free性欧美人与牛,国产又粗又硬又大爽黄老大爷视 ,国产成人人妻精品一区二区三区 ,√天堂8资源中文,国产亚洲精品一区二区三区

廣告
廣告
LED散熱設(shè)計中散熱方式與材質(zhì)
您的位置 資訊中心 > 技術(shù)與應(yīng)用 > 正文

LED散熱設(shè)計中散熱方式與材質(zhì)

2015-06-11 15:19:16 來源:互聯(lián)網(wǎng)

最初的單芯片LED的功率不高,發(fā)熱量有限,熱的問題不大,因此其封裝方式相對簡單。但近年隨著LED材料技術(shù)的不斷突破,LED的封裝技術(shù)也隨之改變,從早期單芯片的炮彈型封裝逐漸發(fā)展成扁平化、大面積式的多芯片封裝模組;其工作電流由早期20mA左右的低功率LED,進展到目前的1/3至1A左右的高功率LED,單顆LED的輸入功率高達1W以上,甚至到3W、5W封裝方式更進化。

由于高亮度高功率LED系統(tǒng)所衍生的熱問題將是影響產(chǎn)品功能優(yōu)劣關(guān)鍵,要將LED元件的發(fā)熱量迅速排出至周遭環(huán)境,首先必須從封裝層級(L1& L2)的熱管理著手。目前業(yè)界的作法是將LED芯片以焊料或?qū)岣嘟又谝痪鶡崞?,?jīng)由均熱片降低封裝模組的熱阻抗,這也是目前市面上最常見的LED封裝模組,主要來源有Lumileds、OSRAM、CREE 和Nicha等LED國際知名廠商。

許多終端的應(yīng)用產(chǎn)品,如迷你型投影機、車用及照明用燈源,在特定面積下所需的流明量需超過上千流明或上萬流明,單靠單芯片封裝模組顯然不足以應(yīng)付,走向多芯片LED封裝,及芯片直接黏著基板已是未來發(fā)展趨勢。

散熱問題是在LED開發(fā)用作照明物體的主要障礙,采用陶瓷或散熱管是一個有效防止過熱的方法,但散熱管理解決方案使材料的成本上升,高功率LED散熱管理設(shè)計的目的是有效地降低芯片散熱到最終產(chǎn)品之間的熱阻,R junction-to-case是其中一種采用材料的解決方案,提供低熱阻但高傳導(dǎo)性,通過芯片附著或熱金屬方法來使熱直接從芯片傳送到封裝外殼的外面。

當然,LED的散熱組件與CPU散熱相似,都是由散熱片、熱管、風(fēng)扇及熱介面材料所組成的氣冷模組為主,當然水冷也是熱對策之一。以當前最熱門的大尺寸LED TV背光模組而言,40英寸及46英寸的LED背光源輸入功率分別為470W及550W,以其中的80%轉(zhuǎn)成熱來看,所需的散熱量約在360W及440W左右。

那麼該如何將這些熱量帶走?目前業(yè)界有用水冷方式進行冷卻,但有高單價及可靠度等疑慮;也有用熱管配合散熱片及風(fēng)扇來進行冷卻,比方說日本大廠SONY的 46吋LED背光源液晶電視,但風(fēng)扇耗電及噪音等問題還是存在。因此,如何設(shè)計無風(fēng)扇的散熱方式,可能會是決定未來誰能勝出的重要關(guān)鍵。

散熱方式

一般說來,依照從散熱器帶走熱量的方式,可以將散熱器分為主動式散熱和被動式散熱。所謂的被動式散熱,是指通過散熱片將熱源LED光源熱量自然散發(fā)到空氣中,其散熱的效果與散熱片大小成正比,但因為是自然散發(fā)熱量,效果當然大打折扣,常常用在那些對空間沒有要求的設(shè)備中,或者用于為發(fā)熱量不大的部件散熱,如部分普及型主板在北橋上也采取被動式散熱,絕大多數(shù)采取主動式散熱式,主動式散熱就是通過風(fēng)扇等散熱設(shè)備強迫性地將散熱片發(fā)出的熱量帶走,其特點是散熱效率高,而且設(shè)備體積小。

主動式散熱,從散熱方式上細分,可以分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體制冷、化學(xué)制冷等等。

