INfénykibocsátó dióda (LED) technológiákA hatékony hőelvezetés kritikus: a túlmelegedés csökkenti a fénykibocsátást, felgyorsítja a foszfor lebomlását és lerövidíti az élettartamot. A hővezető képesség javításának egyik módja - bevezetésszilícium-karbid (SiC) hőszórókban, hordozókban vagy kompozitokban (például Al-SiC, Cu-SiC). Ha összehasonlítjukSiC, D50 10 µm 88%-os és 90%-os tisztasággal2%-os szennyeződéskülönbség jelentősen befolyásoljahőátadás, mivel ez határozza meg a fononszórás mértékét és a termikusan instabil fázisok jelenlétét.
VállalatZhenAn, amelynek30 év tapasztalatSiC szállítása termikus kompozitokhoz és tanúsítvánnyal rendelkezikISO/SGS, részletesen elmagyarázza, hogy mit biztosít az összetételjobb hőelvezetés a LED-ekben.
1. Miért fontos a SiC hővezető képessége a LED-eknél?
A LED-ek hőt termelnek az aktív területen (p-n elágazás). Ha a hő nem oszlik el gyorsan:
Az átmeneti hőmérséklet nő → a sugárzási hatásfok csökken.
A foszfor és a tömítőanyag lebomlása felgyorsul.
A munkaerőforrás csökken.
A SiC magas hővezető képességgel rendelkezik (a módosítástól függően - akár 120–200 W/(m K)), de kompozitokban és kerámiákban ez az érték a következőktől függ:
A kristályrács tisztasága.
Részecskeméret és eloszlás.
Szennyeződések és szemcsehatárok jelenléte, amelyek szétszórják a fononokat (hőhordozók a kerámiában).
2. D50 10 µm SiC - finom töltőanyag
D50 10 µm - átlagos részecskeátmérő 10 µm, ami jó tömörítést biztosít fém- vagy kerámia mátrixokban.
A kis részecskék csökkentik a hőellenállást a határfelületen, ha biztosított a jó nedvesíthetőség és tisztaság.
Fix D50-néla SiC tisztasága határozza meg, hogy a SiC rács mennyire tartja fenn a magas hővezető képességet, és nem hoz létre további akadályokat.
3. A tisztaság hatása: 88% vs 90%
SiC 88%: ~12% szennyeződések (SiO₂, szabad C, Fe, Al oxidjai stb.).
SiC 90%: ~10%-kal több szennyeződés -, mint a tiszta szilícium-karbid ömlesztve.
Hogyan rontják a szennyeződések a hőátadást
Fonon szóródás)
A SiC-ban a hőátadást fononok (a kristályrács rezgései) végzik. A szennyeződések és hibák megzavarják a rács szabályosságát, csökkentve a fononok átlagos szabad útját →hővezető képessége csökken.
Alacsony vezetőképességű hőálló fázisok kialakulása)
Például a SiO₂ és egyes fém-oxidok hővezető képessége 5-10-szer alacsonyabb, mint a SiC. Termikus gátként működnek a szemcsehatárokon.
A hőellenállás növekedése a mátrix interfészén)
A szennyeződések megváltoztatják a részecskék felületi energiáját, ami rontja a nedvesíthetőséget és a fémmel (Al, Cu) való erős termikus kötés kialakulását.
Termikus instabilitás)
Hosszan tartó, magas hőmérsékleten történő működés során a szennyeződések oxidálódhatnak vagy reakcióba léphetnek, ami rontja a szerkezetet és növeli a hőállóságot.
A 90% SiC előnyei
Kevesebb fononszórás - egy tiszta rács az elméletihez közeli hővezető képességet biztosít.
Kevesebb hőkorlát - alacsony szennyeződéstartalom csökkenti az alacsony vezetőképességű határvonalak számát.
Jobb kapcsolat a mátrixszal - tiszta szemcsék jobban nedvesednek, és szoros termikus érintkezést képeznek.
Stabilitás működés közben - kevésbé romlik a hővezető képesség az idő múlásával.
4. A hőátadás összehasonlítása a LED{1}}komponensekben
|
Paraméter |
SiC 88% |
SiC 90% |
|---|---|---|
|
Szennyeződés tartalom |
~12% |
~10% |
|
Fonon szóródás |
Magasabb |
Alatt) |
|
Hővezetőképesség (kompozit) |
Alatt |
Magasabb) |
|
Hőellenállás a határon |
Magasabb |
Alatt) |
|
Стабильность при T >100 fok |
Mérsékelt |
Magas) |
|
Hőelvezetés a p-n elágazásból |
Kevésbé hatékony |
Hatékonyabb) |
|
LED élettartam |
Kevesebb |
Hosszabb) |
Következtetés:A 90% SiC D50 10 µm-nél jobban elvezeti a hőt a LED-ekben, mivel kevesebb fononszórást, kevesebb hőkorlátot és stabil hővezető képességet biztosít üzemi körülmények között.
