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大功率LED節能類利用導熱硅膠墊散熱結構和原理解析

文章來源: 深圳聯騰達科技人氣:2576發表時間:2017-07-15 16:10:11

因為LED燈具的核心部位是PN結(采用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區稱為PN結)而光能在PN結和環氧樹脂/硅膠內部被吸收片轉化熱能,這種熱量是對燈具產生巨大副作用,會使得LED燈具內部溫度越來越高,亮度越來越低,壽命越來越短,所以良好的散熱是LED燈具保持恒亮和延長壽命的保證。

接下來介紹一下大功率LED封裝結構 :
因為大家對LED光源的要求越來越高,除了對LED出光率、光色有著不同程度的要求之外,還對發光強度等方面也有不同的要求,為了滿足客戶需求,為了提高封裝工藝,那么各芯片廠家對封裝廠也提出了更高的要求,設計出更能滿足客戶需求的封裝結構,從而提高LED外部的光利用率。
不同應用領域對LED光源提出更高要求, 除了對LED出光效率、光色有不同的要求, 而且對出光角度、光強分布有不同的要求。這不但需要上游芯片廠開發新半導體材料, 提高芯片制作工藝, 設計出滿足要求的芯片, 而且對下游封裝廠提出更高要求, 設計出滿足一定光強分布的封裝結構, 提高LED外部的光利用率。 
現有的散熱技術由以下幾個部分組成:散熱鋁型材, 導熱硅膠墊或者陶瓷散熱片、絕緣矽膠墊片LED燈組成部分,電極,LED底座,LED的PN結
導熱硅膠其散熱過程是:從LED的PN結發出來的熱源經過LED底座到錫膏焊接層再到敷銅層,透過絕緣層到散熱鋁板再到導熱硅膠墊或者是導熱膏,再將熱量傳導至散熱鋁板上散發出去,這樣整個的散熱環節就完成了。

一般來說,LED燈的底座的導熱系數約為80W/m.k; 敷銅層的導熱系數為400W/m.k, 鋁板的系為大概為:Iw/m.k,LED燈具導熱硅膠墊片或者導熱膏的導熱系為一般在0.8~5.0W/m.k,越靠近LED的PN結,熱流密度就越高,這樣,且導熱硅膠墊/導熱硅脂已經有鋁板橫向導熱均溫了,絕緣層的熱流密度高出導熱膏的熱流密度,從而可以看出散熱的最困難的是鋁板的絕緣層.
既然散熱最困難的是鋁板上的絕緣層,那么就把敷銅層和絕緣層鉆孔去掉,這樣就可以將鋁基板露出來,再在裸露的鋁板上沉鋅,再在鋅面上鍍鎳,然后在鎳上鍍銅,然后再在銅上噴錫或者沉金,這樣經過加工,鍍層附著力強,導熱好,經過鍍層工藝后再把LED焊接到鋁板上。焊接完成后, LED的PN結發出的熱量經過LED底座到錫膏焊接塊再到鋁板再經過LED燈具導熱硅膠墊片或者導熱硅脂將熱量傳導到散熱鋁型材再散發于空氣中.因去除了導熱系數非常小的絕緣層后,散熱效果大大增強, LED底座的溫度隨之得到下降, 從而延長了對LED燈具的壽命和穩定性,
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導熱硅膠墊應用
導熱膏應用到LED上
此文關鍵詞:導熱硅膠墊
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