風(fēng)冷風(fēng)冷散熱是最常見的散熱方式,相比較而言,也是較廉價的方式。風(fēng)冷散熱從實質(zhì)上講就是使用風(fēng)扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低,安裝方便等優(yōu)點。但對環(huán)境依賴比較高,例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。

液冷

液冷散熱是通過液體在泵的帶動下強制循環(huán)帶走散熱器的熱量,與風(fēng)冷相比,具有安靜、降溫穩(wěn)定、對環(huán)境依賴小等等優(yōu)點。液冷的價格相對較高,而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時盡量按照說明書指導(dǎo)的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。出于成本及易用性的考慮,液冷散熱通常采用水做為導(dǎo)熱液體,因此液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。

熱管

熱管屬于一種傳熱元件,它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì),通過在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量,具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點,并且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。其導(dǎo)熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。

半導(dǎo)體制冷

半導(dǎo)體制冷就是利用一種特制的半導(dǎo)體制冷片在通電時產(chǎn)生溫差來制冷,只要高溫端的熱量能有效的散發(fā)掉,則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導(dǎo)體顆粒上都產(chǎn)生溫差,一個制冷片由幾十個這樣的顆粒串聯(lián)而成,從而在制冷片的兩個表面形成一個溫差。利用這種溫差現(xiàn)象,配合風(fēng)冷/水冷對高溫端進行降溫,能得到優(yōu)秀的散熱效果。半導(dǎo)體制冷具有制冷溫度低、可靠性高等優(yōu)點,冷面溫度可以達到零下10℃以下,但是成本太高,而且可能會因溫度過低導(dǎo)致造成短路,而且現(xiàn)在半導(dǎo)體制冷片的工藝也不成熟,不夠?qū)嵱谩?/p>

化學(xué)制冷

所謂化學(xué)制冷,就是使用一些超低溫化學(xué)物質(zhì),利用它們在融化的時候吸收大量的熱量來降低溫度。這方面以使用干冰和液氮較為常見。比如使用干冰可以將溫度降低到零下20℃以下,還有一些更“變態(tài)”的玩家利用液氮將CPU溫度降到零下100℃以下(理論上),當然由于價格昂貴和持續(xù)時間太短,這個方法多見于實驗室或極端的超頻愛好者。

材質(zhì)的選擇

熱傳導(dǎo)系數(shù) (單位: W/mK)

銀 429

銅 401

金 317

鋁 237

鐵 80

鉛 34.8

1070 型鋁合金 226

1050型鋁合金 209

6063 型鋁合金 201

6061型鋁合金 155

一般說來,普通風(fēng)冷散熱器自然要選擇金屬作為散熱器的材料。對所選用的材料,希望其同時具有高比熱和高熱傳導(dǎo)系數(shù),從上可以看出,銀和銅是最好的導(dǎo)熱材料,其次是金和鋁。但是金、銀太過昂貴,所以,目前散熱片主要由鋁和銅制成。相比較而言,銅和鋁合金二者同時各有其優(yōu)缺點:銅的導(dǎo)熱性好,但價格較貴,加工難度較高,重量過大,且銅制散熱器熱容量較小,而且容易氧化。另一方面純鋁太軟,不能直接使用,都是使用的鋁合金才能提供足夠的硬度,鋁合金的優(yōu)點是價格低廉,重量輕,但導(dǎo)熱性比銅就要差很多。所以在散熱器的發(fā)展史上也出現(xiàn)了以下幾種材質(zhì)的產(chǎn)品:

純鋁散熱器

純鋁散熱器是早期最為常見的散熱器,其制造工藝簡單,成本低,到目前為止,純鋁散熱器仍然占據(jù)著相當一部分市場。為增加其鰭片的散熱面積,純鋁散熱器最常用的加工手段是鋁擠壓技術(shù),而評價一款純鋁散熱器的主要指標是散熱器底座的厚度和Pin-Fin 比。Pin是指散熱片的鰭片的高度,F(xiàn)in 是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin 比是用Pin 的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大,代表鋁擠壓技術(shù)越先進。

