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LED应用技术领域的突破-芯片结温温升<45℃

文章出处:作者:发表时间:2014-05-09 09:09:00

  21世纪,LED照明产业是最具发展前景的高新技术产业之一,LED的特点是高效、节能、寿命长、绿色环保。随着LED技术的进步,其应用场合也越来越广泛。但是LED照明普及还受散热设计、结温温升、电器配件、驱动电源等技术问题阻碍,下面重点谈一下结温。

  LED结温的概念:LED的基本结构是一个半导体的P-N结。当电流经过LED元件时,P-N结的稳度将上升,严格意义上说就是把P-N结区的温度定义为LED的结温。

  产生温升的原因有以下几个方面:

  1. LED芯片自身工作产生的热量;

  2. LED封装材料自身吸收芯片的光而产生的热量;

  3. LED芯片底部导热材料不均匀而积累的热量;

  4. LED热量散发不迅速;

  5. LED的荧光粉作用。

  LED结温上升主要影响使用寿命和发光效能。在一定的工作电流,随着工作时间的增加,如果散热措施不力,达不到平衡时,LED的结温会不断上升,达到一定温度时,LED封装环氧胶会产生变化,出光效率会下降衰减。LED用的封装环氧胶存在一个重要特性,即当环氧胶温度超过一个特定温度125℃时,它的特性将从一种钢性的类玻璃状态转变成一种柔软的似橡胶状态的物质,此时材料的膨胀系数急剧增加,形成一个明显的拐点。这个拐点对应的温度即为环氧树脂玻璃状的转化温度,其值通常为125℃。当器件在此温度附近或高于此温度变化时,将发生明显的膨胀,致使芯片电极与外线收到额外的应力而发生过度疲劳乃至脱落损坏,造成LED永久性的损坏。显然工作温升越高,这种过程越快。此外,当结温上升时,LED发光波长变长,颜色发生红移,发光效果随之变差。因此如何更好地控制P-N结温温升应是当前LED应用行业的重要研究内容。不顾此项内容,一味追求“只要灯能点亮”,必然会出现诸多问题。须知,质量差的LED照明灯的性能还及不上传统灯具!

  三思公司新发布的10WLED球泡灯从3年前便开始作材料探索。曾试用了比较权威的白俄罗斯专家所提供的材料,但其绝缘性和导热性都不理想,最后还是通过自己研发团队的研制而获得成功。之后又完成了其他数项技术的研发,于2014年3月完成了研制并开始着手投入生产。该产品的技术数据是:光效160lm/W(整灯功率10W,光通量1600lm),外形规格A19,全配光,无频闪,额定寿命4万小时。在满足1600lm光通量标准要求的前提下,整灯功率仅10W,节能效果几乎比国际同行产品高出一倍。经过国家电光源质量监督检验中心检测,结温温升<45℃,远优于一般高于60℃的行业水平。

 


  为什么三思公司能做到如此惊人的效果呢?众所周知,LED芯片是半导体器件,它随着温度的增加发光效率会降低,三思公司采用了独特的热管理-陶瓷散热式,高效疏导芯片产生的热量,使得LED工作的温度保持在较低范围内。从而,既提高了LED的发光效率,又增加了LED的使用寿命。目前该项技术已经获得了国家专利,并开始广泛应用在各个行业。

  上海三思成立于1993年,是国内很早从事LED应用产品开发和生产的高新技术企业,现有员工1700人,设有国家级研发水平的LED应用技术研究所,科研与生产基地86000平方米。有近400名多学科的研发团队,其中3人是享受国务院特殊津贴的知名专家,5人是海外回来归国学者,博士和硕士40多人,研究员和高工20多人;三个研发部,一个应用研究所,下属13个研究室,涉及光学、灯具、软件、电子线路、微电子、结构、电源、工艺、LED封装、基础材料、模具、专利、系统集成等。

  技术是企业发展的原动力,创新是一个企业长期生存的前提。只有技术性创新,产品才可以创造市场,引导市场。此次LED球泡灯产品的开发成功,只是三思公司发展历程中的一个台阶,上海三思将继续发扬“诚信、创新、适度、求真”的精神,坚持走“科、工、贸”发展之路,攀登LED应用技术之顶峰,为“中国制造”增光添彩!