Који су кључни захтеви за дизајн амбалаже и расипање топлоте сијалица високе{0}}обе како би се спречило прегревање и утицало на њихов век трајања?

一, Материјали за паковање: равнотежа између термодинамичких карактеристика и дуготрајне{0}}стабилности
1. Материјал подлоге: Замена пластике керамичком подлогом постала је уобичајена.
Традиционалне пластичне подлоге (као што је ФР-4) имају топлотну проводљивост од само 0,3–0,5В/(м·К), што значи да светла са више од 50В снаге могу лако добити вруће тачке. Топлотна проводљивост керамичке подлоге од алуминијум нитрида (АлН) може бити чак 170–230 В/(м · К), а топлотна проводљивост керамичке подлоге од алуминијум оксида (Ал ₂ О3) може бити чак 24–35 В/(м · К). Оба ова материјала могу знатно смањити топлотну отпорност. Компанија Дингхонгрун, на пример, користи ЛЕД чипове са керамичким подлогама од алуминијум нитрида. Температура споја је за 25 степени Целзијуса нижа од оне код производа од пластичне подлоге након 1000 сати непрекидне употребе, а стопа деградације светлости опада са 15% на 5%.
2. Флуоресцентни прах и лепак за капсулирање: раде заједно како би ствари биле отпорне на високе температуре и стабилне на светлости
ЛЕД{0}}ЛЕД диоде велике снаге имају интензитет побуде плаве светлости који је 3 до 5 пута већи од оних код обичних производа. Када температура пређе 150 степени, традиционално силиконско паковање може постати жуто, што га чини мање ефикасним у пропуштању светлости. Савремена индустрија користи органски силицијум неоргански композитни лепак за капсулирање који може да поднесе температуре од -60 степени до 250 степени. После 1000 сати непрекидне употребе на 200 степени, и даље пропушта више од 90% светлости. Када је у питању избор фосфора, нитридни фосфори (као што је - СиАлОН: Еу ² ⁺) су најбољи избор за ситуације на високим температурама као што су фарови у аутомобилу, јер је њихова стопа распада квантне ефикасности 40% нижа од оне код стандардних ИАГ фосфора.
3. Чврсти кристални материјал: сребрни лепак са јаком топлотном проводљивошћу и еутектичком технологијом заваривања
Традиционална термална паста има топлотну отпорност од 0,1–0,3 степена ·цм²/В. Након што се нано сребрна паста стврдне, топлотна отпорност се може смањити на 0,02 степена ·цм²/В. Одређени произвођач фарова за аутомобиле користи ниско{5}}еутектичко заваривање за директно повезивање ЛЕД чипова са бакарним подлогама. Ово смањује контактну топлотну отпорност са 0,5 степени ·цм²/В на 0,05 степени ·цм²/В и температуру споја чипа за 18 степени.
2, Начин на који се топлота ослобађа: вод ниске-импедансе од чипа до спољашњег света
1. Плоча облоге која апсорбује топлоту: попречна топлотна проводљивост ојачана микроструктуром
Плоча облоге{0}}која апсорбује топлоту мора да има и високу равност и високу попречну брзину преноса топлоте. Машина за глодање је обрађивала облоге од легура алуминијума{2}} које апсорбују топлоту са храпавостом површине Ра мањом или једнаком 0,8 μм. Контактна топлотна отпорност са ЛЕД чиповима може се одржавати испод 0,01 степен ·цм²/В. Одређена компанија која производи индустријску расвету произвела је микроканалну структуру унутар -плоче облоге која апсорбује топлоту. Ово је олакшало проток расхладне течности за 30%, а одвођење топлоте за 25% боље коришћењем биомиметичке обраде површине лотосовог листа.
