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LED光源が加熱される理由

Jul 19, 2019

LED光源が加熱される理由

LEDのPN接合部の加熱は、まず、特定の熱抵抗を持つウェーハ半導体材料自体によって、ウェーハの表面に伝導されます。 LEDコンポーネントの観点からは、パッケージの構造に応じて、ウェーハとホルダーの間にさまざまなサイズの熱抵抗もあります。 これら2つの熱抵抗の合計が、LEDの熱抵抗Rj-aを構成します。 ユーザーの観点からは、特定のLEDのRj-aパラメーターは変更できません。 これは、LEDパッケージ会社が研究する必要のある問題ですが、異なるメーカーの製品またはモデルを選択することにより、Rj-a値を減らすことが可能です。

LED照明器具では、LEDの熱伝達経路は非常に複雑です。 主な方法は、LED-PCB-ヒートシンク-流体です。 照明器具の設計者として、本当に意味のある仕事は、照明器具の材料と放熱構造を最適化して、LED部品を可能な限り減らすことです。 流体間の熱抵抗。

電子部品を取り付けるためのキャリアとして、LED部品は主にはんだ付けによって回路基板に接続されます。 金属ベースの回路基板の全体的な熱抵抗は比較的小さいです。 一般的に使用されるのは銅基板とアルミニウム基板であり、アルミニウム基板は比較的低価格です。 業界で広く採用されています。 アルミニウム基板の熱抵抗は、さまざまなメーカーのプロセスによって異なります。 おおよその熱抵抗は0.6〜4.0°C / Wで、価格差は比較的大きいです。 アルミニウム基板は、一般に、配線層、絶縁層、基板層の3つの物理層を備えています。 一般的な電気絶縁材料の電気伝導性も非常に低いため、熱抵抗は主に絶縁層に由来し、使用される絶縁材料はまったく異なります。 中でも、セラミックベースの絶縁媒体は、熱抵抗が最小です。 比較的安価なアルミニウム基板は、一般にガラス繊維絶縁層または樹脂絶縁層です。 熱抵抗は、絶縁層の厚さと正の関係もあります。

コストと性能の条件の下で、アルミニウム基板タイプとアルミニウム基板面積は合理的に選択されます。 対照的に、ヒートシンクの形状を正しく設計し、ヒートシンクとアルミニウム基板を最適に接続することが、照明器具の設計を成功させる鍵です。 熱放散の量を決定する真の要因は、ヒートシンクと流体との接触面積と流体の流量です。 一般的なLEDランプは自然対流によって受動的に消散され、熱放射も熱放散の主な方法の1つです。

したがって、LEDランプが熱を放散できない理由を分析できます。

1. LED光源には大きな熱抵抗があり、光源は消散しません。 サーマルペーストを使用すると、熱放散動作が失敗します。

2.アルミニウム基板は、PCB接続光源として使用されます。 アルミニウム基板には複数の熱抵抗があるため、光源の熱源は伝達できず、熱伝導性ペーストを使用すると、放熱動作が失敗する可能性があります。

3. LED光源の熱放散が失敗する原因となる発光面の熱緩衝のためのスペースがなく、光の減衰が進みます。 上記の3つの理由は、業界におけるLED照明機器の故障の主な理由であり、これ以上の解決策はありません。 一部の大企業では、セラミック基板を使用してランプビーズパッケージを放散していますが、コストが高いため広く使用することはできません。

したがって、いくつかの改善が提案されています。

1. LEDランプのヒートシンクの粗面化は、熱放散能力を効果的に改善する方法の1つです。

粗面化とは、滑らかな表面が使用されないことを意味し、物理的および化学的方法で実現できます。 一般に、サンドブラストと酸化の方法です。 着色も化学的方法であり、酸化とともに完了することができます。 プロファイル研削ツールを設計する場合、表面にいくつかのリブを追加して表面積を増やし、LEDランプの熱放散能力を向上させることができます。

2.放熱能力を高める一般的な方法は、黒色の表面処理を使用することです。