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新疆路灯厂家优化散热和热管理控制系统

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综合考虑电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光萃取效率等因素,对于100lm/W的LED只有约30%的电能转化为光能,其余的能量则转化为热能,使LED芯片温度升高。对于LED芯片,如果热量不能有效散出,会导致芯片的温度升高,引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和荧光粉效率下降。

随着p-n结的温升,LED芯片的发射波长将发生红移,导致YAG荧光粉激发效率下降,总的发光强度降低,白光色度漂移。当温度超过一定值时,器件的失效率将呈指数规律攀升。器件温度每上

升2℃,可靠性将下降10%.为了保证器件的寿命,一般要求p-n结的结温在90℃以下。当多个LED密集阵列或集成封装时,系统散热问题更严重。因此解决散热问题已成为LED路灯的先决条件。

如何提高LED路灯的散热能力是LED封装和LED路灯设计的核心问题。LED路灯散热问题分为芯片p-n结到外延层;外延层到封装基板;封装基板到外界环境三个层次。这三个环节构成了热传导的通道。针对LED的散热难题,中山大学半导体照明系统研究中心分别以下各个层面对散热和热管理系统进行了优化设计。

外延层到封装基板的散热:在芯片封装上,采用倒装芯片结构、共晶焊封装(图4)、金属线路板结构。在器件封装上,选择合适的基板材料,比如金属印刷电路板(MC-PCB)、陶瓷、复合金属基板等导热性能好的封装基板,以加快热量从外延层向封装基板散发。