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LED燈具溫度與壽命的關系

發表時間: 2018-08-01 00:00:00

作者: 重慶信德電子有限公司

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隨著高功率LED技術的發展,使得LED燈具面臨到熱管理和散熱設計的嚴苛挑戰,因為溫度升高不但會造成亮度下降,當溫度超過攝氏100度時更會加速燈具本體及封裝材料的劣化。


      隨著高功率LED技術的發展,使得LED燈具面臨到熱管理和散熱設計的嚴苛挑戰,因為溫度升高不但會造成亮度下降,當溫度超過攝氏100度時更會加速燈具本體及封裝材料的劣化。因此,除了LED封裝組件本身的散熱技術外,LED燈具的散熱及導熱設計更是維持燈具壽命的最大關鍵。

      LED應用于戶外照明,其散熱設計相較于其他LED終端產品(例如:LED背光面板、LED車用照明…等)更為復雜多元,因為LED燈具的操作環境會因為溫度變化、沙塵量、濕度…等因素更加嚴苛。以LED路燈為例,要能夠長時間于戶外環境工作,不僅必須符合安全法規的要求 (例如:UL、CE…),更需達到克服光學特性穩定性(如、光衰變化)、沙塵侵襲、鳥糞堆積、空氣中膠質懸浮物質及水氣虹吸現象造成之防水防塵問題等可靠度及惡劣環境的考驗。

     在燈具設計方面,由LED蕊片、LED芯片基板、芯片封裝、線路設計、系統電路板、散熱鰭片到燈具外殼再再都考驗著LED產業上、中、下游的研發能力。傳統用于指示燈的LED多為炮彈型結構,其四周以絕緣性環氧樹脂(epoxy)進行封裝,故LED晶粒所產生的熱能主要由下方的兩根金屬導線以傳導方式往系統電路板方向散出。然而當LED跨入照明領域后,1W以上的高功率LED成為主流,也為了增加熱傳導面積,照明用途之LED改采平板式封裝,使LED芯片基板和系統電路板能有較大的貼和面積。

      目前常見的LED芯片基板為陶瓷基板,其散熱性佳,低膨脹系數等特性,減低因熱應力而產生的變型,其次還具有耐熱、耐潮、絕緣等優點,故陶瓷基板成為高功率照明用LED芯片基板的常用散熱材料。陶瓷基板目前分為3大類:(1)氧化鋁(Al2O3)、 (2)低溫共燒陶瓷(LTCC)、(3)氮化鋁(AlN),其中以AlN之導熱性最佳,但技術門坎最高,故AlN多用于3W以上之LED產品,而Al2O3則用于1W~3W的范圍,LTCC則適用于大尺寸大功率、小尺寸小功率之LED產品。


(責任編輯:信德電子)





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