Análise de aplicações de LED de alta potência branco e dissipação de calor de chip LED

May 07, 2017

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Embora parece bastante bom em termos de características, mas na verdade existem algumas deficiências, como na vida de serviço, apenas 3.000 horas ou assim, mais o preço é muito caro é não fácil de resolver as coisas, talvez o preço é muito caro, o problema pode levar alguns é hora de soltar um pouco, mas agora o nível de 300.000 ienes para ver, para cair para 3.000 ou até mesmo de 300 ienes, demora mais de 10 anos de tempo.

Para LED branco, hoje é ainda há pobre uniformidade luminosa, vida material fechada não é longa e não pode jogar o branco que LED é esperado para usar as vantagens. Mas o nível de demanda, não só o uso geral da iluminação, com o telefone móvel, LCDTV, automotiva, médica e outro positivo amplamente utilizado, tornando o desenvolvimento mais adequado das pesquisas de tecnologia LED branco resultados são bastante preocupados com.

Aumentar a quantidade de luz, aumentando a área de bolacha

Esperar para melhorar a eficiência luminosa do LED branco, existem duas direções principais, é amelhorar a área de chips de LED, ou seja, a área atual de 1m pequeno chip ㎡, área luminosa aumentada para ㎡ 10m ou mais, para aumentar a quantidade de luz, ou juntar várias pequenas lascas no mesmo módulo.

Embora o LED chip área grande, para obter um monte de brilho, mas por causa da grande área, no aplicativo do processo e os resultados aparecerão fenômeno contraproducente. Portanto, tendo em vista esses problemas, alguns da indústria LED para melhorar a estrutura do eletrodo e a estrutura do flip chip, o chip de superfície para melhorar, para alcançar 50lm / eficiência luminosa de W.

Por exemplo, no caso onde a camada luminescente aproxima-se nas proximidades do pacote, a luz é emitida do lado de fora, para que o eletrodo não é blindado, mas a desvantagem é que o calor gerado não é facilmente dissipado.

Em vez de aumentar a superfície de bolacha, é absolutamente possível aumentar o brilho de um fôlego, adicionando a área de bolacha, desde que as partes melhoradas do wafer podem não reflectir-se quando a luz é dispersada de dentro do wafer, um limite pequeno , de acordo com o cálculo, o tamanho dos cavacos melhor peça eficiência luminosa LED é cerca de 7 metros quadrados de m.

O uso de vários chip LED de área pequena para aumentar rapidamente a eficiência luminosa

E chip de grande área LED em comparação com o uso do pacote de chip de LED de baixa potência no mesmo módulo, que é capaz de atingir rapidamente a requisitos de alto brilho, por exemplo, cidadão será oito LED pequeno pacote juntos, para que a eficiência luminosa do módulo alcançado 60lm / W, chamado primeiro caso da indústria.

Mas essa abordagem também causou algumas dúvidas, porque é mais do que um pacote de LED no mesmo módulo, assim que o módulo deve ser colocado em alguns materiais de isolamento, a fim de evitar curto-circuito entre o chip do LED, mas esta vai aumentar o custo de um lote.

A explicação para o cidadão é que, na verdade, a magnitude do impacto nos custos é bastante pequena, desde menos de um por cento destes materiais isolantes são comparados ao global relação de custo e pode ser feita com materiais existentes aplicação, estes isolantes materiais não é necessário re-desenvolver, não é necessário adicionar novos equipamentos para responder.

Apesar de teoricamente razoável interpretação do cidadão, é um desafio para a indústria menos experiente, porque tanto em termos de bom, R & D e engenharia de produção devem ser ultrapassadas.

Claro, existem outras maneiras de alcançar o objetivo de melhorar a eficiência luminosa, muitos indústria encontrado no substrato para produzir a estrutura desigual, que pode ser capaz de melhorar a saída de luz, para que haja gradualmente em direção à superfície da bolacha de LED safira estabelece a estrutura de cristal de textura ou fotônica.

Por exemplo, a Alemanha OSRAM é um quadro de desenvolver uma "ThinGaN" alto brilho LED, a OSRAM é formado na camada InGaN da película do metal e em seguida despojado de safira. Desta forma, a película do metal irá produzir o efeito de mapeamento e conseguir mais luz para fora, e de acordo com a OSRAM, os dados mostram que essa estrutura pode obter 75% de eficiência da extração de luz.

