Termal yadro:LED chiroqda alyuminiy va mis substratlarIshlash
LED yoritgichlarida samaradorlik va uzoq umr ko'rish uchun tinimsiz intilishda issiqlik boshqaruvi eng muhim muhandislik muammosi hisoblanadi. Substrat-svetodiod chiplari o'rnatilgan material-bu jangda oldingi chiziq jangchisi bo'lib, issiqlikni nozik yarimo'tkazgich birikmasidan tezda uzoqlashtirish uchun javobgardir. Ikki dominant material, alyuminiy va mis o'rtasidagi tanlov ishlash, narx va qo'llashni muvozanatlashtiradigan asosiy qarordir. Ularning farqlarini tushunish optimal LED dizaynini ochish uchun kalit hisoblanadi.
Asosiy farq: issiqlik o'tkazuvchanligi masalasi
Asosiy farq ularning issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt / mK) sifatida ko'rsatilgan issiqlik o'tkazish qobiliyatidadir.
Mis:Issiqlikning eng yaxshi xom o'tkazuvchisi. Taxminan issiqlik o'tkazuvchanligi bilan400 Vt/mK, issiqlik energiyasini A nuqtadan B nuqtasiga ko'chirishda alyuminiydan ustundir.
Alyuminiy:Hali ham ajoyib issiqlik o'tkazgich, lekin misdan kamroq, issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan205-250 Vt/mK(qotishmaga qarab).
Ushbu xom ashyo aniq g'olibni ko'rsatadi. Biroq, LED substratining ishlashi haqiqati ancha nuances va boshqa omillarning murakkab o'zaro ta'sirini o'z ichiga oladi.
The Case forAlyuminiy substratlar (alyuminiy yadroli PCB - MCPCB)
Alyuminiy tijorat va sanoat LED ilovalarining aksariyati uchun shubhasiz sanoat standartidir.
Afzalliklari:
Narx-Samaralilik:Alyuminiy misga qaraganda ancha arzon. Yoritgichlarning yuqori-hajmli ishlab chiqarilishi uchun (masalan, lampochkalar, troferlar, chiroqlar) bu xarajat farqi katta tejamkorlik va raqobatbardosh yakuniy mahsulotga aylanadi.
Yengil vazn:Alyuminiy misning taxminan yarmi zichroq (2,7 g/sm³ va . 8.96 g/sm³). Og'irlikni kamaytirish umumiy armatura dizayni, yetkazib berish xarajatlari va og'irligi muhim bo'lgan ilovalar, masalan, to'xtatilgan panellar yoki katta{3}}joylar uchun juda muhimdir.
Tegishli ishlash:Ko'pgina ilovalar uchun alyuminiy etarli darajada issiqlik boshqaruvini ta'minlaydi. Yuqori{1}}lyumenli zamonaviy LED to‘plamlar alyuminiy substratlar bilan samarali ishlashga mo‘ljallangan bo‘lib, yaxshi ikkilamchi isitish moslamasi bilan birlashganda ajoyib xizmat muddatiga erishadi.
Osonroq ishlov berish va ishlab chiqarish:Alyuminiyni shtamplash, kesish va ishlov berish misga qaraganda osonroqdir, bu esa metall{0}}yadro PCB va oxirgi sovutgich yig'ilishini ishlab chiqarish jarayonini soddalashtiradi.
Kamchiliklari:
Pastroq issiqlik o'tkazuvchanligi:Bu uning asosiy cheklovidir. Juda yuqori{1}}quvvat zichligi-bo‘lgan ilovalarda (masalan, avtomobil faralari, sahna yoritgichlari, yuqori{5}}chiroq LEDlari) alyuminiy to‘siq bo‘lib qolishi mumkin, bu esa ulanish haroratining oshishiga va lyumenning tez eskirishiga olib keladi.
CTE nomuvofiqligi:Alyuminiyning termal kengayish koeffitsienti (CTE) misdan ko'ra keramik{0}}asosli LED chipi va PCB dielektrik qatlamidan ancha yuqori. Muhandislik yoʻli bilan boshqarilsa, bu termal aylanish jarayonida koʻproq mexanik stressni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa notoʻgʻri ishlab chiqilgan tizimlarda uzoq muddatli ishonchlilikka-taʼsir qilishi mumkin.
Mis substratlar uchun ish
Mis yuqori darajadagi tanlov bo'lib, u issiqlik samaradorligini -kelishuvsiz ustuvor bo'lgan ilovalar uchun ajratilgan.
