稀土——大功率LED照明的希望所在! 大家对这个材料有什么看法。真的可以解决"LED灯具热得不行"的问题吗?
稀土荧光粉的不断改进,使得整体照明工业受惠--金卤灯、高压钠灯、荧光管节能灯以及最新的大功率LED灯。
高效率的光源转换,使得大功率LED灯的光效提升,热耗减少。相同功耗可以有更高的亮度;如果亮度相等,那就等于热耗能减少。这对于怕热的LED芯片自然是利多。不过,由于真正转为光能辐射出发光体的能量最多只有百分之三十左右,大部分的能量仍然还是以热能形式残留在LED芯片上。
LED芯片本身的衬底材料、固晶方式也越来越趋于高效导热:
1.美国CREE公司独特的碳化硅衬底,是目前导热率最高的LED芯片衬底,
40x40mil尺寸的芯片可以最高承受1000MA的电流,只要后续的导热散热没有
这个额定1W功率的芯片,用到3W也没有烧毁的顾虑。
2.传统蓝宝石衬底的芯片,不干示弱,研制出覆晶安装芯片的方法。将面上的
两个电极翻到底面,直接用银浆焊接到金属导热基板。这样热量的传送比以
往用导热银胶固晶要直接。另外新近日、韩、台湾的大功率LED芯片也有以增
加一层金属镀层在蓝宝石衬底的方法,这样也可以用银浆取代银胶来固晶。
银浆固化后导热率接近纯银,比银胶导热率要高。
导热铜片的改进--金刚石-铜复合材料
LED芯片如果不是以COB方式直接固晶在线路基板上,就会找一个导热快的材料做为与散热鳍片接轨的中间媒介。铜是金属中导热仅略次于银的材料,价格较低,所以目前铜是最普遍的大功率LED芯片的热中转材料。
然而铜的热膨胀系数(19左右)比蓝宝石衬底的热膨胀系数(5左右)相差过大。所以用铜做芯片导热载体在严苛的使用环境中,有晶片崩裂的风险。芯片尺寸受限。而今国内已开发出金刚石-铜复合片。导热率比纯铜高;热膨胀系数比铜低,预计大批量生产后,价格可以让生产大功率LED芯片集成块的厂家接受。最新实验报告,用100W的集成模块对比,用纯铜片的模块在芯片温度高到
75摄氏度时,用金刚石-铜复合片的模块芯片温度只有65摄氏度。
从稀土荧光粉的光效提高到芯片固晶改良,导热片材料的突破,2010年是一个标志年。大功率LED照明将越来越贴近我们的生活!