純銅散熱器

銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋁的1.69 倍,所以在其他條件相同的前提下,純銅散熱器能夠更快地將熱量從熱源中帶走。不過銅的質(zhì)地是個問題,很多標榜“純銅散熱器”其實并非是真正的100%的銅。在銅的列表中,含銅量超過99%的被稱為無酸素銅,下一個檔次的銅為含銅量為85%以下的丹銅。目前市場上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都在介于兩者之間。而一些劣質(zhì)純銅散熱器的含銅量甚至連85%都不到,雖然成本很低,但其熱傳導(dǎo)能力大大降低,影響了散熱性。此外,銅也有明顯的缺點,成本高,加工難,散熱器質(zhì)量太大都阻礙了全銅散熱片的應(yīng)用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063,某些機械加工(如剖溝等)性能不如鋁;銅的熔點比鋁高很多,不利于擠壓成形( Extrusion )等等問題。

銅鋁結(jié)合技術(shù)

在考慮了銅和鋁這兩種材質(zhì)各自的缺點后,目前市場部分高端散熱器往往采用銅鋁結(jié)合制造工藝,這些散熱片通常都采用銅金屬底座,而散熱鰭片則采用鋁合金,當然,除了銅底,也有散熱片使用銅柱等方法,也是相同的原理。憑借較高的導(dǎo)熱系數(shù),銅制底面可以快速吸收CPU釋放的熱量;鋁制鰭片可以借助復(fù)雜的工藝手段制成最有利于散熱的形狀,并提供較大的儲熱空間并快速釋放,這在各方面找到了的一個均衡點。

要提升LED發(fā)光效率與使用壽命,解決LED產(chǎn)品散熱問題即為現(xiàn)階段最重要的課題之 一,LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦是以高功率、高亮度、小尺寸LED產(chǎn)品為其發(fā)展重點,因此,提供具 有其高散熱性,精密尺寸的散熱基板,也成為未來在LED散熱基板發(fā)展的趨勢?,F(xiàn)階段以氮 化鋁基板取代氧化鋁基板,或是以共晶或覆晶制程取代打金線的晶粒/基板結(jié)合方式來達到 提升LED發(fā)光效率為開發(fā)主流。在此發(fā)展趨勢下,對散熱基板本身的線路對位精確度要求極 為嚴苛,且需具有高散熱性、小尺寸、金屬線路附著性佳等特色,因此,利用黃光微影制 作薄膜陶瓷散熱基板,將成為促進LED不斷往高功率提升的重要觸媒之一。

聲明:轉(zhuǎn)載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益,請與我們聯(lián)系,我們將及時更正、刪除,謝謝。

閱讀延展
LED 背光源 半導(dǎo)體 散熱器
  • LCD的“淪落”和Mini?LED的“解救”

    LCD的“淪落”和Mini?LED的“解救”

    運用傳統(tǒng)式LED做為背光源時,LCD除開成本費與使用壽命外,相比自發(fā)亮的OLED具有的薄厚薄、響應(yīng)時間快、節(jié)電、顯示信息實際效果出色且形狀多種多樣等特性,缺點盡展。

  • LED面板燈知識 怎么買到高性價比的面板燈

    LED面板燈知識 怎么買到高性價比的面板燈

    LED面板燈是采用類似液晶電視背光源技術(shù)的一種新型面光源,是一款高檔的室內(nèi)照明燈具,其外邊框由鋁合金經(jīng)陽極氧化而成,光源為LED,整個燈具設(shè)計給人美觀簡潔、大氣豪華,既有良好的照明效果,又能給人帶來美的感受。

  • 隆達電子:采用LED倒裝芯片技術(shù)研究直下式電視背光源

    隆達電子:采用LED倒裝芯片技術(shù)研究直下式電視背光源

    據(jù)隆達電子股份有限公司(Lextar Electronics)主席David Su稱,公司完全采用了LED倒裝芯片技術(shù)來研究直下式液晶電視背光源。

  • 10大可能導(dǎo)致LED驅(qū)動失效的原因

    10大可能導(dǎo)致LED驅(qū)動失效的原因

    在照明領(lǐng)域,LED作為半導(dǎo)體照明最關(guān)鍵的部件,因為頂著節(jié)能、環(huán)保、長壽命、免維護等諸多光環(huán)而受到市場的追捧。驅(qū)動電路是LED(發(fā)光二極管)產(chǎn)品的重要組成部分,無論在照明、背光源還是顯示板領(lǐng)域,驅(qū)動電路技術(shù)架構(gòu)的選擇都應(yīng)與具體的應(yīng)用相匹配。