Afzalliklari:
Yuqori termal ishlash:Yuqori o'tkazuvchanlik issiqlikning tezroq lateral tarqalishiga imkon beradi. Bu to'g'ridan-to'g'ri yuqori-quvvatli LED chiplari ostida mahalliylashtirilgan "issiq nuqtalar" paydo bo'lishining oldini oladi. Bu butun bort bo'ylab pastroq termal gradientga olib keladi va umumiy LED ulanish harorati (Tj) past bo'ladi, bu xizmat muddatini maksimal darajada oshirish va yorug'lik chiqishini saqlashning yakuniy maqsadi hisoblanadi.
Yaxshiroq CTE mosligi:Misning CTE LED va dielektrik qatlamlardagi yarimo'tkazgich materiallariga yaqinroq. Bu quvvat aylanishi (yoqish/o'chirish) vaqtida lehim bo'g'inlarining kesishish kuchlanishini kamaytiradi,-uzoq muddatli ishonchlilikni keskin oshiradi va ishdan chiqish xavfini kamaytiradi.
Yupqa profillar:Mis juda samarali bo'lgani uchun, yupqaroq material qatlami ko'pincha qalin alyuminiy qatlami bilan bir xil termal natijaga erishishi mumkin. Bu dizaynerlarga sovutish samaradorligini yo'qotmasdan yanada ixcham, ingichka yoritgichlarni yaratishga imkon beradi.
Kamchiliklari:
Narxi:Mis eng muhim kamchilikdir. Xom ashyo narxi alyuminiynikidan 2-3 baravar ko'p, bu esa mis tagliklarni iste'molchi va umumiy yoritish mahsulotlari uchun juda qimmat qiladi.
Og'irligi:Yuqori zichlik armaturani sezilarli darajada og'irlashtiradi, bu mexanik dizaynni murakkablashtirishi va yuk tashish xarajatlarini oshirishi mumkin.
Oksidlanish va ishlab chiqarish:Mis osongina oksidlanadi, bu dielektrik qatlam bilan bog'lanish jarayoniga xalaqit berishi va qo'shimcha sirt ishlov berishni talab qilishi mumkin. Bundan tashqari, uni qayta ishlash va ishlov berish alyuminiyga qaraganda qiyinroq.
Gibrid yechim va amaliy haqiqat
Ushbu bo'shliqni bartaraf etish uchun keng tarqalgan va yuqori samarali yechim mavjudgibrid yondashuv. Ko'pchilik yuqori samarali{1}}diodli lampalar sof mis substratdan foydalanmaydi. Buning o'rniga ular dan foydalanadilaralyuminiy{0}}asosidagi sovutgichbilankichik, ko'milgan mis yadro yoki mis inleyto'g'ridan-to'g'ri LED o'rnatish maydoni ostida. Misdan strategik foydalanish "issiqlik tezlatgichi" vazifasini bajaradi, bu esa LEDlarning qizg'in, konsentrlangan issiqlikni tezlik bilan tarqatadi, keyinchalik u kattaroq va tejamkor alyuminiy korpus-bilan samarali ravishda tarqatiladi. Bu xarajat va og'irlikning zarracha-misga yaqin ishlashiga erishadi.
Xulosa: Qo'llash masalasi
Alyuminiy va mis o'rtasidagi tanlov universal "eng yaxshi" materialni topish emas, balki ish uchun to'g'ri vositani tanlashdir.
Alyuminiy substratlarish kuchi hisoblanadi. Ular uchun oqilona, iqtisodiy tanlovLED ilovalarining 90%, jumladan, turar joy yoritgichlari, ofis yoritgichlari, ko'cha chiroqlari va yuqori-baland lampalar, bunda unumdorlik, xarajat va og'irlik mutanosibligi mukammal darajada mos keladi.
Mis substratlar(yoki gibrid yechimlar) maxsus vositadir. Ular stsenariylarda ajralmas hisoblanadiekstremal quvvat zichligi, minimal bo'sh joy yoki mutlaq maksimal ishonchlilikustuvor hisoblanadi. Bunga premium avtomobil yoritgichlari, yuqori{1}}soha va studiya uskunalari, ixtisoslashgan tibbiy yoritish va nosozliklar mumkin bo‘lmagan va yuqori narx oqlangan ilovalar kiradi.
Oxir oqibat, ikkala materialning evolyutsiyasi LED texnologiyasi chegaralarini kengaytirishda davom etmoqda va bu bizning dunyomizni yorituvchi yorqinroq, samaraliroq va uzoqroq{0}}chiroqlar yaratish imkonini beradi. Ular o'rtasidagi raqobat jang emas, balki sinerji bo'lib, issiqlik boshqaruvidagi innovatsiyalarni chip darajasidan yuqoriga ko'taradi.
