Tierras raras: la esperanza de la iluminación LED de alta potencia. ¿Qué opinas de este material? ¿Puede realmente resolver el problema de que "las lámparas LED se calientan demasiado"?
La mejora continua de los fósforos de tierras raras ha beneficiado a la industria de la iluminación en general: lámparas de halogenuros metálicos, lámparas de sodio de alta presión, lámparas de tubo fluorescente de bajo consumo y las últimas lámparas LED de alta potencia.
La conversión de fuente de luz de alta eficiencia mejora la eficiencia lumínica de las luces LED de alta potencia y reduce el consumo de calor. El mismo consumo de energía puede tener mayor brillo; si el brillo es igual, significa menos consumo de calor. Naturalmente, esto es beneficioso para los chips LED que son sensibles al calor. Sin embargo, dado que la energía que realmente se convierte en energía luminosa y se irradia fuera del cuerpo luminoso es sólo del 30% como máximo, la mayor parte de la energía permanece en el chip LED en forma de energía térmica.
El material del sustrato y el método de cristal sólido del propio chip LED son cada vez más eficientes en cuanto a conductividad térmica:
1. El exclusivo sustrato de carburo de silicio de la empresa estadounidense CREE tiene la ventaja de La conductividad térmica más alta en la actualidad. El sustrato de chip LED más alto.
Un chip con un tamaño de 40x40 mil puede soportar una corriente de hasta 1000 mA, siempre que no haya conducción ni disipación de calor posteriores.
Este chip con una potencia nominal de 1W no funcionará incluso si se usa a 3W.
2. En lugar de utilizar chips de sustrato de zafiro tradicionales para mostrar debilidad, se ha desarrollado un método de montaje de chips invertidos. Gire los dos electrodos de la superficie hacia abajo y suéldelos directamente al sustrato metálico térmicamente conductor con pasta de plata. Esta transferencia de calor es más directa que el uso de pegamento plateado térmicamente conductor para solidificar el cristal en el pasado. Además, los chips LED de alta potencia recientes de Japón, Corea del Sur y Taiwán también tienen un método para agregar una capa de revestimiento metálico al sustrato de zafiro, de modo que se puede usar pasta de plata en lugar de pegamento de plata para solidificar el chip.
Después del curado, la conductividad térmica de la pasta de plata es cercana a la de la plata pura, que es mayor que la del pegamento de plata.
Mejora de láminas de cobre térmicamente conductoras - materiales compuestos diamante-cobre
Si el chip LED no se solidifica directamente sobre el sustrato del circuito en el método COB, estará hecho de un material con conductividad térmica rápida. Es un medio intermedio conectado a las aletas del disipador de calor. El cobre es un material cuya conductividad térmica es sólo ligeramente inferior a la de la plata entre los metales y su precio es relativamente bajo. Por lo tanto, el cobre es actualmente el material de transferencia de calor más común para chips LED de alta potencia.
Sin embargo, el coeficiente de expansión térmica del cobre (aproximadamente 19) es muy diferente del del sustrato de zafiro (aproximadamente 5). Por lo tanto, cuando se utiliza cobre como portador térmico de virutas, existe el riesgo de que las virutas se agrieten en entornos hostiles. El tamaño del chip es limitado. Hoy en día, se han desarrollado en China láminas compuestas de diamante y cobre. La conductividad térmica es mayor que la del cobre puro; el coeficiente de expansión térmica es menor que el del cobre. Se espera que después de la producción en masa, el precio sea aceptable para los fabricantes de bloques integrados de chips LED de alta potencia. El último informe experimental, que utiliza un módulo integrado de 100 W, muestra que cuando la temperatura del chip del módulo que utiliza láminas de cobre puro alcanza los 75 grados Celsius, la temperatura del chip del módulo que utiliza un compuesto de diamante y cobre sábanas está a sólo 65 grados centígrados.
Desde la mejora de la eficiencia lumínica de los fósforos de tierras raras hasta la mejora de la unión de chips y el avance de los materiales laminados termoconductores, 2010 es un año histórico. ¡La iluminación LED de alta potencia estará cada vez más cerca de nuestras vidas!