Pakendi substraadi mõju LED-soojuse hajumisele

Soojuse hajumise probleem on probleem, mida tuleb suure võimsusega LED-pakendite puhul lahendada. Kuna soojuse hajumise efekt mõjutab otseselt LED-lambi eluiga ja valgusefektiivsust, on suure võimsusega LED-paketi soojuse hajumise probleemi tõhusal lahendamisel oluline roll LED-paketi töökindluse ja eluea parandamisel. Millised on siis peamised tegurid, mis mõjutavad LED-paketi soojuse hajumist.

Esimene tegur: pakendi struktuur

Pakendi struktuur on jagatud kahte tüüpi: mikropihusti struktuur ja flip chip struktuur.

1.Mikropihusti struktuur

Selles tihendussüsteemis moodustab vedelikuõõnes olev vedelik teatud rõhu all mikrodüüsi juures tugeva joa. Joa mõjutab otseselt LED-kiibi aluspinna pinda ja võtab ära mikropumbale mõjuva LED-kiibi tekitatud soojuse. Altpoolt siseneb kuumutatud vedelik väikesesse vedelikuõõnde, et eraldada soojust väliskeskkonda, nii et selle temperatuur langeb, ja voolab seejärel uuesti mikropumbasse, et alustada uut tsüklit.

Eelised: Mikropihustusstruktuuril on kõrge soojuseraldusvõime ja LED-kiibi substraadi ühtlane temperatuurijaotus.

Puudused: mikropumba töökindlus ja stabiilsus omavad süsteemile suurt mõju ning süsteemi struktuur on keerulisem, mis suurendab kasutuskulusid.

2. Flip chip struktuur

Klapp-kiip. Traditsioonilise formaalse kiibi puhul asub elektrood kiibi valgust kiirgaval pinnal, mis blokeerib osa valguse emissioonist ja vähendab kiibi valgust kiirgavat efektiivsust.

Eelised: kiibi peal olevast safiirist eemaldatakse valgus selle struktuuriga, mis välistab elektroodide ja juhtmete varjutamise ning parandab valgusefektiivsust. Samal ajal kasutatakse substraadil kõrge soojusjuhtivusega räni, mis parandab oluliselt kiibi soojuse hajumise efekti.

Puudused: selle struktuuri PN poolt tekitatud soojus eksporditakse läbi safiirsubstraadi. Safiiri soojusjuhtivus on madal ja soojusülekandetee pikk. Seetõttu on selle konstruktsiooni kiibil suur soojustakistus ja kuumus ei haju kergesti.

Teine suurim tegur: pakkematerjalid

LED-pakendimaterjalid jagunevad kahte tüüpi: termilise liidese materjalid ja alusmaterjalid.

1.termilise liidese materjalid

Praegu on LED-pakendite jaoks tavaliselt kasutatavad termilise liidese materjalid soojusjuhtiv liim ja juhtiv hõbeliim.

a) Soojust juhtiv liim

Tavaliselt kasutatava soojusjuhtiva liimi põhikomponent on epoksüvaik, mistõttu selle soojusjuhtivus on väike, soojusjuhtivus halb ja soojustakistus suur.

Eelised: Soojust juhtival liimil on isolatsiooniomadused, soojusjuhtivus, põrutuskindel, lihtne paigaldamine, lihtne protsess ja nii edasi.

Puudused: Madala soojusjuhtivuse tõttu saab seda kasutada ainult LED-pakendite puhul, mis ei vaja suurt soojuse hajumist.

(b) Juhtiv hõbeda liim

Juhtiv hõbeliim on GeAs, SiC juhtiv substraat LED, mis on peamine pakkematerjal tagumise elektroodiga punase, kollase ja kollakasrohelise LED-i väljastamisel või valmistamisel.

Eelised: selle funktsioonid on kiibi kinnitamine ja sidumine, soojusjuhtimine ja soojuse ülekandmine ning sellel on oluline mõju LED-seadme soojuse hajumisele, valguse peegelduvusele ja VF-i omadustele. Termilise liidese materjalina kasutatakse juhtivat hõbedast liimi praegu LED-tööstuses laialdaselt.

2.substraadi materjalid

LED-pakettseadmete teatud soojuse hajumise teekond kulgeb LED-kiibilt sidekihini sisemise jahutusradiaatorini soojuse hajumise substraadini ja lõpuks väliskeskkonda. On näha, et soojust hajutav substraat on oluline LED-paketi soojuse hajutamiseks. Seetõttu peavad soojust hajuval substraadil olema järgmised omadused: kõrge soojusjuhtivus, isolatsioon, stabiilsus, tasapinnalisus ja kõrge tugevus.