新聞中心

        EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 高亮度LED照明系統(tǒng)的熱管理問題

        高亮度LED照明系統(tǒng)的熱管理問題

        作者: 時間:2011-10-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        有著許多傳統(tǒng)光源無可比擬的優(yōu)點和廣闊的市場前景。但是目前可靠性差、相關(guān)標準缺乏、價格昂貴等一系列困擾著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,特別是高中的熱。本文針對LED照明的可靠性、失效模態(tài)做了簡單介紹,同時也介紹了一些新的可用于LED照明的散熱方法。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/178535.htm

          可靠性試驗以及失效模態(tài)

          LED模組和燈具的典型失效模式包含了不同層次的失效模式,涉及到LED封裝結(jié)構(gòu)以及工藝過程(如表1)。LED在實際使用中,由于復(fù)雜的環(huán)境以及封裝工藝局限性從而使封裝材料退化、熒光粉退化、金屬電遷移、局部溫度過高產(chǎn)生的熱應(yīng)力所引起的芯片和硅膠的分層或金線斷裂等等,從而影響LED發(fā)光甚至導(dǎo)致整個LED的失效。而且LED產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致芯片的發(fā)光效率降低,光衰加快、色移等嚴重后果。

          

          由于LED壽命長,通常采取加速環(huán)境試驗的方法進行可靠性測試與評估。加速度測試將會模仿燈具的應(yīng)用條件或用戶要求,這樣可以更有效地研究各種破壞機理,提供大量數(shù)據(jù)去研究LED的結(jié)構(gòu)、材料、工藝從而更好完善LED產(chǎn)品。一些典型的加速可靠性試驗(如表2)。

          

          然而,加速老化試驗只是研究問題的一個方面,對LED壽命的預(yù)測機理和方法的研究仍是有待研究的難題。現(xiàn)在的LED技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇。企業(yè)的目標主要是保證產(chǎn)品長期的可靠性,例如,根據(jù)產(chǎn)品不同,LED應(yīng)用的范圍壽命從7000小時到50000~100000小時不等。這對于一個電子企業(yè)是有相當挑戰(zhàn)性的,因為他們的電子產(chǎn)品現(xiàn)在只有2-3年壽命。對于50000~100000小時的SSL系統(tǒng)(包括電源驅(qū)動),有必要進行可靠性設(shè)計,以符合產(chǎn)品的高要求。

          目前,如何通過加速老化試驗準確地預(yù)測LED產(chǎn)品的可靠性還是相當有挑戰(zhàn)性的。對于LED產(chǎn)品的長期可靠性,應(yīng)當關(guān)注如何建立用加速試驗來反映產(chǎn)品中出現(xiàn)的問題。對于了解和預(yù)測宏觀系統(tǒng)的可靠性,可測性非常具有挑戰(zhàn)性,主要是因為可靠性是一個多學(xué)科的問題,并且涉及到材料、設(shè)計、制造工藝、試驗和應(yīng)用條件。因此,有必要開發(fā)LED燈和燈具的加速試驗以及戶外照明燈具性能測試試驗,從而可以有效地研究關(guān)于LED的各種破壞機理。

          據(jù)悉,飛利浦公司目前致力于研究可靠性測試標準,從而深入了解LED以及電源驅(qū)動的失效機理。有理由相信,在不遠的將來將會有快速的、可靠的、適合于長壽命的LED照明系統(tǒng)的可靠性測試實驗及標準。

          LED照明系統(tǒng)的熱

          高LED的會隨著芯片的結(jié)溫成指數(shù)遞減。因此,良好的散熱是LED固態(tài)照明系統(tǒng)向大功率發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。LED固態(tài)照明系統(tǒng)的散熱與微電子封裝的散熱一樣,器件工作產(chǎn)生的熱量,首先由導(dǎo)熱經(jīng)過多層不同材料組成的封裝系統(tǒng)傳導(dǎo)到熱阱,再由對流傳熱散到環(huán)境中。LED的熱管理應(yīng)該包括芯片優(yōu)化的布局設(shè)計,封裝材料(基板材料,熱界面材料)、封裝工藝和熱井的設(shè)計等方面。

          

          仿真技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于電子封裝,如熱分別、濕氣以及分層等。這些模擬可以提供參數(shù)以更好了解不同條件下的LED性能。圖1和圖2分別給出電子器件的溫度以及水分含量分布圖。這些模擬結(jié)果有助于預(yù)測器件內(nèi)部溫度或濕度的分布。根據(jù)仿真結(jié)果,可以對產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化從而改善整個系統(tǒng)的性能,在一個比較經(jīng)濟合理的范圍里搭建試驗車,大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

          


        上一頁 1 2 下一頁

        評論


        相關(guān)推薦

        技術(shù)專區(qū)

        關(guān)閉
        主站蜘蛛池模板: 张家港市| 杨浦区| 辛集市| 上栗县| 隆安县| 驻马店市| 游戏| 贵港市| 长丰县| 银川市| 当雄县| 东兰县| 西峡县| 大埔区| 灌南县| 德兴市| 新蔡县| 邓州市| 凤山县| 大方县| 荔浦县| 莲花县| 同江市| 沙雅县| 察雅县| 湘潭市| 福建省| 凌海市| 景东| 北海市| 河间市| 修文县| 济南市| 革吉县| 乌拉特中旗| 寿阳县| 武穴市| 阜新| 松原市| 南漳县| 丹江口市|