由于每個(gè)人對發(fā)光二極管光源的要求越來越高,他們對發(fā)光二極管的出光率和光色有不同的要求,對發(fā)光強(qiáng)度也有不同的要求。為了滿足客戶需求和提高封裝技術(shù),各芯片制造商也對封裝工廠提出了更高的要求,并設(shè)計(jì)出能夠更好滿足客戶需求的封裝結(jié)構(gòu),從而提高了發(fā)光二極管的外部光利用率。
不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Πl(fā)光二極管光源提出了更高的要求,不僅對發(fā)光二極管的發(fā)光效率和光色有不同的要求,對發(fā)光角度和光強(qiáng)分布也有不同的要求。這不僅要求上游芯片廠開發(fā)新的半導(dǎo)體材料【導(dǎo)熱硅膠片】,改進(jìn)芯片制造工藝,設(shè)計(jì)符合要求的芯片,還要求下游封裝廠提出更高的要求,設(shè)計(jì)滿足一定光強(qiáng)分布的封裝結(jié)構(gòu),提高發(fā)光二極管的外部光利用率。
現(xiàn)有的散熱技術(shù)由以下部分組成:散熱鋁型材、發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅膠片或?qū)峁柚?,?dǎo)熱陶瓷板、絕緣硅薄膜發(fā)光二極管燈組件、電極、發(fā)光二極管基座和發(fā)光二極管PN結(jié)。
發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅板的散熱過程是:從發(fā)光二極管的PN結(jié)發(fā)出的熱源通過發(fā)光二極管基座到焊膏焊接層,再到銅鍍層,然后通過絕緣層到散熱鋁板,再到發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅膠片或?qū)峁柚?,然后將熱量傳遞到散熱鋁板進(jìn)行散熱,從而完成整個(gè)散熱環(huán)節(jié)。
一般來說,發(fā)光二極管燈底座的導(dǎo)熱系數(shù)約為80W/m . k;覆銅層的導(dǎo)熱系數(shù)為400瓦/米. k,鋁板的導(dǎo)熱系數(shù)約為1瓦/米.
k,發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅膠片或?qū)峁柚膶?dǎo)熱系數(shù)一般為0.8 ~ 5.0瓦/米.
k。離發(fā)光二極管的PN結(jié)越近,熱通量越高。此外,發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅膠芯片具有鋁板的橫向?qū)岷途鶞毓δ?,絕緣層的熱流密度高于導(dǎo)熱硅脂,可見最難散熱的是鋁板的絕緣層。
因?yàn)殇X板上的絕緣層最難散熱,所以應(yīng)該通過鉆孔來去除銅涂層和絕緣層,使得鋁基底可以暴露,鋅可以沉積在暴露的鋁板上,鎳可以鍍在鋅表面上,銅可以鍍在鎳上,然后錫或金可以噴涂在銅上。經(jīng)處理后,涂層附著力強(qiáng),導(dǎo)熱性好,電鍍后可將發(fā)光二極管焊接在鋁板上。焊接完成后,發(fā)光二極管的PN結(jié)發(fā)出的熱量通過發(fā)光二極管基座到達(dá)焊膏焊料塊,然后到達(dá)鋁板,然后通過發(fā)光二極管導(dǎo)熱硅膠片或?qū)峁柚瑢崃總鲗?dǎo)到散熱鋁型材,然后散發(fā)到空氣中。導(dǎo)熱系數(shù)很小的絕緣層去除后,散熱效果大大增強(qiáng),從而降低了發(fā)光二極管底座的溫度,延長了發(fā)光二極管燈具的使用壽命和穩(wěn)定性。