การแนะนําเทคโนโลยีการกระจายความร้อนสําหรับผลิตภัณฑ์แสงสว่าง LED พลังงานสูง
แนวโน้มการประยุกต์ใช้แสง LED และปัญหาการกระจายความร้อนเนื่องจากความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี Solid State Lighting ประสิทธิภาพการส่องสว่างของไฟ LED ได้รับการปรับปรุงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและสามารถค่อยๆแทนที่แหล่งกําเนิดแสงแบบดั้งเดิม ในปัจจุบันประสิทธิภาพการส่องสว่างได้เหนือกว่าหลอดไส้และหลอดฮาโลเจนและยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง
และบาง บริษัท ได้พัฒนาส่วนประกอบ LED ที่มีประสิทธิภาพเกิน 100lm / W ซึ่งทําให้การใช้งานไฟ LED ใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นไม่เพียง แต่ใช้ในแสงในร่มและกลางแจ้งโมดูลไฟแบ็คไลท์โทรศัพท์มือถือและไฟทิศทางรถยนต์ ฯลฯ มองโลกในแง่ดีมากขึ้น มันถูกใช้ในโคมไฟฉายกําลังสูงและโคมไฟถนนและแสงที่แข็งแกร่งอื่น ๆ โมดูลไฟแบ็คไลท์ขนาดใหญ่และไฟหน้ายานยนต์ เนื่องจากข้อดีของการประหยัดพลังงานการปกป้องสิ่งแวดล้อมและอายุการใช้งานที่ยาวนานแนวโน้มของแหล่งกําเนิดแสง LED เป็นกระแสหลักในอนาคตจะชัดเจนขึ้นเรื่อย ๆ
เพื่อให้ไฟ LED ปล่อยแสงที่สว่างขึ้นจําเป็นต้องป้อนพลังงานที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพการแปลงตาแมวของไฟ LED กําลังสูงยังคง จํากัด โดยทั่วไปมีเพียงประมาณ 15 ~ 25% ของพลังงานอินพุตเท่านั้นที่จะกลายเป็นแสงและส่วนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน . เนื่องจากพื้นที่ขนาดเล็กของชิป LED การสร้างความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ (ความหนาแน่นของความร้อน) ของ LED พลังงานสูงนั้นสูงมากร้ายแรงกว่าส่วนประกอบ IC ทั่วไปและอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อของชิป LED เพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งง่ายต่อการทําให้เกิดปัญหาความร้อนสูงเกินไป . อุณหภูมิชุมทางเวเฟอร์ที่มากเกินไปจะลดความสว่างของ LED ซึ่งการลดทอนแสงสีแดงนั้นชัดเจนที่สุด นอกจากนี้ยังจะทําให้การเปลี่ยนความยาวคลื่นของ LED ส่งผลกระทบต่อการแสดงผลสีและจะทําให้ความน่าเชื่อถือของ LED ลดลงอย่างมาก ดังนั้นเทคโนโลยีการกระจายความร้อนจึงกลายเป็นคอขวดของการพัฒนาเทคโนโลยี LED ในปัจจุบัน
ดังนั้นความท้าทายของการออกแบบการกระจายความร้อนจึงยอดเยี่ยม มีความจําเป็นต้องให้ความสําคัญอย่างยิ่งกับการออกแบบการกระจายความร้อนจากระดับชิประดับบรรจุภัณฑ์ระดับ PCB ไปจนถึงระดับโมดูลระบบและค้นหาโซลูชันการกระจายความร้อนที่ดีที่สุด สําหรับผลิตภัณฑ์ไฟ LED ข้อกําหนดการกระจายความร้อนในระดับอื่น ๆ จะชัดเจนยิ่งขึ้นเนื่องจากข้อ จํากัด การกระจายความร้อนขนาดใหญ่ในด้านระบบ