Espera-se que a eficiência luminosa de 50 lm / W é esperado para ser alcançado pelo uso de uma estrutura de flip chip. Desde que a luz emitida por camada aproxima-se nas proximidades do pacote, a luz da luz emitindo camada é dissipada para o exterior, para que o eletrodo não é blindado.

Claro, além da necessidade de luz tirar o chip fora o esforço, porque espera ser capaz de obter maior eficiência luminosa, em parte do pacote da necessidade de fazer algumas melhorias. Na verdade, cada projeto adicional terá algum impacto sobre a eficiência de extração de luz, mas isso não significa que porque o processo de empacotamento certamente aumentará a perda de luz superior, como o Japão OMROM desenvolvido pela fonte de luz avião tecnologia, pode melhorar consideravelmente a eficiência de extração de luz, essa estrutura OMROM é o diodo emissor de luz emitido pelo uso do sistema de lentes óptico e sistema ótico reflexivo para fazer o controle, portanto OMROM chamado "Sistema óptico Doublereflection."

Com essa estrutura, a perda de luz causada pelo LED do pacote convencional do tipo concha ou semelhante pode ser melhorada para a reflexão de grande angular do pacote para obter maior eficiência luminosa, e ainda mais, o processamento é realizado sobre a malha formada sobre o superfície e a formação do efeito de reflexão de dupla camada, desta forma, na verdade, podem obter uma boa luz fora do controle de eficiência. Por causa deste projeto especial, estes uso do efeito reflexivo para alcançar alta luz fora a eficiência do LED, o objetivo principal é para aplicações de retroiluminação LCDTV.

A importância de encapsular e fluorescentes materiais está aumentando

Mas se você deseja usar como aplicações de retroiluminação LCD TV, então a necessidade de superar o problema será mais, porque o uso contínuo de LCD TV de tempo é até várias horas, ou até mesmo 10 horas, então, por causa de tanto tempo do uso do branco luz LED usado como um luz de fundo deve ter um contínuo uso não terá o brilho da situação.

Tem sido publicado branco de alta potência LED, sua energia luminosa é um brilho de LED de baixa potência branco de várias vezes, então a esperança de que o uso de LED de alta potência branco em vez de lâmpadas fluorescentes, como um dispositivo de iluminação, deve haver um difícil de superar é o brilho da a situação.

Por exemplo, luz branca LED para um uso contínuo do tempo de 1W de electricidade, fará com que o uso contínuo da segunda que metade do tempo gradualmente reduzir o brilho do fenômeno, claro, não só de alta potência LED branco aparecerá tal situação, baixo consumo de energia branco LED há um problema, mas porque, branco de baixa potência porque a aplicação de produtos diferentes, assim que ele particularmente não irá destacar um problema tão grande.

Quanto maior for a corrente usada, quanto maior o brilho obtido, que é geralmente a ideia de alcançar o alto brilho para o LED, mas porque a corrente usada aumenta, a desvantagem é que o material de encapsulamento é capaz de suportar isso por muito tempo por causa do calor gerado pela corrente, mas também por causa dessa utilização contínua, muitas vezes, a resistência térmica dos materiais de embalagem irá cair para 10 k / w abaixo.

Calor de LED de alta potência é algumas vezes menor do que o LED de baixo consumo de energia, portanto, será com o aumento da temperatura e a energia luminosa para reduzir o problema, então a alta resistência ao calor de desenvolvimento de materiais de embalagem de alta qualidade, é relativamente significativa importante.

Talvez no 20 ~ 30lm / W seguindo o LED, estes problemas não existem, mas uma vez enfrentaram mais 60lm / w LED de alta potência, você tem que encontrar uma maneira de resolver, porque o impacto da térmica efeitos, definitivamente não só o LED em si, mas vai ser incomodado pelo app global referência do produto, então se o LED pode ser resolvido a este respeito, em seguida, você pode também reduzir a aplicação do produto em si, o resfriamento sobrecarregar.

Portanto, em face da melhoria contínua da situação actual, ao mesmo tempo, como aumentar a resistência ao calor, mas também a necessidade urgente de ser superado nesta fase, em todos os aspectos, além do material em si, mas também de chip para o Da resistência ao calor, estrutura térmica, materiais de embalagem para o PWB entre a resistência ao calor, estrutura térmica e o estrutura de resfriamento do PWB os materiais da embalagem, que precisa ser uma consideração holística.

