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LED电子大屏幕的灯珠五大结温原因及解决方法

深圳市通洋光电有限公司

2020/9/21 10:05:09

*,LED电子大屏幕是由成千上万颗灯珠封装而成的,但LED灯结温除了LED行业的专业人士知道外,大部分人是不清楚的。下面由迷你光电led显示屏厂家简单介绍LED电子大屏幕的灯珠五大结温原因及解决方法。

LED的基本结构是一个半导体的P-N结。当电流经过LED元件时,P-N结的温度就会上升,此时我们就把P-N结区的温度定义为LED结温。由于元件的芯片尺寸很小,因此也可以说LED芯片的温度就是结温。

1、实践证明,出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。虽说*的材料生长与元件制造工艺可以使LED大多数输入电能转换为光辐射能,但由于LED芯片材料与周围介质具有大得多的折射系数,导致芯片内部产生大部分光子(>90%)无法顺利地溢出介面,而在芯片与介制介面生产全反射后,返回芯片内部并通过多次内部反射终将芯片材料或衬底吸收,并以晶格振动的形式变成热,促使结温升高。

2、由于P-N结本身是有缺陷的,元件的注入效率不会达到100%,也就是说在LED工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外,N区也会向P区注人电荷(电子)。一般情况下,后一类的电荷注人不会产生光电效应,而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷,也不会全部变成光,有一部分与结区的杂质或缺陷相结合,终也会变成热。

3、元件不良的电极结构,视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值,这些电阻相互垒加,构成LED元件的串联电阻。当电流流过P—N结时,同时也会流过这些电阻,从而产生焦耳热,引致芯片温度或结温的升高。

4、显然,LED元件的热散能力是决定结温高低的又一个关键条件。如果散热能力强,那么结温下降,相反,如果散热能力那么结温将上升。由于环氧胶是低热导材料,因此P-N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去,大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层,PCB与热沉向下发散。显然,相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。

5、一个普通型的LED,从P-N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间,对于一个具有良好结构的功率型LED元件,其总热阻约为15到30℃/w.巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下,才能正常地工作,而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。

 

那么如何解决LED电子大屏幕灯珠结温呢?可以通过以下的方法来解决。

1、减少LED本身的热阻;

2、良好的二次散热机构;

3、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻;

4、控制额定输入功率;

5、降低环境温度

总而言之,LED的输入功率是元件热效应的来源,能量的一部分变成了辐射光能,其余部分终均变成了热,从而抬升了元件的温度。显然,减小LED温升效应的主要方法,一是设法提高元件的电光转换效率(又称外量子效率),使尽可能多的输入功率转变成光能,另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力,使结温产生的热,通过各种途径散发到周围环境中去。

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