您好!欢迎光临半岛全站官方信息技术有限公司官网!专业的室内LED显示屏和户外LED大屏幕制造厂家!
 ※ 返回首页 ※ 联系我们  ※ 在线留言
行业动态
您的位置: 主页 > 新闻中心 > 行业动态 > 全彩led电子屏材料深一度|热管理,提高UVC LED寿命的关键

全彩led电子屏材料深一度|热管理,提高UVC LED寿命的关键

作者:半岛全站官方LED显示屏厂家    发布时间:2020-11-24 09:49     浏览次数 :


  前言

  “产生的热量要比光更多”,这句话总结了UVC LED这个日益增长的市场面临的“热量挑战”。做好产品热管理是提高UVC LED寿命的关键一步。

  一、热管理概述

  热管理是指对封装体内的耗热元件及系统采用合理的冷却、散热技术和结构优化设计,对其内部温度进行控制,从而保证电子器件和系统正常可靠性的工作,目的是通过各种方法导出这些热量,使封装体的温度维持在允许范围内。

  二、热管理是提高UVC LED寿命的关键

  像任何电子元器件一样,UVC LED对热敏感。UVC LED具有较低的外量子效率,在输入的功率中,普遍只将不到5%的功率转换成光(目前,据说有相关厂家产业化成品效率已经超过5%),剩余超过95%的功率被转换成热量。这就导致UVC LED芯片发热异常严重。此时,如果不将热量快速去除,保持LED芯片低于其最大工作温度,直接影响了UVC LED的寿命和可靠性,甚至不能使用。

  由于UVC LED本身体积较小,大部分的热量无法从正面散热,因此LED背面成为了有效散热的唯一途径。改善散热的任务就转嫁到了下游的封装和模组。此时,如何在封装环节做好热管理显得尤为重要。

  三、封装环节的热管理,离不开材料和工艺两个方面

  1.材料方面。经过多年的发展,目前市面上UVC LED封装的材料和固晶工艺差异不大,市面上UVC LED基本以倒装芯片搭配高导热氮化铝基板的方案为主。由于氮化铝(AIN)具有优异的导热性(140W/mK-170W/ mK),能耐紫外线光源本身的老化。这种方案即满足了UVC LED高热管理的需求,又有利于UVC LED的品质管控。

  2.封装工艺是热管理的影响因素。封装工艺主要体现在固晶技术上,包括银浆焊接、锡膏焊接和金锡共晶焊三种方式。

  银浆焊接虽然结合力不错,但容易造成银迁移,导致器件失效。

  锡膏焊接,由于锡膏熔点仅220度左右,因此在器件贴片后,再次过炉会出现再融现象,芯片容易脱落失效,影响UVC LED可靠性。

  金锡共晶焊主要通过助焊剂进行共晶焊接,能有效提升芯片与基板的结合强度和导热率,相比之下可靠性更高,有利于UVC LED的品质管控。

  因此,市面上多采用金锡共晶焊方式。与前两种固晶方式相比,其主要通过助焊剂进行共晶焊接,能有效提升芯片与基板的结合强度和导热率,更为可靠,有利于UVC LED的品质管控。

  四、材料和工艺相同,热管理效果仍旧可能差异较大

  1.做好热管理,关键在于降低焊接空洞率

  在焊接工艺中,主要涉及焊接空洞率问题。焊接空洞指LED芯片与基板焊接过程中形成的缺陷,在外形上呈现为空洞的状态,是影响散热的重要指标,通过相关实验得出焊接空洞率越低,散热效果越好,产品寿命越长,品质越好。

  2. 光源模组的散热也是关键之一。

  对于多芯片集成的UVC LED来说,集成芯片越多,散热问题越严峻。虽然厂家会通过降低焊接空洞率以提高散热效果,但铝基板并非最终的散热器。

  LED灯珠产生的热量传导到铝板后,铝基板需要通过导热界面材料将热量高效传导到散热器上散热,以保证LED灯珠长时间使用的稳定性及安全性。导热界面材料能为铝基板与散热片器之间的空隙、粗糙表面纹理提供一个有效的导热途径,进而提高模组的散热效率。导热界面材料种类多样,高压缩性,超柔软,可作为振动吸收体的导热硅胶片亦可应用在UV LED中。

  五、小结

  随着UVC LED市场进一步扩大,制造商需要考虑新的方法来应对这一挑战。现在,问题仍然是如何处理UV LED的高热需求,同时确保组件保持成本效益、耐用、能耐紫外线光源本身的磨损。由LED实现的UVC消毒技术可以带来真正的变革效果,产业发展中需要确保能够克服UV LED所面临的热挑战。

[返回]