Por exemplo, mesmo se a resistência térmica entre a hóstia e o material do pacote pode ser resolvida, a eficiência de dissipação de calor da bolacha de LED também é aumentada devido ao efeito de dissipação de calor pobre do pacote para o PCB. Então, como a Panasonic, a fim de resolver este problema, partir de 2005, colocar o tipo circular, linear, superfície de LED branco, e design de substrato de PCB em um só, para superar pode aparecer no pacote do PCB o problema de interrupção de calor.

No entanto, nem todos da indústria são como Panasonic, as embalagens são considerados materiais para o PWB entre a resistência ao calor, porque relacionamento estratégico da indústria, alguns da indústria para o design de substrato como meta, apenas para o PWB do estrutura de refrigeração para melhorar.

Há um monte de indústria, porque eles não produzem a relação entre o LED, então apenas no PCB para fazer alguma pesquisa e desenvolvimento, mas só no final ainda não é suficiente, então a necessidade de escolher um bom calor LED branco. Material metálico, com o pacote de LED branco no slot de arrefecimento firmemente conectado para concluir com um design dissipador de calor de alta potência branco LED e PCB placa conexão, a capacidade de calor.

No entanto, parece que só porque é esperado para alcançar o calor e uma coisa simples de ser complicado, no final, isso não é coerente com o conceito de custo e progresso a nível de aplicativo de hoje, é difícil fazer um julgamento, na verdade , uma indústria está a olhar para este aspecto, tais como cidadão publicou em 2004 o produto é capaz de empacotar a partir da espessura de 2 ~ dissipação de calor de 3mm longe do calor, para fornecer o aplicativo pode ser usada por causa de um dissipador de calor do LED branco de alta potência , Do PWB para permitir que o projeto térmico jogar.

Mudanças em materiais de embalagem para melhorar a vida de LED branca do original 4 vezes

Claro, o problema de calor não é apenas o impacto do desempenho do brilho, mas também sobre a vida do LED em si desafios, então nesta parte do LED, continuar a desenvolver materiais de embalagem para responder, continuar a melhorar a luminosidade do LED gerada Impacto.

No passado, resina epóxi, utilizada como material de embalagem tinha resistência térmica pobre, e era possível que a resina de cola epoxy tinha sido descolorida antes que a vida da bolacha de LED em si foi atingida. Portanto, para melhorar a dissipação de calor e deve permitir mais da corrente a ser lançado, que é uma parte importante desta arquitetura.

Além disso, não só porque o fenômeno de calor irá produzir resina epóxi, e também fará com que comprimentos de onda curtos até alguns problemas sobre o epóxi da resina, que é porque o espectro de luz branco LED, também contém luz de comprimento de onda curta e anel oxigênio resina é bastante fácil ser luz branca LED no comprimento de onda curto da luz danos, mesmo a baixa potência LED branco tem sido a de causar danos à resina epóxi, para não mencionar o LED branco de alta potência contém luz de comprimento de onda curto mais e, em seguida, deterioração do natural também acelerado, e mesmo alguns produtos na contínuo aceso após a vida útil de menos de 5.000 horas.

Então, com sua superação constante devido ao material de embalagem velha - resina de cola epoxy causada por descoloração, é melhor desenvolver uma nova geração de materiais de embalagem, talvez uma boa escolha. Neste momento na solução para o problema da vida nesta área, muitos indústria de embalagens de LED estão enfrentando para abandonar a resina epóxi e alterar o uso de silicone e cerâmica como material de embalagem, de acordo com as estatísticas, porque a mudança na embalagem de materiais, em fato, pode melhorar a vida de LED.

Sobre o ponto de vista dados, em vez de materiais de embalagem de resina epóxi - resina de silicone, tem uma alta resistência ao calor, de acordo com o teste, mesmo na 150 ~ 180 graus Celsius de alta temperatura, ele não vai mudar a cor do fenômeno parece ser uma belo embrulho ma terial.

Porque a resina de silicone pode dispersar azul e perto de luz ultravioleta, então comparados com resina epóxi, resina de silicone pode inibir o material por causa da luz de comprimento de onda curta e a degradação causada pelo fenômeno, reduzindo a taxa de luz taxa de penetração de declínio.

Então, com o aplicativo atual ponto de vista, quase todos os produtos de LED de alta potência brancos tem sido modificado a resina de silicone como material de embalagem, por exemplo, porque o curto comprimento de onda da luz causada pelo impacto da parte do comprimento de onda de 400 ~ 450nm luz, resina de epóxi sobre alguns pedaços.

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