目前，很多功率型LED的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到70mA、100mA甚至1A，這將會(huì)引起芯片內(nèi)部熱量聚集，導(dǎo)致發(fā)光波長(zhǎng)漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問(wèn)題。業(yè)內(nèi)已經(jīng)對(duì)大功率LED的散熱問(wèn)題作出了很多的努力：通過(guò)對(duì)芯片外延結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用表面粗化技術(shù)等提高芯片內(nèi)外量子效率，減少無(wú)輻射復(fù)合產(chǎn)生的晶格振蕩，從根本上減少散熱組件負(fù)荷;通過(guò)優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)、材料，選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB)，使用陶瓷、復(fù)合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發(fā)。已經(jīng)有很多廠家通過(guò)其它的方式進(jìn)行散熱，但是效果最終還是不理想，對(duì)此今天就一起跟隨美亞迪給大家分享關(guān)于LED顯示屏改善的哪些方案呢?
目前，很多功率型LED的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到70mA、100mA甚至1A，這將會(huì)引起芯片內(nèi)部熱量聚集，導(dǎo)致發(fā)光波長(zhǎng)漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問(wèn)題。業(yè)內(nèi)已經(jīng)對(duì)大功率LED的散熱問(wèn)題作出了很多的努力：通過(guò)對(duì)芯片外延結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用表面粗化技術(shù)等提高芯片內(nèi)外量子效率，減少無(wú)輻射復(fù)合產(chǎn)生的晶格振蕩，從根本上減少散熱組件負(fù)荷;通過(guò)優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)、材料，選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB)，使用陶瓷、復(fù)合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發(fā)。已經(jīng)有很多廠家通過(guò)其它的方式進(jìn)行散熱，但是效果最終還是不理想，對(duì)此今天就一起跟隨美亞迪給大家分享關(guān)于LED顯示屏改善的哪些方案呢?
大功率LED顯示屏散熱的改善方法有哪些呢?
1、建立模型—有限元熱分析理論
三維直角坐標(biāo)系中的瞬態(tài)溫度場(chǎng)場(chǎng)變量T(x，y，z，t)滿(mǎn)足：式中：T/x，T/y，T/z為沿x，y，z方向的溫度梯度;λxx,λyy，λzz為熱導(dǎo)率;q0為單位體積的熱生成;ρc是密度與比熱容的乘積：dT/dt為溫度隨時(shí)間的變化率。式中：Vx，Vy,Vz為媒介傳導(dǎo)速率。對(duì)于穩(wěn)態(tài)熱分析而言，T/t=0，式(1)可化簡(jiǎn)為：根據(jù)式(3)、邊界條件與初始條件，利用迭代法或者消去法求解，得出熱分析結(jié)果。
2、通過(guò)集合模型的建立進(jìn)行分析
為依據(jù)常見(jiàn)1w大功率LED尺寸建立并簡(jiǎn)化、海鷗翼封裝鋁熱沉的大功率LED圖形，底座接在MCPCB鋁基板上。主要數(shù)據(jù)：芯片尺寸為1mm×1mm×O.25mm，透鏡為直徑是13mm的半球。硅襯底為邊長(zhǎng)17mm，高0.25mm的正六棱柱，MCPCB為直徑20mm，高1.75mm的六角星形鋁質(zhì)基板。
3、通過(guò)有限元模型的建立
模型采用ANSYSl0.0計(jì)算，為方便分析，假設(shè)模型：led顯示屏輸入功率為1W，光效率取10%;封裝體外部的各組件(包括MCPCB、陶瓷封裝、熱沉的外部)通過(guò)與空氣的對(duì)流散熱;器件與外界的熱對(duì)流系數(shù)為20。工作環(huán)境溫度為25℃;器件滿(mǎn)足使用ANSYS軟件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)有限元熱分析的條件;最大結(jié)溫選擇為125℃。
關(guān)于大功率LED顯示屏哪些因素影響散熱呢?
1、熱輻射系數(shù)對(duì)LED散熱的影響
根據(jù)斯蒂芬-玻耳茲曼定律可知，溫度越高，輻照度越大。當(dāng)輸入功率為1W時(shí)，經(jīng)由表面輻射散出的熱能為7.63×10-4W，僅占總熱功率的1.63‰;功率達(dá)到2W時(shí)，經(jīng)輻射散出的熱能也僅占6.33‰。因此改變熱輻射系數(shù)對(duì)于提高散熱能力改善成效不大，散熱的關(guān)鍵在于提高另外兩種散熱方式：熱傳遞和熱對(duì)流。盡管如此，仍有一些廠家將LED器件的外表面涂成黑色，以期最大限度地利用輻射散熱。
2、熱導(dǎo)率對(duì)LED的散熱的影響
只考慮熱傳導(dǎo)與對(duì)流，改變不同封裝填充材料如硅樹(shù)脂.得出結(jié)果。即使找到一種熱導(dǎo)率高達(dá)7Wm-1K-1的環(huán)氧樹(shù)脂成分封裝材料時(shí)，相比使用熱導(dǎo)率為0.25Wm-1K-1的環(huán)氧樹(shù)脂成分封裝材料時(shí)，芯片溫度下降不多，鋁基板溫度只下降了2.271℃，最大功率僅提高了0.69W。實(shí)際上，熱導(dǎo)率值超過(guò)7Wm-1K-1以上、可商業(yè)化的透明硅樹(shù)脂封裝材料目前尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。綜上所述，熱導(dǎo)率變化對(duì)LED最大功率影響微弱。
3、增加散熱面積對(duì)LED散熱的影響
3種不同散熱方式對(duì)LED的溫度分布、最大功率的影響?？梢钥闯?，增加散熱面積是很好的散熱方式，可以輕易地提高LED器件散熱能力，這是目前LED產(chǎn)品所普遍使用的散熱方式之一。然而缺點(diǎn)也很明顯：影響成本、增加產(chǎn)品重量、影響封裝密度。無(wú)限度地提高LED散熱片面積顯然不現(xiàn)實(shí)，因此一般使用1.5inch2散熱片提升LED產(chǎn)品最大功率至10W左右，出于成本等因素就不能繼續(xù)提高。
總結(jié)：以上就是今天美亞迪光電小編給大家分享的“大功率LED顯示屏散熱的改善方法有哪些呢?美亞迪”全部?jī)?nèi)容，對(duì)此還有問(wèn)題可以繼續(xù)瀏覽其它頁(yè)面，希望可以幫助到你，目前對(duì)于散熱功能是非常重要的技術(shù)，這將有利于LED顯示屏的長(zhǎng)時(shí)間使用，對(duì)此也將羅列了部分影響散熱的相關(guān)因素，以幫助根據(jù)這些因素進(jìn)行分解!
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