提升白光led使用壽命的散熱方法

1、提升白光提升白光LEDLED使用壽命的散熱方法使用壽命的散熱方法過去LED業(yè)者為了獲利充分的白光LED光束曾經開發(fā)大尺寸LED芯片試圖藉此方式達成預期目標不過實際上白光LED的施加電力持續(xù)超過1W以上時光束反而會下降發(fā)光效率則相對降低20～30％換句話說白光LED的亮度如果要比傳統(tǒng)LED大數(shù)倍消費電力特性希望超越熒光燈的話就必需先克服下列的四大課題包括抑制溫升、確保使用壽命、改善發(fā)光效率以及發(fā)光特性均等化。有關溫升問題具體方法是降低封裝

2、的熱阻抗；維持LED的使用壽命具體方法是改善芯片外形、采用小型芯片；改善LED的發(fā)光效率具體方法是改善芯片結構、采用小型芯片；至于發(fā)光特性均勻化具體方法是LED的改善封裝方法而這些方法已經陸續(xù)被開發(fā)中。一、解決封裝的散熱問題才是根本方法一、解決封裝的散熱問題才是根本方法由于增加電力反而會造成封裝的熱阻抗急遽降至10KW以下因此國外業(yè)者曾經開發(fā)耐高溫白光LED試圖藉此改善上述問題然而實際上大功率LED的發(fā)熱量卻比小功率LED高數(shù)十倍以上而

3、且溫升還會使發(fā)光效率大幅下跌即使封裝技術允許高熱量不過LED芯片的接合溫度卻有可能超過容許值最后業(yè)者終于領悟到解決封裝的散熱問題才是根本方法。有關LED的使用壽命例如改用硅質封裝材料與陶瓷封裝材料能使LED的使用壽命提高一位數(shù)尤其是白光LED的發(fā)光頻譜含有波長低于450nm短波長光線傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂封裝材料極易被短波長光線破壞高功率白光LED的大光量更加速封裝材料的劣化根據(jù)業(yè)者測試結果顯示連續(xù)點燈不到一萬小時高功率白光LED的亮度已經降低一

4、半以上根本無法滿足照明光源長壽命的基本要求。有關LED的發(fā)光效率改善芯片結構與封裝結構都可以達到與低功率白光LED相同水平主要原因是電流密度提高2倍以上時不但不容易從大型芯片取出光線結果反而會造成發(fā)光效率不如低功率白光LED的窘境如果改善芯片的電極構造理論上就可以解決上述取光問題。二、設法減少熱阻抗、改善散熱問題二、設法減少熱阻抗、改善散熱問題有關發(fā)光特性均勻性一般認為只要改善白光LED的熒光體材料濃度均勻性與熒光體的制作技術應該可以克

5、服上述困擾。如上所述提高施加電力的同時必需設法減少熱阻抗、改善散熱問題具體內容分別是：降低芯片到封裝的熱阻抗、抑制封裝至印刷電路基板的熱阻抗、提高芯片的散熱順暢性。為了要降低熱阻抗許多國外LED廠商將LED芯片設在銅與陶瓷材料制成的散熱鰭片(heatsink)表面接著再用焊接方式將印刷電路板上散熱用導線連接到利用冷卻風扇強制空冷的散熱鰭片上根據(jù)德國OSRAMOptoSemiconductsGmb實驗結果證實上述結構的LED芯片到焊接點的

6、熱阻抗可以降低9KW大約是傳統(tǒng)LED的16左右封裝后的LED施加2W的電力時LED芯片的接合溫度比焊接點高18K即使印刷電路板溫度上升到500C接合溫度頂多只有700C左右；相較之下以往熱阻抗一旦降低的話LED芯片的接合溫度就會受到印刷電路板溫度的影響如此一來必需設法降低LED芯片的溫度換句話說降低LED芯片到焊接點的熱阻抗可以有效減輕LED芯片降溫作業(yè)的負擔。反過來說即使白光LED具備抑制方式。一般認為如果徹底執(zhí)行以上兩項延壽對策可以