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稀土高亮度大功率LED照明燈具光效和散熱
發布時間:2019-12-19 11:46????瀏覽數::

稀土大功率LED燈具除了結構簡化外還集成了以下技術:散熱器與燈殼一體化散熱結構,單片式結構,使燈具完全裸露在環境空氣中,沒有蓄熱空腔存在;稀土合金材料制作的散熱器導熱率高熱阻低,稀土合金均溫板結構設計使熱量散發均勻,沒有高溫區域;不同導熱材料之間的精密配合技術和熱變形模數匹配技術,使接觸緊密、熱阻低;使用高效導熱介質材料,降低接觸面熱阻;運用空氣動力學以及熱力學原理設計穿孔立體網格狀散熱器形成“煙囪式”散熱方式,加速空氣對流循環,同時過孔結構使灰塵無處依附,保證了散熱片與空氣的直接接觸面積;納米的熱輻射涂層,增加了燈具的熱輻射能力。

稀土熒光粉的不斷改進,使得整體照明工業受惠--金鹵燈、高壓鈉燈、熒光管節能燈以及新的大功率LED燈。

高效率的光源轉換,使得大功率LED燈的光效提升,熱耗減少。相同功耗可以有更高的亮度;如果亮度相等,那就等于熱耗能減少。這對于怕熱的LED芯片自然是利多。不過,由于真正轉為光能輻射出發光體的能量最多只有百分之三十左右,大部分的能量仍然還是以熱能形式殘留在LED芯片上。

LED芯片本身的襯底材料、固晶方式也越來越趨于高效導熱:

  1.美國CREE公司獨特的碳化硅襯底,是目前導熱率較高的LED芯片襯底,40x40mil尺寸的芯片可以承受1000MA的電流,只要后續的導熱散熱沒有這個額定1W功率的芯片,用到3W也沒有燒毀的顧慮。

  2.傳統藍寶石襯底的芯片,不干示弱,研制出覆晶安裝芯片的方法。將面上的兩個電極翻到底面,直接用銀漿焊接到金屬導熱基板。這樣熱量的傳送比以往用導熱銀膠固晶要直接。另外新近日、韓、臺灣的大功率LED芯片也有以增加一層金屬鍍層在藍寶石襯底的方法,這樣也可以用銀漿取代銀膠來固晶。銀漿固化后導熱率接近純銀,比銀膠導熱率要高。

導熱銅片的改進--金剛石-銅復合材料

  LED芯片如果不是以COB方式直接固晶在線路基板上,就會找一個導熱快的材料做為與散熱鰭片接軌的中間媒介。銅是金屬中導熱僅略次于銀的材料,價格較低,所以目前銅是較為普遍的大功率LED芯片的熱中轉材料。

  然而銅的熱膨脹系數(19左右)比藍寶石襯底的熱膨脹系數(5左右)相差過大。所以用銅做芯片導熱載體在嚴苛的使用環境中,有芯片崩裂的風險。芯片尺寸受限。而今國內已開發出金剛石-銅復合片。導熱率比純銅高;熱膨脹系數比銅低,預計大批量生產后,價格可以讓生產大功率LED芯片集成塊的廠家接受。新的實驗報告,用100W的集成模塊對比,用純銅片的模塊在芯片溫度高到75攝氏度時,用金剛石-銅復合片的模塊芯片溫度只有65攝氏度。


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