高出力LED照明製品の放熱技術の導入
LED照明アプリケーションのトレンドと放熱の問題ソリッドステート照明技術の継続的な進歩により、LEDの発光効率は近年向上しており、従来の光源に徐々に取って代わることができます。 現在、発光効率は白熱灯やハロゲンランプを上回り、上昇を続けています。
また、100lm / Wを超える効率のLED部品を開発している企業もあり、屋内外の照明、携帯電話のバックライトモジュール、車の方向灯などに使用されるだけでなく、LED照明アプリケーションもますます広く使用されています。より楽観的高ワット数のプロジェクションランプやストリートランプ、その他の強力な照明、大型のバックライトモジュール、自動車のヘッドライトに使用されます。 省電力、環境保護、長寿命のメリットにより、今後の主流となるLED光源のトレンドはますます顕著になります。
LEDをより明るく発光させるためには、より高い電力を入力する必要があります。 ただし、高出力LEDの光電変換効率はまだ制限されています。 一般的に、入力電力の約15〜25％が軽くなり、残りは熱エネルギーに変換されます。 。 LEDチップの面積が小さいため、高出力LEDの単位面積あたりの発熱量（熱密度）が非常に高く、一般的なIC部品よりもさらに深刻であり、LEDチップの接合部温度が大幅に上昇します。 、これは過熱の問題を引き起こしやすいです。 。 ウェーハ接合部の温度が高すぎると、LEDの発光輝度が低下しますが、その中で赤色光の減衰が最も顕著です。 また、LEDの波長シフトが演色性に影響を与え、LEDの信頼性を大幅に低下させます。 したがって、放熱技術は現在のLED技術開発のボトルネックになっています。
したがって、放熱設計の課題は非常に大きいです。 チップレベル、パッケージレベル、PCBレベルからシステムモジュールレベルまでの放熱設計を非常に重要視し、最良の放熱ソリューションを探す必要があります。 LED照明製品の場合、システム側の熱放散制限が大きいため、他のレベルの熱放散要件がより明確になります。
LED熱伝達問題の場合、最も基本的な分析方法は、分析に熱抵抗ネットワークを使用することです。 つまり、チップ熱源から周囲温度までのLEDの主な熱放散経路から熱抵抗ネットワークを構築し、各熱抵抗値の特性と大きさを分析します。 熱抵抗値を下げるための対策。 なお、実際の解析では、ダイアタッチ材やソルダーなどの界面材の熱抵抗や熱の熱抵抗値などを考慮して、システム構造に応じてより詳細な熱抵抗ネットワークを形成することができます。散逸モジュール構造。
LEDチップのサファイア基板の熱伝導率が低いため、熱抵抗値が高くなりすぎます。 したがって、改善方法では、サファイアを銅などの熱伝導率の高い材料に置き換えるか、フリップチップ法を使用して熱伝達経路から基板を除去し、熱抵抗を低減する必要があります。 価値。 現在、一般的な合金基板やフリップチップ形状の設計など、チップからパッケージレベルまでの性能が優れた放熱設計により、チップからパッケージへの熱伝達が容易になっています。 ウェーハサイズを大きくして発熱密度を下げることも可能です。
高出力LEDの放熱設計は非常に重要であり、LEDの品質と耐用年数に関連しています。 熱抵抗ネットワークを介して、放熱能力と要件をすばやく分析し、放熱対策を見つけることができます。 高出力LEDは発熱密度が高いため、熱抵抗を低減するために、チップレベル、パッケージレベル、ボードレベルからシステムレベルまでの放熱設計を行う必要があります。 最高の冷却効果を得る。 現在、世界の主要なLEDチップおよびパッケージングメーカーは、より高い発光効率を備えた製品の開発に取り組んでいます。 光の量子効率を向上させることにより、光電変換効率を向上させ、チップの発熱を低減します。
LED製品の開発と応用をより速くするために、関連する熱放散技術を同時に開発する必要があります。 人間の生活の質に対する要求の継続的な改善により、IC製品の熱放散に対する要求が常に存在していたように、熱放散設計は依然として製品設計において重要な位置を占めます。さまざまな高出力LED。