  • 晶科電子:專注高亮度LED背光源  構(gòu)建國際化的供應(yīng)鏈

    晶科電子:專注高亮度LED背光源 構(gòu)建國際化的供應(yīng)鏈

    近日,在2015中國電子信息博覽會期間,本刊記者采訪了晶科電子(廣州)有限公司(以下簡稱:晶科電子)總裁肖國偉博士,請他詳細介紹晶科電子最新高亮度的LED背光源技術(shù)以及相關(guān)解決方案。

  • 關(guān)于LED背光源的能耗及基礎(chǔ)知識解析

    關(guān)于LED背光源的能耗及基礎(chǔ)知識解析

    背光源性能的好壞除了會直接影響LCD顯像質(zhì)量外,背光源的成本占LCD模塊的3-5%,所消耗的電力更占模塊的75%,可說是LCD模塊中相當重要的零組件。高精細、大尺寸的LCD,必須有高性能的背光技術(shù)與之配合,因此當LCD產(chǎn)業(yè)努力開拓新應(yīng)用領(lǐng)域的同時,背光技術(shù)的高性能化亦扮演著幕后功臣的角色。

  • 什么是散熱器?

    什么是散熱器?

    散熱器為不能充分散熱的部件提供散熱。例如,它們被用于冷卻計算機中的中央處理單元(cpu)和圖形處理單元(gpu),功率晶體管和其他高功率半導(dǎo)體器件,以及用于光電子器件,如激光器和led。散熱器通過吸收熱量來保護關(guān)鍵部件免受損壞或性能損失。

  • 仿真看世界之IPOSIM的散熱器熱阻Rthha解析

    仿真看世界之IPOSIM的散熱器熱阻Rthha解析

    如何評估IGBT模塊的損耗與結(jié)溫?英飛凌官網(wǎng)在線仿真工具IPOSIM,是IGBT模塊在選型階段的重要參考。這篇文章將針對IPOSIM仿真中的散熱器熱阻參數(shù)Rthha,給大家做一些清晰和深入的解析。

  • 意法半導(dǎo)體發(fā)布MasterGaN參考設(shè)計并演示250W無散熱器諧振變換器

    意法半導(dǎo)體發(fā)布MasterGaN參考設(shè)計并演示250W無散熱器諧振變換器

    中國,2021年5月18日——意法半導(dǎo)體發(fā)布了MasterGaN的首個參考設(shè)計,展示了新款高集成度器件如何提高功率密度、能效,簡化產(chǎn)品設(shè)計,縮短上市時間。

  • 對于切割機而言一般都使用哪一款無刷電機

    對于切割機而言一般都使用哪一款無刷電機

    無刷電機輸出功率大,效率高。不加散熱器,可提供450W以下的驅(qū)動功率,可直接驅(qū)動各種帶霍電機,通過外部電位計調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,速度平滑、柔軟、線性好。

  • 電子冰箱 一個通過半導(dǎo)體制冷的車載冰箱

    電子冰箱 一個通過半導(dǎo)體制冷的車載冰箱

    它以一塊40mm正方體、4mm厚的半導(dǎo)體集成ic根據(jù)高效率環(huán)狀兩層熱管散熱器及傳輸技術(shù)性和全自動變壓變流控制系統(tǒng)實現(xiàn)制冷,被稱做全球最少的“制冷壓縮機”。

  • 從這幾點入手選擇的發(fā)光二極管 性價比最高

    從這幾點入手選擇的發(fā)光二極管 性價比最高

    本文主要介紹了LED發(fā)光二極管,如果要選擇合適的LED發(fā)光二極管,我們可以這幾個方面入手,分別是:芯片的質(zhì)量、燈光效果、散熱器原材料、散熱器面積、散熱器構(gòu)造以及驅(qū)動電源這六方面入手。

微信

第一時間獲取電子制造行業(yè)新鮮資訊和深度商業(yè)分析,請在微信公眾賬號中搜索“嗶哥嗶特商務(wù)網(wǎng)”或者“big-bit”,或用手機掃描左方二維碼,即可獲得嗶哥嗶特每日精華內(nèi)容推送和最優(yōu)搜索體驗,并參與活動!

發(fā)表評論

  • 最新評論
  • 廣告
  • 廣告
  • 廣告
廣告
粵B2-20030274號   Copyright Big-Bit ? 2019-2029 All Right Reserved 大比特資訊 版權(quán)所有     未經(jīng)本網(wǎng)站書面特別授權(quán),請勿轉(zhuǎn)載或建立影像,違者依法追究相關(guān)法律責(zé)任