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用厚膜技术最佳化大功率LED

2021-12-16 08:00分类:电子元器件 阅读:

 

  依据美国能源部电力能源高效率和可再生资源公司办公室带来的新闻资讯,排热是完成设计方案LED系统软件的最重要要素之一。 发光二极管只有将20%到30%的电磁能转换为能见光,其他转换为发热量,务必从LED芯片导进线路板和散热器。不必要的卡路里会降低LED的光輸出,减少其使用寿命。因而,排热效果的提高针对预设值LED的功能发展潜力十分关键。

  用排热基钢板取代

  现阶段,用以大功率/亮度高主要用途的LED基钢板或摸组被銲接到一个金属材料基印刷线路板(MCPCB)、提高排热型印刷线路板或陶瓷基板上,随后将基钢板黏接到散热器上。 尽管这类配备在LED领域广泛运用,但它并不是最好的排热方式,并且制造成本很有可能很高。

  MCPCB和提高排热型印刷线路板具备优良的导热特性,但设计方案灵敏度比较有限,并且要是必须提升排热效率,成本费很有可能很高,缘故是必须附加耗费排热孔生产加工成本和高昂的传热绝缘层材料花费。陶瓷基板能够选用传热性较弱但价格低的瓷器(如氧化铝陶瓷),还可以选用传热性强但价钱十分贵重的瓷器(如氮化铝瓷器)。总得来说,陶瓷基板的费用高过MCPCB和提高排热型印刷线路板基钢板。

  为取代以上基钢板,LED生产商已经检测立即在太阳能电池片上制做电源电路的方式 ,由于这个办法能保证优质的传热性。因为其优点,LED产业链有兴趣爱好选用铝,但在太阳能电池片上制做LED电源电路必须 电缆护套。如今,厚膜分离技术的进度使LED产业链可以得到应用太阳能电池片的益处。

  厚膜排热料浆经销商贺利氏原材料技术性企业研发的太阳能电池片用原材料系统软件(IAMS)是一种超低温煅烧(小于600℃)的厚膜绝缘层系统软件,能够包装印刷和煅烧在太阳能电池片上。IAMS原材料系统软件包括电极化料浆、银导电浆料、夹层玻璃防护层和电阻器料浆。这种资料都适用于3000、4000、5000和6000系列产品太阳能电池片。

  IAMS的优势

  贺利氏企业厚膜材料部全世界LED专案主管近藤充老先生说:“IAMS是为太阳能电池片设计方案的绝缘层系统软件。铝没法承担超出摄氏度660度之上的溫度,规范的厚膜商品根据瓷器,务必在持续高温下煅烧,溫度达到摄氏度800度至900度。

  近藤充老先生表述说:“由于IAMS料浆可在小于摄氏度600度的环境温度下煅烧,因此 该体系适用于铝型材生产加工标准。除此之外,IAMS与众不同的夹层玻璃系统软件能降低铝型材的形变涨缩,与此同时能保证较高的Break down voltage和优异的传热性。”

  大部分厚膜料浆的线膨胀系数(CTE)调节到可适用于高溫、低热膨胀系数的陶瓷基板。可是,假如采用的是线膨胀系数很高的太阳能电池片及其为瓷器设计方案的料浆,基钢板便会因线膨胀系数的不同而产生“形变涨缩”。依据设计方案,IAMS的导热系数与铝的线膨胀系数相符合,可最大限度地减小形变涨缩。

  根据选用IAMS,非常容易对LED基钢板的设计方案完成改动。近藤充老先生说:“根据厚膜分离技术,能够将LED电源电路图案设计立即用丝印网版包装印刷到太阳能电池片上。丝印网版图案设计非常容易依据控制电路的转变 多方面改动,只需改动丝印网版随后再次包装印刷就可以。”在制做原形和设计,这类协调能力很有协助。

  除此之外,因为包装印刷流程中包装印刷IAMS料浆常用的制造是可挑选包装印刷地区的制造,因而成本费较低。绝缘层料浆仅包装印刷在导电性电源电路所属的部位。只需设计方案适当,排热孔非常容易立即接入到高传热性的铝型材上。与蚀刻加工的MCPCB和提高排热型印刷线路板对比,这类办法消耗的原材料非常少(前二种板才是用化工方式蚀刻加工铜钱而做成电源电路)。选用IAMS系统软件时,电导体料浆仅包装印刷在必须 产生线路的部位。

  此外,选用IAMS技术性,顾客只需应用一种绝缘层料浆。别的厚膜分离技术规定为每一个电缆护套应用2种不一样种类的夹层玻璃料浆。除此之外,全部IAMS料浆均合乎RoHS要求。

  完善的技术性

  对LED特性尤为重要的是高效的排热;使LED维持较低的溫度有利于提升光亮度和延长寿命。为了更好地证实IAMS可给予LED生产商规定的排热特点,贺利氏企业邀约第三方开展了检测。贺利氏企业请德国Oulu的VTT技术性研究所对MCPCB和IAMS开展了比较研究。

  VTT的研究者Aila Sitomaniemi说:“大家较为了应用MCPCB和IAMS的LED基钢板的热特点。大家检测了10个基钢板,每一个电路板上都銲接大功率LED。每片线路板被放入恒温室,将线路板底端的触碰溫度始终保持在摄氏度25度,以保证每一个线路板遭受高效率和一样的制冷。”

  Sitomaniemi强调:“检测结果显示,用IAMS料浆銲接的LED,工作温度小于銲接在MCPCB上的LED。选用350mAh通断电流量时,相接处的平均气温低高达三度,选用700mAh低高达六度。”

  VTT的研究者Eveliina Juntunen说,排热是核心LED元器件特性的主要因素。Juntunen说:“应用大功率LED时,务必由排热来达到高效率、颜色、稳定性和商品使用寿命层面日益严苛的规定。”

  Juntunen强调:“精确测量数据显示,IAMS减少了LED的紧密连接溫度。选用IAMS时,测出LED合理相接处与线路板底端的热电阻值比选用MCPCB低高达20%”。Juntunen说,她觉得这种結果很更有意义,在以最好方法运用LED层面有着非常明显的优点。

  散热器包装印刷

  IAMS技术性将来有可能立即将电源电路包装印刷在散热器上。现阶段,在大部分LED拼装业务流程中,均选购封裝后的LED,随后用超低温黏着剂将LED和散热器黏接在MCPCB上。每多一层便会提升一层热电阻值,最后会有损色度和使用寿命。

  近藤充老先生说“IAMS技术性使用户可以同时将电缆护套包装印刷在散热器上,解决了附加的排热基钢板(MCPCB、提高排热型线路板、瓷器等)提高热电阻的难题。LED元器件能够同时接入到散热器,给予了较好的排热方式。”

  减少热值,增加使用期限

  贺利氏企业的太阳能电池片用原材料系统软件根据降低LED模块的相接处/层总数来减少热电阻值。根据使用这类单一秘方、多用途的系统软件,LED生产商可以以成本低开展工程变更,并可开展可选择性包装印刷电缆护套。因为可以应用成本费用较低的基钢板(如铝合金板),因而可以提高传导性耳聋和增加LED的使用寿命。

  近藤充老先生最终说:“使LED模块维持较低的溫度,是完成最好LED作用的重要。将LED的气温减少10度,可将机器设备的使用寿命增加一倍之上,并可减少成本费用,这促使LED对顾客更具备诱惑力。”

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