LED De Chaleur En Aluminium Dissipation Board Technology
La conductivité thermique du panneau de base en Al LED est liée à la couche d'isolation au milieu du substrat en aluminium (généralement du PP, maintenant avec un adhésif thermoconducteur, etc.). La résistance thermique et la résistance à la pression sont les deux autres propriétés: une fois que la plaque est pressée, la conductivité thermique de la plaque de base en Al peut être mesurée par l’équipement de test. En raison des considérations de coût, le courant dominant actuel sur le marché est la carte de base électronique Al, la conductivité thermique de la carte de base Al correspondant est un paramètre dont tout le monde se soucie. Plus la conductivité thermique, meilleure est la performance représentative.1. Utilisation de la technologie de montage en surface (le SMT);
2. effectuer un traitement extrêmement efficace de la diffusion thermique dans les schémas de conception de circuits;
3. réduire la température de fonctionnement du produit, améliorer la densité et la fiabilité de la puissance du produit et prolonger la durée de vie du produit;
4. Réduire le volume du produit, réduire les coûts de matériel et d’assemblage;
5. Remplacez les substrats céramiques fragiles pour une meilleure durabilité mécanique.
Les produits de panneau de base de LED Al sont largement utilisés dans les communications, l'énergie, l'électronique, l'équipement médical, les machines et l'équipement, l'éclairage et d'autres domaines. Avec la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement mondial, les économies d'énergie et les économies d'énergie sont devenues la tendance actuelle. L'industrie LED est l'une des industries les plus regardées ces dernières années. Depuis leur développement, les produits LED sont devenus économes en énergie, économes en énergie, à haut rendement, à temps de réponse rapide, à long cycle de vie et sans mercure, et présentent des avantages environnementaux. Cependant, environ 20% de la puissance d'entrée des produits LED haute puissance peuvent généralement être convertis en lumière et 80% de la puissance restante est convertie en énergie thermique.
En général, si la chaleur générée par la LED lors de l'émission de lumière ne peut être dissipée, la température de jonction de la LED sera trop élevée, ce qui affectera le cycle de vie du produit, son efficacité lumineuse et sa stabilité. La relation entre la température de jonction des LED, l'efficacité lumineuse et la durée de vie sera expliquée plus en détail à l'aide de la relation ci-dessous.
1, les méthodes de dissipation thermique par LED sont basées sur différentes technologies d'emballage et leurs méthodes de dissipation thermique sont également différentes. Cependant, les méthodes de dissipation thermique par LED peuvent être approximées comme suit:
Description du chemin thermique:
(1). Dissipation de la chaleur de l'air
(2). L'énergie thermique est directement dérivée du circuit imprimé du système
(3). L'exportation d'énergie via le fil d'or
(4). Si le procédé à eutectique et à puce Flip, l'énergie thermique est dérivée via le trou traversant de la carte de circuit vers le système
En général, la puce à DEL est connectée au substrat par une liaison par fil d'or, une liaison eutectique ou une liaison par puce retournée pour former une puce à DEL, puis la puce à DEL est fixée sur la carte à circuit du système. Par conséquent, la diode électroluminescente peut être refroidie par dissipation thermique directe de l'air ou par l'intermédiaire du substrat de filière à diodes électroluminescentes (DEL) sur la carte système et ensuite dans l'atmosphère. La vitesse de dissipation de la chaleur de la carte système à l'atmosphère dépend de la conception de l'ensemble du luminaire ou du système.
Cependant, le goulot d'étranglement de la dissipation de chaleur dans l'ensemble du système au stade actuel est principalement la conduction de chaleur de la filière LED vers son substrat vers la carte de circuit imprimé du système.
Les chemins de refroidissement possibles dans cette section: Le premier consiste à dissiper directement la chaleur du substrat de la matrice vers la carte système. Dans cette méthode de dissipation thermique, la capacité de dissipation thermique du matériau de substrat de la matrice LED est un paramètre très important. D'autre part, la chaleur générée par la DEL ira également à la carte de circuit imprimé du système à travers le fil métallique d'électrode. En général, sous la liaison par électrode utilisant la méthode du fil d'or, la dissipation thermique est limitée par la géométrie relativement mince du fil métallique lui-même; En conséquence, il y a eu récemment une approche de liaison eutectique ou à puce retournée. Cette conception réduit considérablement la longueur du fil et augmente de manière significative la section du fil. En conséquence, l'efficacité de dissipation thermique des fils d'électrode LED à la carte système sera efficacement améliorée.
Grâce à l'explication du trajet de dissipation de chaleur ci-dessus, on peut voir que le choix du matériau de substrat dissipant la chaleur et le procédé d'emballage de sa filière LED représentent un élément très important dans la gestion de la dissipation thermique des LED. La section suivante décrira le substrat LED dissipateur de chaleur.
Le substrat dissipateur de chaleur à DEL utilise principalement le matériau de substrat dissipant la chaleur lui-même pour avoir une meilleure conductivité thermique, et la source de chaleur est extraite de la matrice de DEL. Par conséquent, à partir de la description des procédés de dissipation thermique par LED, les substrats de dissipateur thermique à LED peuvent être subdivisés en deux catégories principales, à savoir le substrat de grain LED et les cartes de circuit du système. Les deux substrats dissipateurs de chaleur différents supportent l'énergie thermique générée, respectivement, lorsque la puce LED et la puce LED émettent de la lumière provenant de la matrice LED. À travers le LED, dissiper le substrat dissipateur de chaleur sur le circuit imprimé du système, puis absorbé par l'environnement atmosphérique, afin d'obtenir l'effet de dissipation thermique.
