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大功率LED顯示屏散熱的改善方法有哪些呢?918博天堂

發佈時間:2019-08-26 11:56:37 作者:LED顯示屏 來源:http://www.cnfeixian.com 瀏覽量:5769
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目前,很多功率型LED的驅動電流達到70mA、100mA甚至1A,這將會引起晶片內部熱量聚集,導致發光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。業內已經對大功率LED的散熱問題作出了很多的努力:通過對晶片外延結構優化設計,使用表面粗化技術等提高晶片內外量子效率,減少無輻射複合產生的晶格振盪,從根本上減少散熱組件負荷;通過優化封裝結構、材料,選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB),使用陶瓷、複合金屬基板等方法,加快熱量從外延層向散熱基板散發。已經有很多廠家通過其它的方式進行散熱,但是效果最終還是不理想,對此今天就一起跟隨918博天堂給大家分享關於LED顯示屏改善的哪些方案呢?

目前,很多功率型LED的驅動電流達到70mA、100mA甚至1A,這將會引起晶片內部熱量聚集,導致發光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。業內已經對大功率LED的散熱問題作出了很多的努力:通過對晶片外延結構優化設計,使用表面粗化技術等提高晶片內外量子效率,減少無輻射複合產生的晶格振盪,從根本上減少散熱組件負荷;通過優化封裝結構、材料,選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB),使用陶瓷、複合金屬基板等方法,加快熱量從外延層向散熱基板散發。已經有很多廠家通過其它的方式進行散熱,但是效果最終還是不理想,對此今天就一起跟隨918博天堂給大家分享關於LED顯示屏改善的哪些方案呢?

小間距LED

大功率LED顯示屏散熱的改善方法有哪些呢?

1、建立模型—有限元熱分析理論

三維直角坐標系中的瞬態溫度場場變量T(x,y,z,t)滿足:式中:T/x,T/y,T/z為沿x,y,z方向的溫度梯度;λxx,λyy,λzz為熱導率;q0為單位體積的熱生成;ρc是密度與比熱容的乘積:dT/dt為溫度隨時間的變化率。式中:Vx,Vy,Vz為媒介傳導速率。對於穩態熱分析而言,T/t=0,式(1)可化簡為:根據式(3)、邊界條件與初始條件,利用疊代法或者消去法求解,得出熱分析結果。

2、通過集合模型的建立進行分析

為依據常見1w大功率LED尺寸建立並簡化、海鷗翼封裝鋁熱沉的大功率LED圖形,底座接在MCPCB鋁基板上。主要數據:晶片尺寸為1mm×1mm×O.25mm,透鏡為直徑是13mm的半球。矽襯底為邊長17mm,高0.25mm的正六稜柱,MCPCB為直徑20mm,高1.75mm的六角星形鋁質基板。

LED小間距

3、通過有限元模型的建立

模型採用ANSYSl0.0計算,為方便分析,假設模型:led顯示屏輸入功率為1W,光效率取10%;封裝體外部的各組件(包括MCPCB、陶瓷封裝、熱沉的外部)通過與空氣的對流散熱;器件與外界的熱對流係數為20。工作環境溫度為25℃;器件滿足使用ANSYS軟件進行穩態有限元熱分析的條件;最大結溫選擇為125℃。

小間距LED顯示屏

關於大功率LED顯示屏哪些因素影響散熱呢?

1、熱輻射係數對LED散熱的影響

根據斯蒂芬-玻耳茲曼定律可知,溫度越高,輻照度越大。當輸入功率為1W時,經由表面輻射散出的熱能為7.63×10-4W,僅佔總熱功率的1.63‰;功率達到2W時,經輻射散出的熱能也僅佔6.33‰。因此改變熱輻射係數對於提高散熱能力改善成效不大,散熱的關鍵在於提高另外兩種散熱方式:熱傳遞和熱對流。儘管如此,仍有一些廠家將LED器件的外表面塗成黑色,以期最大限度地利用輻射散熱。

2、熱導率對LED的散熱的影響

只考慮熱傳導與對流,改變不同封裝填充材料如矽樹脂.得出結果。即使找到一種熱導率高達7Wm-1K-1的環氧樹脂成分封裝材料時,相比使用熱導率為0.25Wm-1K-1的環氧樹脂成分封裝材料時,晶片溫度下降不多,鋁基板溫度只下降了2.271℃,最大功率僅提高了0.69W。實際上,熱導率值超過7Wm-1K-1以上、可商業化的透明矽樹脂封裝材料目前尚無文獻報導。綜上所述,熱導率變化對LED最大功率影響微弱。

小間距

3、增加散熱面積對LED散熱的影響

3種不同散熱方式對LED的溫度分佈、最大功率的影響。可以看出,增加散熱面積是很好的散熱方式,可以輕易地提高LED器件散熱能力,這是目前LED產品所普遍使用的散熱方式之一。然而缺點也很明顯:影響成本、增加產品重量、影響封裝密度。無限度地提高LED散熱片面積顯然不現實,因此一般使用1.5inch2散熱片提升LED產品最大功率至10W左右,出於成本等因素就不能繼續提高。

總結:以上就是今天918博天堂光電小編給大家分享的「大功率LED顯示屏散熱的改善方法有哪些呢?918博天堂」全部內容,對此還有問題可以繼續瀏覽其它頁面,希望可以幫助到你,目前對於散熱功能是非常重要的技術,這將有利於LED顯示屏的長時間使用,對此也將羅列了部分影響散熱的相關因素,以幫助根據這些因素進行分解!

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