目前(qián),大(dà)部(bù)分(fēn)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)的(de)發(fà)光(guāng)部(bù)分(fēn)采用(yòng)PN結(P型半導體(tǐ)和(hé)N型半導體(tǐ)通(tòng)过(guò)擴散(sàn)制作(zuò)在(zài)同(tóng)一(yī)半導體(tǐ)襯底上(shàng),在(zài)P型半導體(tǐ)和(hé)N型半導體(tǐ)的(de)界面(miàn)上(shàng)形成(chéng)一(yī)个(gè)稱为(wèi)PN結的(de)空(kōng)间電(diàn)荷区),而(ér)光(guāng)能(néng)被PN結和(hé)环(huán)氧樹(shù)脂/矽胶(jiāo)轉(zhuǎn)化(huà)中(zhōng)的(de)热(rè)量(liàng)吸收(shōu),对(duì)燈(dēng)有(yǒu)很大(dà)的(de)副作(zuò)用(yòng)。發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)的(de)內(nèi)部(bù)温(wēn)度会(huì)越来越高(gāo)【導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)】,亮(liàng)度会(huì)越来越低(dī),使用(yòng)壽命会(huì)越来越短(duǎn)。因此(cǐ),为(wèi)了(le)保持(chí)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)的(de)亮(liàng)度和(hé)延长(cháng)使用(yòng)壽命,有(yǒu)必要(yào)做好(hǎo)散(sàn)热(rè)工作(zuò)。
接下(xià)来,介紹大(dà)功率發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)封(fēng)装結構:
由(yóu)于(yú)每个(gè)人(rén)对(duì)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)光(guāng)源的(de)要(yào)求越来越高(gāo),他(tā)们(men)对(duì)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)光(guāng)輸出率和(hé)光(guāng)色有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(de)要(yào)求,对(duì)發(fà)光(guāng)強(qiáng)度也(yě)有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(de)要(yào)求。为(wèi)了(le)滿足客戶需求,提(tí)高(gāo)封(fēng)装技術(shù),各(gè)芯片(piàn)制造商也(yě)对(duì)封(fēng)装工廠(chǎng)提(tí)出了(le)更(gèng)高(gāo)的(de)要(yào)求,設計(jì)出更(gèng)能(néng)滿足客戶需求的(de)封(fēng)装結構,從而(ér)提(tí)高(gāo)了(le)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)外(wài)部(bù)光(guāng)利用(yòng)率。
不(bù)同(tóng)的(de)應(yìng)用(yòng)領域对(duì)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)光(guāng)源提(tí)出了(le)更(gèng)高(gāo)的(de)要(yào)求,不(bù)仅对(duì)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)發(fà)光(guāng)效率和(hé)光(guāng)色有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(de)要(yào)求,对(duì)發(fà)光(guāng)角(jiǎo)度和(hé)光(guāng)強(qiáng)分(fēn)布也(yě)有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(de)要(yào)求。这(zhè)不(bù)仅要(yào)求上(shàng)遊芯片(piàn)廠(chǎng)開(kāi)發(fà)新(xīn)的(de)半導體(tǐ)材料,改进芯片(piàn)制造工藝,設計(jì)出符合要(yào)求的(de)芯片(piàn),也(yě)要(yào)求下(xià)遊封(fēng)装廠(chǎng)提(tí)出更(gèng)高(gāo)的(de)要(yào)求,設計(jì)出滿足一(yī)定(dìng)光(guāng)強(qiáng)分(fēn)布的(de)封(fēng)装結構,提(tí)高(gāo)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)外(wài)部(bù)光(guāng)利用(yòng)率。
