21世紀,LED照明產業(yè)是最具發(fā)展前景的高新技術產業(yè)之一,LED的特點是高效、節(jié)能、壽命長、綠色環(huán)保。隨著LED技術的進步,其應用場合也越來越廣泛。但是LED照明普及還受散熱設計、結溫溫升、電器配件、驅動電源等技術問題阻礙,下面重點談一下結溫。
LED結溫的概念:LED的基本結構是一個半導體的P-N結。當電流經過LED元件時,P-N結的穩(wěn)度將上升,嚴格意義上說就是把P-N結區(qū)的溫度定義為LED的結溫。
產生溫升的原因有以下幾個方面:
1. LED芯片自身工作產生的熱量;
2. LED封裝材料自身吸收芯片的光而產生的熱量;
3. LED芯片底部導熱材料不均勻而積累的熱量;
4. LED熱量散發(fā)不迅速;
5. LED的熒光粉作用。
LED結溫上升主要影響使用壽命和發(fā)光效能。在一定的工作電流,隨著工作時間的增加,如果散熱措施不力,達不到平衡時,LED的結溫會不斷上升,達到一定溫度時,LED封裝環(huán)氧膠會產生變化,出光效率會下降衰減。LED用的封裝環(huán)氧膠存在一個重要特性,即當環(huán)氧膠溫度超過一個特定溫度125℃時,它的特性將從一種鋼性的類玻璃狀態(tài)轉變成一種柔軟的似橡膠狀態(tài)的物質,此時材料的膨脹系數急劇增加,形成一個明顯的拐點。這個拐點對應的溫度即為環(huán)氧樹脂玻璃狀的轉化溫度,其值通常為125℃。當器件在此溫度附近或高于此溫度變化時,將發(fā)生明顯的膨脹,致使芯片電極與外線收到額外的應力而發(fā)生過度疲勞乃至脫落損壞,造成LED永久性的損壞。顯然工作溫升越高,這種過程越快。
此外,當結溫上升時,LED發(fā)光波長變長,顏色發(fā)生紅移,發(fā)光效果隨之變差。因此如何更好地控制P-N結溫溫升應是當前LED應用行業(yè)的重要研究內容。不顧此項內容,一味追求“只要燈能點亮”,必然會出現諸多問題。須知,質量差的LED照明燈的性能還及不上傳統(tǒng)燈具!