以大功率LED為光源的照明燈不僅可以大幅度節約能源,還可以縮短燈具響應時間,而且還能具有更豐富的色彩表現,因此大功率LED被人們視為可以替代白熾燈和熒光燈的第四代光源。然而,隨著科技的不斷進步,LED自身光通量的提升和散熱問題成了阻礙大功率LED照明燈具推廣和普及的兩個關鍵性問題。當芯片的亮度不斷提高的同時,芯片所承受的溫度也在不斷提高,如果燈具的散熱能力不佳,則過高的溫度會使大功率LED燈使用壽命大大縮短甚至失效。
如上強調的重點,“LED壽命長”其實有著深刻的意義。從上面某LED公司的廣告語中,我們可以得到啟示“因為燈具損耗造成的維護成本增加特別是難以維護的場合下成本增加幅度更大,將成為燈具使用成本的一部分”,因此采取適當的手段讓LED升級,從而使燈具使用壽命大大增加,從而使長期使用的LED顯得更為劃算了。
一般來說,LED發光效率和使用壽命會隨結溫的增加而下降,當結溫達到125℃以上時,LED甚至會出現失效。為使LED結溫保持在較低溫度下,必須采用高熱導率、低熱阻的散熱基基板。長期以來,Al2O3和BeO陶瓷是高功率封裝的兩種主要基材。然而,這兩種襯底材料具有固有的缺點。Al2O3具有低導熱率和與芯片材料不匹配的熱膨脹系數。盡管BeO具有出色的綜合性能,但它具有很高的生產成本,并且生產過程環境會有毒害。因此,導熱能力優秀,高絕緣性,高熱導性,優秀的化學和熱穩定等優點的AlN陶瓷作為大功率LED散熱材料做合適不過了。
汽車LED燈中廣泛采用氮化鋁基板封裝
圖片來源:佛山照明FSL
具有優秀的散熱能力對LED而言很重要,尤其是對于產熱大戶中(LED燈具)的大戶聚光型的射燈尤其重要(市售的優質LED射燈壽命基本達到10000-50000小時,幾乎是普通鹵素射燈的10-50倍),這一點我們在福建華清電子材料科技有限公司的經驗分享中可以知道,目前海外大功率led射燈大量采用氮化鋁陶瓷封裝,從而使LED性能更為優秀,使用壽命更長。如下為福建華清電子材料科技有限公司網站展示的產品信息,關鍵指標熱導率可達180W/(m·k),那可是氧化鋁陶瓷,180W/(m·k)。
氮化鋁陶瓷特性表
圖片來源:華清電子
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編輯:Alpha
作者:粉體圈
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