สําหรับปัญหาการถ่ายเทความร้อน LED วิธีการวิเคราะห์ขั้นพื้นฐานที่สุดคือการใช้เครือข่ายความต้านทานความร้อนเพื่อการวิเคราะห์ นั่นคือเครือข่ายความต้านทานความร้อนถูกสร้างขึ้นจากเส้นทางการกระจายความร้อนหลักของ LED จากแหล่งความร้อนของชิปไปยังอุณหภูมิโดยรอบจากนั้นวิเคราะห์ลักษณะและขนาดของค่าความต้านทานความร้อนแต่ละค่า มาตรการรับมือเพื่อลดค่าความต้านทานความร้อน ควรสังเกตว่าในการวิเคราะห์จริงเครือข่ายความต้านทานความร้อนที่มีรายละเอียดมากขึ้นสามารถเกิดขึ้นได้ตามโครงสร้างระบบเช่นเมื่อพิจารณาถึงความต้านทานความร้อนของวัสดุอินเทอร์เฟซเช่นวัสดุ Die Attach และบัดกรีหรือค่าความต้านทานความร้อนของโครงสร้างโมดูลการกระจายความร้อน
เนื่องจากการนําความร้อนที่ไม่ดีของพื้นผิวแซฟไฟร์ของชิป LED ค่าความต้านทานความร้อนจะสูงเกินไป ดังนั้นวิธีการปรับปรุงจะต้องเปลี่ยนแซฟไฟร์ด้วยวัสดุที่มีการนําความร้อนสูงเช่นทองแดงหรือใช้วิธีการพลิกชิปเพื่อลบพื้นผิวออกจากเส้นทางการถ่ายเทความร้อนเพื่อลดความต้านทานความร้อน ค่า ในปัจจุบันการออกแบบการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นจากชิปไปยังระดับบรรจุภัณฑ์รวมถึงการออกแบบพื้นผิวโลหะผสมทั่วไปและรูปแบบชิปพลิกทําให้การถ่ายเทความร้อนจากชิปไปยังบรรจุภัณฑ์ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นทิศทางที่เป็นไปได้ในการเพิ่มขนาดเวเฟอร์เพื่อลดความหนาแน่นของการสร้างความร้อน
การออกแบบการกระจายความร้อนของไฟ LED กําลังสูงมีความสําคัญมากซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณภาพและอายุการใช้งานของไฟ LED ผ่านเครือข่ายความต้านทานความร้อนคุณสามารถวิเคราะห์ความสามารถในการกระจายความร้อนและความต้องการได้อย่างรวดเร็วและค้นหามาตรการตอบโต้การกระจายความร้อน เนื่องจากความหนาแน่นของการสร้างความร้อนสูงของไฟ LED กําลังสูงจึงจําเป็นต้องดําเนินการออกแบบการกระจายความร้อนจากระดับชิประดับบรรจุภัณฑ์ระดับบอร์ดถึงระดับระบบเพื่อลดความต้านทานความร้อน รับผลการระบายความร้อนที่ดีที่สุด ปัจจุบันผู้ผลิตชิปและบรรจุภัณฑ์ LED รายใหญ่ในโลกมุ่งมั่นที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพในการส่องสว่างที่สูงขึ้น ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัมของแสงประสิทธิภาพการแปลงตาแมวจะดีขึ้นเพื่อลดการสร้างความร้อนของชิป
เพื่อให้การพัฒนาและการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ LED เร็วขึ้นเทคโนโลยีการกระจายความร้อนที่เกี่ยวข้องยังคงต้องได้รับการพัฒนาพร้อมกัน เนื่องจากการปรับปรุงความต้องการของมนุษย์อย่างต่อเนื่องสําหรับคุณภาพชีวิตเช่นเดียวกับความต้องการการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์ IC ที่มีอยู่เสมอการออกแบบการกระจายความร้อนจะยังคงอยู่ในตําแหน่งที่สําคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์ของไฟ LED กําลังสูงต่างๆ
