Predslov
& "Generuje viac tepla ako svetlo &", táto veta zhŕňa&"tepelnú výzvu &"; ktorým čelí rastúci trh s UVC LED diódami. Dobrý tepelný manažment produktu je kľúčovým krokom k predĺženiu životnosti UVC LED diód.
1. Prehľad tepelného hospodárstva
Tepelný manažment sa týka použitia rozumnej technológie chladenia a rozptylu tepla a návrhu optimalizácie štruktúry pre súčiastky a systémy spotrebúvajúce teplo v balení na ovládanie ich vnútornej teploty, aby sa zaistila normálna spoľahlivosť elektronických zariadení a systémov. Účelom je použiť rôzne metódy na odvádzanie tohto tepla na udržanie teploty obalu v prípustnom rozsahu.
2. Tepelný manažment je kľúčom k zlepšeniu životnosti UVC LED diód
Rovnako ako všetky elektronické súčiastky sú LED UVC citlivé na teplo. UVC LED má nízku externú kvantovú účinnosť. Pri vstupnom výkone sa na svetlo premieňa spravidla iba necelých 5% energie (v súčasnosti sa hovorí, že účinnosť priemyselných výrobkov príbuzných výrobcov presiahla 5%) a zostávajúcich viac ako 95% energie sa prevádza na teplo. To spôsobuje, že čip UVC LED generuje abnormálne silné teplo. V tomto prípade, ak sa teplo neodstráni rýchlo a LED čip sa udržiava pod maximálnou prevádzkovou teplotou, bude to mať priamy vplyv na životnosť a spoľahlivosť LED UVC a môže byť dokonca nepoužiteľný.
Vzhľadom na malú veľkosť samotnej LED UVC nemôže byť väčšina tepla odvádzaná spredu, takže zadná strana LED sa stáva jediným spôsobom, ako efektívne odvádzať teplo. Úloha zlepšiť odvod tepla je prenesená na nadväzujúce balíky a moduly. V tejto dobe je obzvlášť dôležité, ako urobiť dobrú prácu tepelného manažmentu v procese balenia.
3. Tepelné riadenie procesu balenia je neoddeliteľné od dvoch aspektov materiálov a procesov
1. Materiálne aspekty. Po rokoch vývoja sa súčasné obalové materiály UVC LED a procesy spájania matrice na trhu príliš nelíšia. UVC LED na trhu sú v zásade založené na striedavých čipoch a substrátoch z nitridu hliníka s vysokou tepelnou vodivosťou. Pretože nitrid hliníka (AIN) má vynikajúcu tepelnú vodivosť (140 W/mK-170 W/mK), dokáže odolávať starnutiu samotného zdroja ultrafialového svetla. Toto riešenie nielenže uspokojuje potrebu vysokého tepelného manažmentu UVC LED diód, ale tiež prospieva kontrole kvality UVC LED diód.
2. Proces balenia je ovplyvňujúcim faktorom tepelného manažmentu. Baliaci proces je predovšetkým obsiahnutý v technológii spájania pod tlakom, vrátane troch spôsobov: spájkovanie striebornou pastou, spájkovanie spájkovacou pastou a eutektické spájkovanie Au-Sn.
Napriek tomu, že spojovacia sila spájkovania striebornou pastou je dobrá, je ľahké spôsobiť migráciu striebra a spôsobiť poruchu zariadenia.
Pri spájkovaní pastou, pretože teplota topenia spájkovacej pasty je iba asi 220 stupňov, po namontovaní zariadenia dôjde k opätovnému roztaveniu po opätovnom umiestnení zariadenia do pece a čip pravdepodobne odpadne a zlyhá , čo ovplyvňuje spoľahlivosť UVC LED.
Eutektické zváranie Au-Sn sa vykonáva hlavne tavivom, ktoré môže účinne zlepšiť pevnosť spoja a tepelnú vodivosť čipu a substrátu. Na rozdiel od toho má vyššiu spoľahlivosť a je prospešný pre kontrolu kvality LED UVC.
Na trhu sa preto väčšinou používa metóda eutektického zvárania zlato-cín. V porovnaní s prvými dvoma metódami spájania matrice sa eutektické zváranie vykonáva hlavne tavivom, ktoré môže účinne zlepšiť pevnosť spoja a tepelnú vodivosť čipu a podkladu a je spoľahlivejšie, čo napomáha kontrole kvality UVC LED diód.
4. Pri rovnakých materiáloch a procesoch môže byť účinok tepelného manažmentu stále celkom odlišný
1. Na to, aby ste odviedli dobrú prácu v tepelnom manažmente, je dôležité obmedziť rýchlosť zvárania
V procese zvárania je zahrnutý hlavne problém rýchlosti zvárania. Zváracie dutiny sa týkajú defektov vznikajúcich pri zváraní LED čipov a substrátov. Vyzerajú ako dutiny vo vzhľade. Sú dôležitým ukazovateľom, ktorý ovplyvňuje odvod tepla. Podľa príbuzných experimentov, čím nižšia je rýchlosť zvárania, tým lepší je účinok rozptylu tepla a dlhšia životnosť výrobku. , Čím lepšia je kvalita.
2. Odvod tepla modulu zdroja svetla je tiež jedným z kľúčových bodov.
V prípade viacčipových integrovaných LED diód UVC platí, že čím viac integrovaných čipov, tým závažnejší je problém s odvodom tepla. Napriek tomu, že výrobcovia znížia rýchlosť prázdnych miest spájky, aby zlepšili efekt rozptylu tepla, hliníkový substrát nie je konečným chladičom.
Potom, čo je teplo generované pätkou žiarovky LED vedené na hliníkovú dosku, hliníkový substrát musí efektívne viesť teplo do radiátora cez materiál tepelného rozhrania, aby odvádzal teplo, aby sa zaistila stabilita a bezpečnosť LED žiarovky na dlhodobé používanie. Materiál tepelného rozhrania môže poskytnúť účinnú cestu vedenia tepla pre medzeru medzi hliníkovým substrátom a chladičom a drsnú textúru povrchu, čím sa zlepší účinnosť odvodu tepla modulu. Existujú rôzne druhy materiálov tepelného rozhrania, vysoká stlačiteľnosť a super mäkkosť. Tepelne vodivé silikónové fólie, ktoré je možné použiť ako tlmiče vibrácií, je možné použiť aj v UV LED diódach.
5. Zhrnutie
Ako sa trh UVC LED ďalej rozširuje, výrobcovia musia zvážiť nové metódy, ako túto výzvu zvládnuť. Teraz zostáva otázkou, ako sa vysporiadať s vysokými tepelnými požiadavkami UV LED diód a zároveň zaistiť, aby komponenty zostali nákladovo efektívne, trvanlivé a odolné voči opotrebovaniu samotného zdroja UV svetla. Technológia dezinfekcie UVC implementovaná LED diódami môže priniesť skutočné transformačné efekty. Pri rozvoji priemyslu je potrebné zabezpečiť, aby bolo možné prekonať tepelné problémy, s ktorými sa stretávajú UV LED diódy.