5. Gyakorlati javaslatok
Mertnagy teljesítményű LED (autófényszórók, utcai világítás, projektorok) - válassza a 90%-os SiC-t a túlmelegedés minimalizálása és a fényerő megőrzése érdekében.
INfém-kerámia hordozók(AlSiC, CuSiC) tiszta töltőanyag növeli a hőelvonás hatékonyságát és csökkenti a hőterhelést.
atminiatürizálás (LED-ek kijelzőkhöz, mobil berendezésekhez) a jobb hővezető képesség lehetővé teszi a radiátorok méretének csökkentését.
Már a tisztaság kismértékű növelése is csökkenti a helyi túlmelegedés kockázatát és meghosszabbítja a LED-ek élettartamát.
6. Esettanulmány
Az autóipari LED-es fényszórók hőszóróinak gyártója a 88%-os SiC-ot 90%-os (D50 10 µm) SiC-ra cserélte az AlSiC-kompozitban:
A kompozit hővezető képessége a15%.
A p-n-elágazás hőmérséklete 8 fokkal csökkent a próbapadi teszteken.
A fényszóró élettartama 20%-kal nőtt a gyorsított öregedési adatok alapján.
7. Miért válassza a ZhenAn-t?
30 év tapasztalattermikus kompozitokhoz való SiC gyártásában.
A D50 (±0,5 µm) és a tisztaság (88%, 90%, akár 99%) pontos szabályozása.
TanúsítványISO/SGS - stabil összetétel, minimális szennyeződés.
Egyedi tételek AlSiC, CuSiC és kerámia hordozókhoz.
Globális ellátás a LED-iparnak, az autóelektronikának és a teljesítményelektronikának.
Következtetés
atD50 10 µm)A szilícium-karbid 90%-kal jobban elvezeti a hőt a LED-ekbenmint SiC 88% a kisebb fononszórás, a kevesebb hőgát és a magas hőmérsékleten való stabilitás miatt. Ez lehetővé teszi a csatlakozási hőmérséklet csökkentését, a fényhatékonyság növelését és a LED-termékek élettartamának meghosszabbítását.
A szükséges hővezető képességű SiC kiválasztásához lépjen kapcsolatba a ZhenAn szakembereivel:
Gyakran ismételt kérdések (GYIK)
1. kérdés: Miért rontják a szennyeződések a hőátadást a SiC-ben?)
V: Megbontják a kristályrácsot, fononszórást okozva, és alacsony hővezető képességű határokat hoznak létre.
2. kérdés: 88% SiC használható kis teljesítményű LED-ben?)
V: Igen, ha alacsony a hőterhelés, de a 90% SiC jobb stabilitást és élettartamot biztosít.
3. kérdés: A részecskeméret fontosabb a tisztaságnál a hővezető képesség szempontjából?)
V: A méret befolyásolja a csomagolást és a szerszám érintkezését, de a tisztaság határozza meg a SiC belső hővezető képességét és hőzáróit.
4. kérdés: A ZhenAn szállít 90%-os D50 10 um SiC-ot?)
V: Igen, 90%-os SiC-t gyártunk, D50 10 µm és tanúsított összetétellel.
5. kérdés: Hogyan befolyásolja a tisztaság a LED-ek élettartamát?)
V: A tisztább töltőanyag hosszabb ideig megtartja a hővezető képességét, csökkentve a hődegradációt.
Miért válassza a ZhenAn-t?
Stabil minőség- a nyersanyagok és a gyártási folyamatok szigorú ellenőrzése, támogatás tanúsítványokkal és tesztjelentésekkel minden tételhez.
Kohászati anyagok teljes választéka- szilícium-karbid, vasötvözetek, szilícium, porok, huzal, mangán és egyéb ipari anyagok kohászati és öntödei termeléshez.
Szállítás műszaki adatok szerint- a márka, a kémiai összetétel, a csomagolás frakciójának és típusának kiválasztásának képessége egy adott technológiai folyamathoz.
Nemzetközi export tapasztalat- professzionális munka szerződésekkel, ellenőrzéssel, exportdokumentumokkal és logisztikával.
Az ellátás megbízhatósága- fenntartható termelési láncok és szállítástervezés hosszú távú ügyfelek számára.
Gyors kommunikáció- gyors árkalkuláció, egyértelmű specifikációk és műszaki tanácsok vásárlók és mérnökök számára.
Racionális beszerzési gazdaságtan- a hangsúly a valódi termelési hatékonyságon és a kedvező ár-teljesítmény arányon van.
