从封装结构到封装材料诠释陶瓷线路板

时间:2021-05-23作者:佚名

  LED的发光原理是直接将电能转换为光能,其电光转换效率大约为20%—30%,光热转换效率大约为70%—80%。随着芯片尺寸的减小以及功率的大幅度提高,导致LED结温居高不下,引起了光强降低、光谱偏移、色温升高、热应力增高、元器件加速老化等一系列问题,大大降低了LED的使用寿命。结温也是衡量LED封装散热性能的一个重要技术指标,当结温上升超过最大允许温度时(150℃),大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED封装设备中,散热是限制其发展的瓶颈,也是必须解决的关键问题。

  目前全球LED产业解决散热问题无非从三个方面提升,一个是封装结构,一个是封装材料,还有就是散热基板。只有把热量散发出去才能解决根本问题。

  目前应用在散热的封装结构主要有三种:

  一、倒装芯片结构

  传统的正装芯片,电极位于芯片的出光面,所以会遮挡部分出光,降低芯片的出光效率。同时,这种结构的PN结产生的热量通过蓝宝石衬底导出去,蓝宝石的导热系数较低且传热路径长,因而这种结构的芯片热阻大,热量不易散发出去。从光学角度和热学角度来考虑,这种结构存在一些不足。为了克服正装芯片的不足,2001年Lumileds Lighting公司研制了倒装结构芯片。该种结构的芯片,光从顶部的蓝宝石取出,消除了电极和引线的遮光,提高了出光效率,同时衬底采用高导热系数的陶瓷线路板,大大提高了芯片的散热效果。

  二、微喷结构

  在该封装系统中,流体腔体中的流体在一定的压力作用下在系列微喷口处形成强烈的射流,该射流直接冲击LED芯片基板下表面并带走LED芯片产生的热量,在微泵的作用下,被加热的流体进入小型流体腔体向外界环境释放热量,使自身温度下降,再次流入微泵中开始新的循环。类似于电脑主板的水冷散热,这种微喷结构具有散热效高、LED芯片基板的温度分布均匀等优点,但微泵的可靠性和稳定性对系统的影响很大,同时该系统结构比较复杂运行成本较高。

  三、热电制冷结构

  热电制冷器是一种半导体器件,其PN结由两种不同的传导材料构成,一种携带正电荷,另一种携带负电荷,当电流通过结点时,两种电荷离开结区,同时带有热量,以达到制冷的目的。类似于空调制冷原理。但是技术尚不成熟,无法批量应用。

  从上述可以看出,LED总体散热效果与各界面之间的散热有很大关系,那么完全可以降低某界面热阻来提升散热效果。封装材料就算其一。封装材料主要就是基板和胶水。目前,LED封装胶水常用的有导热胶、导电银胶还有最新的荧光陶瓷胶。

  一、导热胶

  常用导热胶的主要成分是环氧树脂,因而其导热系数较小,导热性能差,热阻大。为了提高其热导性能,通常在基体内部填充高导热系数材料如三氧化二铝、氮化硼、碳化硅等。导热胶具有绝缘、导热、防震、安装方便、工艺简单等优点,但其导热系数很低(一般低于1w/mk),因而只能应用在对散热要求不高的LED封装器件上。如果LED功率过大,导热系数就跟不上需求,同样会产生大量结温。

  二、导电银胶

相关阅读

LED灯具在节能改造中的优势

目前,越来越多的LED灯具已取代传统照明灯具,并运用在照明展示、广告照明、水底照明、建筑照明、路灯和其他应用领域。 我国政府已将“节能减排”作为国策。随着国家“节能减排...
2021-05-23

浅析大功率LED芯片技术发展状况

大功率芯片技术专注于如何提升出光效率来提升芯片的发光效率,主要技术途径和发展状况阐述如下: 一:改变芯片外形的技术 当发射点处于球的中心处时,球形芯片可以获得最佳的...
2021-05-23

智能光电材料与传感技术研究获重要进展

近日,中国计量大学光电学院和深圳大学物理与光电工程学院、香港理工大学应用物理学系开展合作,在智能光电材料与传感技术领域取得重要进展。中国计量大学赵英杰在教授白功勋...
2021-05-23
智能光电材料与传感技术研究获重要进展

解析基于直流电源和交流电源的LED调光技术

作为一种光源,调光是很重要的。不仅是为了在家居中得到一个更舒适的环境,在今天来说,减少不必要的电光线,以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事。而且对于LED光源...
2021-05-23
解析基于直流电源和交流电源的LED调光技术

至芯半导体成功研制日盲深紫外器件

至芯半导体成功研发出AlGaN的高灵敏日盲型深紫外光的光电探测器,相关成果已申请发明专利(申请号: 202210045910.6),这一成果为实现高性能日盲深紫外光电探测器和图像传感提供了一...
2022-08-23
至芯半导体成功研制日盲深紫外器件

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
1

304不锈钢连胶条喉箍R型固定夹管夹U型电缆电线连胶条卡箍橡胶减

304不锈钢连胶条喉箍R型固定夹管夹U型电缆电线连胶条卡箍橡胶减震,是一种高效、耐用的管路连接解决方案。该产品采用高品质304不锈钢材料,具有优异的耐腐蚀性和强度...
0.29

led轨道射灯超亮节能商用展厅商场超市背景墙20w30w40w导轨灯

LED轨道射灯是一种高效能的照明设备,广泛应用于商业展厅、商场超市等场所的背景墙照明。其特点包括超亮节能和商用适用性。 20W、30W和40W三种规格的LED轨道射灯,...
17.82

12V星空顶筒灯嵌入式阳台卧室客厅氛围迷你呼吸小射灯满天星天花

12V星空顶筒灯是一款专为营造浪漫氛围而设计的迷你嵌入式射灯,适用于阳台、卧室、客厅等空间。采用低功耗LED光源,安全节能,光线柔和均匀,支持呼吸模式与满天星效果,可...
7.92

电刷盖子碳刷盖塑料盖电锤磨光机电锯切割机手电钻角磨机电镐电钻

电刷盖子、碳刷盖、塑料盖、电锤磨光机、电锯切割机、手电钻和角磨机电镐等,是现代家庭和工业环境中不可或缺的工具。这些设备通过电力驱动,能够完成多种作业,如钻孔...
0.25

网站栏目