现有(yǒu)的(de)散(sàn)热(rè)技術(shù)由(yóu)以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)部(bù)分(fēn)組成(chéng):散(sàn)热(rè)鋁(lǚ)型材、發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)或(huò)導热(rè)矽脂,導热(rè)陶瓷片(piàn)、絕缘矽胶(jiāo)膜發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)組件(jiàn)、電(diàn)极(jí)、發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)底座和(hé)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)PN結。
發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)的(de)散(sàn)热(rè)过(guò)程如(rú)下(xià):從發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)PN結發(fà)出的(de)热(rè)源通(tòng)过(guò)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)底座到(dào)达(dá)焊膏焊接层(céng),然后到(dào)达(dá)铜(tóng)鍍层(céng),再通(tòng)过(guò)絕缘层(céng)到(dào)达(dá)散(sàn)热(rè)鋁(lǚ)板,然后到(dào)达(dá)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)或(huò)導热(rè)矽脂,再将热(rè)量(liàng)傳遞到(dào)散(sàn)热(rè)鋁(lǚ)板进行散(sàn)热(rè),從而(ér)完成(chéng)整个(gè)散(sàn)热(rè)环(huán)节(jié)。
一(yī)般来说(shuō),發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)底座的(de)導热(rè)系數約为(wèi)80W/m.k;覆铜(tóng)层(céng)的(de)導热(rè)系數为(wèi)400瓦(wǎ)/米(mǐ)克(kè),鋁(lǚ)板的(de)導热(rè)系數約为(wèi)1瓦(wǎ)/米(mǐ)克(kè),而(ér)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)或(huò)導热(rè)矽脂的(de)導热(rè)系數一(yī)般为(wèi)0.8~5.0瓦(wǎ)/米(mǐ)克(kè)。另(lìng)外(wài),LED導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)具有(yǒu)鋁(lǚ)板的(de)橫向(xiàng)導热(rè)和(hé)均温(wēn)功能(néng),且(qiě)絕缘层(céng)的(de)热(rè)流密度高(gāo)于(yú)導热(rè)矽脂,可(kě)見(jiàn)最(zuì)難散(sàn)热(rè)的(de)是(shì)鋁(lǚ)板的(de)絕缘层(céng)。
由(yóu)于(yú)鋁(lǚ)板上(shàng)的(de)絕缘层(céng)是(shì)最(zuì)難散(sàn)热(rè)的(de),铜(tóng)塗层(céng)和(hé)絕缘层(céng)應(yìng)该通(tòng)过(guò)鑽(zuàn)孔去(qù)除,这(zhè)樣(yàng)鋁(lǚ)基板可(kě)以(yǐ)暴露(lù),锌可(kě)以(yǐ)沉積在(zài)暴露(lù)的(de)鋁(lǚ)板上(shàng),鎳可(kě)以(yǐ)鍍在(zài)锌表(biǎo)面(miàn),铜(tóng)可(kě)以(yǐ)鍍在(zài)鎳上(shàng),然后锡或(huò)金(jīn)可(kě)以(yǐ)噴塗在(zài)铜(tóng)上(shàng)。經(jīng)过(guò)处理(lǐ)后,塗层(céng)附着力強(qiáng),導热(rè)性(xìng)能(néng)好(hǎo),經(jīng)过(guò)電(diàn)鍍处理(lǐ)后,可(kě)以(yǐ)将發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)焊接在(zài)鋁(lǚ)板上(shàng)。焊接完成(chéng)后,發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)PN結發(fà)出的(de)热(rè)量(liàng)通(tòng)过(guò)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)底座到(dào)达(dá)焊膏焊料块(kuài),然后到(dào)达(dá)鋁(lǚ)板,再通(tòng)过(guò)發(fà)光(guāng)LED導热(rè)矽胶(jiāo)片(piàn)或(huò)導热(rè)矽脂将热(rè)量(liàng)傳導到(dào)散(sàn)热(rè)鋁(lǚ)型材,然后散(sàn)發(fà)到(dào)空(kōng)气(qì)中(zhōng)。去(qù)除導热(rè)系數很小的(de)絕缘层(céng)后,散(sàn)热(rè)效果(guǒ)大(dà)大(dà)增強(qiáng),發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)底座的(de)温(wēn)度也(yě)相應(yìng)降低(dī),從而(ér)延长(cháng)了(le)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)燈(dēng)的(de)使用(yòng)壽命和(hé)穩定(dìng)性(xìng)。