önsöz
& quot;Işıktan daha fazla ısı üretir", bu cümle"ısı meydan okuması" UVC LED'lerin büyüyen pazarıyla karşı karşıya. İyi ürün termal yönetimi, UVC LED'lerin ömrünü uzatmak için önemli bir adımdır.
1. Termal yönetime genel bakış
Termal yönetim, elektronik cihaz ve sistemlerin normal güvenilirliğini sağlamak için, paketteki ısı tüketen bileşenler ve sistemler için iç sıcaklıklarını kontrol etmek için makul soğutma ve ısı dağıtma teknolojisi ve yapısal optimizasyon tasarımının kullanılması anlamına gelir. Amaç, paketin sıcaklığını izin verilen aralıkta tutmak için çeşitli yöntemler kullanmaktır.
2. Termal yönetim, UVC LED'lerin ömrünü iyileştirmenin anahtarıdır
Herhangi bir elektronik bileşen gibi, UVC LED'ler de ısıya duyarlıdır. UVC LED, düşük harici kuantum verimliliğine sahiptir. Giriş gücünde genellikle gücün sadece %5'inden azı ışığa dönüştürülür (şu anda ilgili üreticilerin endüstriyel ürünlerinin veriminin %5'i aştığı söylenmektedir) ve kalan %95'ten fazlası Güç'e dönüştürülür. sıcaklık. Bu, UVC LED çipinin anormal derecede şiddetli ısı üretmesine neden olur. Bu sırada ısı hızla atılmazsa ve LED çipi maksimum çalışma sıcaklığının altında tutulursa UVC LED'in ömrü ve güvenilirliği doğrudan etkilenir ve hatta kullanılamaz hale gelebilir.
UVC LED'in kendisinin küçük boyutu nedeniyle, ısının çoğu ön tarafından dağıtılamaz, bu nedenle LED'in arkası, ısıyı etkili bir şekilde dağıtmanın tek yolu haline gelir. Isı yayılımını iyileştirme görevi, sonraki paketlere ve modüllere aktarılır. Şu anda, paketleme sürecinde iyi bir termal yönetim işinin nasıl yapılacağı özellikle önemlidir.
3. Paketleme sürecinin termal yönetimi, malzeme ve süreçlerin iki yönünden ayrılamaz.
1. Maddi yönler. Yıllarca süren geliştirmeden sonra, piyasadaki mevcut UVC LED ambalaj malzemeleri ve kalıp yapıştırma süreçleri çok farklı değil. Piyasadaki UVC LED'ler temel olarak flip-chip ve yüksek termal iletkenliğe sahip alüminyum nitrür substratlara dayanmaktadır. Alüminyum nitrür (AIN) mükemmel termal iletkenliğe (140W/mK-170W/mK) sahip olduğundan, ultraviyole ışık kaynağının kendisinin yaşlanmasına dayanabilir. Bu çözüm sadece UVC LED'lerin yüksek termal yönetimi ihtiyacını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda UVC LED'lerin kalite kontrolünden de faydalanır.
2. Paketleme süreci, termal yönetimi etkileyen bir faktördür. Paketleme işlemi, esas olarak, üç yöntem de dahil olmak üzere, kalıp yapıştırma teknolojisinde yer alır: gümüş pasta lehimleme, lehim pastası lehimleme ve Au-Sn ötektik lehimleme.
Gümüş pasta lehimlemenin yapıştırma kuvveti iyi olmasına rağmen, gümüş göçüne neden olmak ve cihaz arızasına neden olmak kolaydır.
Lehim pastası lehimleme için, lehim pastasının erime noktası sadece yaklaşık 220 derece olduğundan, cihaz monte edildikten sonra, cihaz tekrar fırına yerleştirildikten sonra yeniden erime meydana gelir ve çipin düşmesi ve arızalanması muhtemeldir. UVC LED'in güvenilirliğini etkileyen.
Au-Sn ötektik kaynağı esas olarak, çipin ve alt tabakanın bağlanma mukavemetini ve termal iletkenliğini etkili bir şekilde geliştirebilen akı ile gerçekleştirilir. Buna karşılık, daha yüksek güvenilirliğe sahiptir ve UVC LED'lerin kalite kontrolünde faydalıdır.
Bu nedenle piyasada daha çok altın-kalay ötektik kaynak yöntemi kullanılmaktadır. İlk iki kalıp bağlama yöntemiyle karşılaştırıldığında, ötektik kaynak esas olarak akı ile gerçekleştirilir; bu, çipin ve alt tabakanın bağlanma gücünü ve termal iletkenliğini etkili bir şekilde geliştirebilir ve UVC LED'lerin kalite kontrolüne elverişli olan daha güvenilirdir.
4. Aynı malzeme ve işlemlerle, termal yönetim etkisi hala oldukça farklı olabilir.
1. İyi bir termal yönetim işi yapmak için anahtar, kaynak boşluk oranını azaltmaktır.
Kaynak işleminde, kaynak boşluk oranı sorunu esas olarak söz konusudur. Kaynak boşlukları, LED çiplerinin ve alt tabakaların kaynağı sırasında oluşan kusurları ifade eder. Görünüşte boşluklar olarak görünürler. Isı dağılımını etkileyen önemli bir göstergedir. İlgili deneylere göre, kaynak boşluk oranı ne kadar düşükse, ısı yayma etkisi o kadar iyi ve ürün ömrü o kadar uzundur. , Daha iyi kalite.
2. Işık kaynağı modülünün ısı dağılımı da kilit noktalardan biridir.
Çok çipli entegre UVC LED'ler için, entegre çipler ne kadar fazlaysa, ısı dağılımı sorunu o kadar ciddi olur. Üreticiler, ısı dağılımı etkisini iyileştirmek için lehim boşluğu oranını azaltacak olsa da, alüminyum alt tabaka nihai ısı emici değildir.
LED lamba boncuğu tarafından üretilen ısı alüminyum levhaya iletildikten sonra, alüminyum substratın, LED lamba boncuğunun stabilitesini ve güvenliğini sağlamak için ısıyı dağıtmak için ısıyı termal arayüz malzemesi aracılığıyla radyatöre verimli bir şekilde iletmesi gerekir. uzun süreli kullanım için. Termal arayüz malzemesi, alüminyum alt tabaka ile ısı emici ve pürüzlü yüzey dokusu arasındaki boşluk için etkili bir ısı iletim yolu sağlayabilir, böylece modülün ısı yayma verimini iyileştirir. Çeşitli termal arayüz malzemeleri, yüksek sıkıştırılabilirlik ve süper yumuşaklık vardır. Titreşim emici olarak kullanılabilen termal iletken silikon levhalar UV LED'lerde de kullanılabilir.
5. Özet
UVC LED pazarı daha da genişledikçe, üreticilerin bu zorluğun üstesinden gelmek için yeni yöntemler düşünmesi gerekiyor. Şimdi soru, bileşenlerin uygun maliyetli, dayanıklı ve UV ışık kaynağının kendisinin aşınmasına karşı dirençli kalmasını sağlarken UV LED'lerin yüksek termal talepleriyle nasıl başa çıkılacağıdır. LED'ler tarafından uygulanan UVC dezenfeksiyon teknolojisi, gerçek dönüştürücü etkiler getirebilir. Endüstrinin gelişmesinde UV LED'lerin karşılaştığı termal zorlukların üstesinden gelinebilmesini sağlamak gerekir.
