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高亮度LED绝缘规格之“封装热导”原理技术探析
浏览: 发布日期:2017-09-04


本页文章链接: http://www.ming-hua.com/HUANYANBAN/xinwenzixun/meitibaodao/11938.html
前言:过去LED只能拿来做为状态指示灯的时代,其封装散热从来就不是问题,但近年来LED的亮度、功率皆积极提升,并开始用于背光与电子照明等应用后,LED的封装散热问题已悄然浮现。上述的讲法听来有些让人疑惑,今日不是一直强调LED的亮度突破吗?2003年Lumileds Lighting公司Roland Haitz先生依据过去的观察所理出的一个经验性技术推论定律,从1965年第一个商业化的LED开始算,在这30多年的发展中,LED约每18个月24个月可提升一倍的亮度,而在往后的10年内,预计亮度可以再提升20倍,而成本将降至现有的1/10,此也是近年来开始盛行的Haitz定律,且被认为是LED界的Moore(摩尔)定律。依据Haitz定律的推论,亮度达100lm/W(每瓦发出100流明)的LED约在2008年2010年间出现,不过实际的发展似乎已比定律更超前,2006年6月日亚化学工业(Nichia)已经开始提供可达100lm/W白光LED的工程样品,预计年底可正式投入量产。不仅亮度不断提升,LED的散热技术也一直在提升,1992年一颗LED的热阻抗(Thermal Resistance)为360℃/W,之后降至125℃/W、75℃/W、15℃/W,而今已是到了每颗6℃/W10℃/W的地步,更简单说,以往LED每消耗1瓦的电能,温度就会增加360℃,现在则是相同消耗1瓦电能,温度却只上升6℃10℃。少颗数高亮度、多颗且密集排布是增热元凶既然亮度效率提升、散热效率提升,那不是更加矛盾?应当更加没有散热问题不是?其实,应当更严格地说,散热问题的加剧,不在高亮度,而是在高功率;不在传统封装,而在新封装、新应用上。首先,过往只用来当指示灯的LED,每单一颗的点亮(顺向导通)电流多在5mA30mA间,典型而言则为20mA,而现在的高功率型LED(注1),则是每单一颗就会有330mA1A的电流送入,「每颗用电」增加了十倍、甚至数十倍(注2)。注1:现有高功率型LED的作法,除了将单一发光裸晶的面积增大外,也有采行将多颗裸晶一同封装的作法。事实上有的白光LED即是在同一封装内放入红、绿、蓝3个原色的裸晶来混出白光。注2:虽然各种LED的点亮(顺向导通)电压有异,但在此暂且忽略此一差异。在相同的单颗封装内送入倍增的电流,发热自然也会倍增,如此散热情况当然会恶化,但很不幸的,由于要将白光LED拿来做照相手机的闪光灯、要拿来做小型照明用灯泡、要拿来做投影机内的照明灯泡,如此只是高亮度是不够的,还要用上高功率,这时散热就成了问题。上述的LED应用方式,仅是使用少数几颗高功率LED,闪光灯约14颗,照明灯泡约18颗,投影机内10多颗,不过闪光灯使用机会少,点亮时间不长,单颗的照明灯泡则有较宽裕的周遭散热空间,而投影机内虽无宽裕散热空间但却可装置


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