2.1, circuit imprimé du système
Le circuit imprimé du système est principalement utilisé en tant que système de dissipation thermique à LED et achemine l'énergie thermique vers les ailettes du dissipateur thermique, le boîtier ou l'atmosphère. Ces dernières années, la technologie de production des cartes de circuits imprimés (PCB) est devenue très sophistiquée. Les circuits imprimés des premiers produits à LED sont principalement des PCB. Cependant, à mesure que la demande de LED haute puissance augmente, la capacité de dissipation thermique des matériaux PCB est limitée, ce qui rend impossible leur application. Ses produits à haute puissance Afin d'améliorer la dissipation thermique des LED haute puissance, un substrat en aluminium à haute conductivité thermique (MCPCB) a été récemment développé. L'utilisation de matériaux métalliques présentant de meilleures caractéristiques de dissipation thermique a permis de dissiper la chaleur des produits de grande puissance. Cependant, avec le développement continu des exigences de luminosité et de performance des LED, bien que le circuit imprimé du système puisse efficacement chauffer la chaleur générée par la puce LED dans l'atmosphère, l'énergie thermique générée par la puce la carte système. En d'autres termes, lorsque la puissance de la LED est augmentée plus efficacement, le goulot d'étranglement de dissipation thermique de la LED entière apparaîtra sur le substrat dissipant la chaleur de la filière LED.
2.2, substrat de matrice de LED
Le substrat de filière à diodes électroluminescentes est principalement utilisé comme milieu dérivé de l'énergie thermique entre la filière à diodes électroluminescentes et la carte de circuit imprimé du système. Sur la base de considérations thermiques, le marché actuel des substrats de puces LED est principalement constitué de substrats céramiques.
Les méthodes de préparation des lignes peuvent être divisées en plusieurs catégories:
Substrats céramiques à couche épaisse, céramiques multicouches cuites à basse température et substrats céramiques à couche mince. Dans les dispositifs à DEL de forte puissance traditionnels, les substrats céramiques cuits en fusion à couche épaisse ou à basse température sont principalement utilisés comme substrat de dissipation thermique pour les grains cristallins, et les grains cristallins à DEL sont combinés au fil céramique.
Comme mentionné dans l'introduction, cette connexion en fil d'or limite la dissipation de chaleur le long du contact d'électrode. Par conséquent, ces dernières années, les principaux fabricants nationaux et étrangers ont tous travaillé dur pour résoudre ce problème. Il existe deux manières de le résoudre: L'une consiste à trouver un matériau de substrat ayant un coefficient de dissipation thermique élevé pour remplacer l'oxyde d'aluminium, qui comprend un substrat en tantale, un substrat en carbure de tantale, un substrat en aluminium anodisé ou un substrat en nitrure d'aluminium.
Parmi celles-ci, les propriétés des matériaux et des semi-conducteurs des substrats en germanium et en carbure de silicium les ont amenés à faire face à de sérieux défis à ce stade. Le substrat en aluminium anodisé est susceptible de se fissurer en raison de la résistance insuffisante de la couche d'oxyde anodisé, ce qui limite son application pratique. Par conséquent, le nitrure d'aluminium est utilisé comme substrat dissipant la chaleur au stade actuel, qui est mature et généralement accepté; Cependant, il est actuellement limité aux substrats de nitrure d'aluminium qui ne conviennent pas aux procédés classiques à couche épaisse (les matériaux doivent être soumis à un traitement thermique atmosphérique à 850 ° C après impression de la pâte d'argent, ce qui pose des problèmes de fiabilité). Par conséquent, le circuit de substrat en nitrure d'aluminium doit être préparé par un procédé à couche mince.
Le substrat en nitrure d'aluminium préparé par un procédé en couche mince accélère considérablement la performance de la chaleur provenant de la filière LED à travers le matériau de substrat jusqu'à la carte de circuit imprimé du système. Par conséquent, la chaleur est fortement réduite par la charge de la filière LED à travers la ligne métallique vers la carte de circuit imprimé du système, réalisant ainsi un effet de dissipation thermique élevé.
Les projets de produits de substrat d'aluminium LED couvrent l'ensemble de l'industrie des produits d'éclairage, tels que l'éclairage commercial, l'éclairage intérieur. La situation globale, le substrat d'aluminium LED dans les prochaines années encore maintenir un développement rapide, le montant des exportations augmentera régulièrement, mais la baisse de la croissance des exportations. Les ventes intérieures ont inauguré une période de croissance rapide due à la poursuite du développement économique.
Cependant, le développement de l'industrie des substrats en aluminium à LED en Chine au cours des cinq dernières années a également provoqué une concurrence féroce. En raison des technologies d'éclairage LED et des performances thermiques, le développement des LED sur le marché domestique est lent. La plupart des éclairages LED sont destinés à l'exportation. À cet égard, les substrats LED en aluminium sont constamment développés pour l’espace et le temps. Sous la direction des efforts vigoureux du pays à l'avenir, la technologie des substrats d'aluminium LED sera de plus en plus parfaite, la demande intérieure augmentera.