2. Ребра за расипање топлоте: дизајн који опонаша природу и побољшава проток ваздуха
Када постоји природна конвекција, традиционална паралелна пераја такође не расипају топлоту. С друге стране, биомиметичка пераја структуре коже ајкуле могу смањити дебљину топлотног граничног слоја за 40%. Једна компанија која производи дисплеје на отвореном користи дизајн трапезоидне пераје и мења размак између пераја са 5 мм на 3 мм. Површина за дисипацију топлоте расте за 22%, а топлотни отпор опада за 18% када је брзина ветра 2м/с. Технологија топлотних цеви постала је важно решење за употребу у малим просторима. Синтероване топлотне цеви, које имају топлотну проводљивост од 5000В/(м · К), користи један произвођач пројектора. Ово је више од 1000 пута боље од чистог бакра.
3. Укупна структура: модуларни дизајн и интегрисано{1}}ливање
Интегрисани процес{0}} ливења под притиском од легуре алуминијума може да се ослободи топлотног отпора који долази од контакта у типичним системима склапања. Одређени произвођач уличних светиљки користи АА1070 метод ливења под калупом од легуре алуминијума АА1070 да комбинује просторију за извор светлости, електричну собу и кућиште за расипање топлоте. Ово смањује топлотни отпор система са 1,2 степена/В на 0,8 степени/В. За модуле велике{8}}модуле, модуларни дизајн је постао тренд. Одређена компанија која производи фарове за аутомобиле дели ЛЕД модул од 300В на три подмодула од 100В. Сваки подмодул има свој канал за дисипацију топлоте, који снижава максималну температуру споја са 150 степени на 120 степени.
3, Поузданост система: провера повезаности више физичких поља
1. Анализа термичке механичке спреге: спречавање ломљења материјала
Током теста температурног циклуса од -40 до 125 степени Целзијуса, може доћи до замора лемног споја када се коефицијенти термичког ширења (ЦТЕ) различитих материјала не поклапају. Одређена компанија која производи светла за ваздухопловство користила је анализу коначних елемената (ФЕА) да побољша архитектуру ПЦБ-а. Ово је смањило ЦТЕ разлику између бакарне фолије и керамичке подлоге са 15ппм/степен на 5ппм/степен и животни век споја за лемљење са 2000 циклуса на 10000 циклуса.
2. Тест термичког оптичког спајања: управљање променама температуре боје и губитком светлости
Померање температуре боје ЛЕД диода велике{0}}е снаге је директно пропорционално температури споја. Одређени произвођач екрана за екране поставио је платформу за тестирање термичке оптичке спреге и открио да је промена температуре боје отишла са 200К на 500К када је температура споја отишла са 85 степени на 125 степени. Померање температуре боје је одржавано унутар ± 100К побољшањем начина на који је урађен фосфорни премаз.
3. Дугорочно-убрзано старење: коришћење стандарда ЛМ-80 и ТМ-21
Стандард за тестирање ЛМ-80 каже да лампа мора да ради непрекидно 6000 сати на три различите температуре: 55 степени, 85 степени и 105 степени. Затим се алгоритам ТМ-21 користи да би се утврдило колико ће трајати. Подаци теста одређене компаније за индустријску расвету показују да је њиховим керамичким лампама потребно 8000 сати да се распадну до 70% на 105 степени. Ово је далеко дуже од норме за индустрију, која износи 50000 сати.
4. Најважнији технички трендови у индустрији
Расипање топлоте помоћу течног метала: Течни метал на бази галијума{0}} има топлотну проводљивост од 30В/(м · К), што је 60 пута веће од воде. Компанија која производи ласерске пројекторе користи течне металне микроканале да охлади температуру споја извора светлости од 3000В на мање од 80 степени.
Филм за дисипацију топлоте графена: топлотна проводљивост једнослојног -слојног графена је 5300 В/(м · К). Одређена компанија која производи блицеве ​​за мобилне телефоне поставила је графенски премаз на ЛЕД позадинске плоче, чиме се топлота шири три пута брже.
Материјал за промену фазе (ПЦМ): Компанија за спољну расвету поставља ПЦМ на бази парафина- између ребара за расипање топлоте. Овај материјал апсорбује топлоту током дана и топи се, а затим ослобађа топлоту ноћу и учвршћује се. Ово смањује опсег дневних промена температуре споја за 15 степени.