度和光強分布也有不同的要求。這不僅要求上游芯片廠開發新的半導體材料,改進芯片制造工藝,設計符合要求的芯片,還要求下游封裝廠提出更高的要求,設計滿足一定光強分布的封裝結構,提高發光二極管外的光利用率。

              現有散熱技術由以下部分組成:散熱鋁型材、導熱硅膠片或導熱硅脂、導熱陶瓷片和絕緣二氧化硅薄膜發光二極管燈組件、電極、發光二極管基座和發光二極管PN結

              導熱硅膠片

              導熱硅膠的散熱過程是:從發光二極管的PN結發出的熱源穿過發光二極管基座、焊膏焊接層、銅涂層、絕緣層、散熱鋁板、導熱硅膠片或導熱硅脂,然后傳導至散熱鋁板進行散熱,從而完成整個散熱過程。

              一般來說,發光二極管燈座的導熱系數約為80W/m.k;銅鍍層的導熱系數為400W/m.k,鋁板的導熱系數約為IW/m.k,發光二極管燈具用硅墊片或硅脂的導熱系數一般為0.8~5.0W/m.k,離發光二極管的PN結越近,熱流密度越高。以這種方式,鋁板的橫向熱導率均已經達到硅氧烷片/硅氧烷脂,并且絕緣層的熱流密度高于硅氧烷脂的熱流密度,因此可以看出鋁板的絕緣層最難散熱。

              由于鋁板上的絕緣層最難散熱,所以通過鉆孔去除銅鍍層和絕緣層,使鋁基板暴露出來,鋅沉積在暴露出來的鋁板上,鋅表面鍍鎳,鎳上鍍銅,銅上噴錫或鍍金,加工后鍍層附著力強,導熱性能好,鍍膜后將發光二極管焊接在鋁板上。焊接完成后,發光二極管的PN結發出的熱量經過發光二極管基座到達焊膏焊接塊,然后到達鋁板,再經過發光二極管燈的導熱硅膠片或導熱硅膠脂,將熱量傳導到散熱鋁型材,然后將熱量散發到空氣中。由于去除了導熱系數非常小的絕緣層,散熱效果大大增強,從而降低了發光二極管底座的溫度,延長了發光二極管燈具的使用壽命和穩定性。

              導熱硅膠片

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