FőoldalGyártósorA hőelvezetés a LED-fényforrás minőségének a kulcsa
2016. február 18., csütörtök ::

A hőelvezetés a LED-fényforrás minőségének a kulcsa

Napjainkban tanúi lehetünk annak, hogy a LED-technológia a világítástechnika minden szegmensében tért hódít, és egyre magasabb követelményeket támasztó termékekben jelenik meg, mint pl. a közvilágítás, a gépkocsik világítóberendezései vagy a jelzőberendezések

A Henkel eddig is a LED-fényforrásokat gyártó vállalkozások egyik legnagyobb beszállítója volt. Forraszanyagot, hővezető anyagokat, kiöntőanyagokat, alakkövető lakkokat, különféle ragasztókat és tömítőanyagokat kínált, amiről a korábbi lapszámokban már beszámoltunk. Ez a termékpaletta kibővült a Henkel által nemrégiben megszerzett amerikai Bergquist cég anyagaival, így téve teljessé a Henkel szállítási termékpalettáját a LED-fényforrások gyártói részére. A Bergquist a hőelvezető (thermal management) anyagok piacvezető gyártója. Ezek a termékek a legújabb, nagy teljesítményű LED-ekkel kombinálva új távlatokat nyitnak meg a LED-világítás alkalmazásában.

Régebben a LED-ek fő piaca a fogyasztói elektronikai eszközök (mobiltelefonok, PDA-k és más fogyasztási termékek) voltak, ahol a LED-ek élettartama meghaladta az eszközöktől elvártakat. A teljesítmény-LED-ek esetén, amit a világítástechnikában és az autóiparban alkalmaznak, a követelmények jelentősen szigorúbbak. Jelenleg a 3—5 W-os SMD LED-ek könnyen elérhetőek, és a 10 W-osak is pár éven belül piacra kerülhetnek.

1. ábra. IMS hordozó szerkezete
Az 1 W-nál nagyobb teljesítményű LED-ek szinte kizárólag felületszerelt formában készülnek, hiszen a furatszerelt technológiánál használt kivezetőkkel a félvezetőnek nem lehet megfelelő hűtést biztosítani. A gyártók folyamatosan optimalizálják a LED-alkatrészek tokozását, és egyre jobb hővezető képességű anyagokat használnak, hogy az egyre kisebb, de egyre nagyobb teljesítményű alkatrészek megfelelő hűtéséről gondoskodhassanak. Természetesen a termikus optimalizálás nem állhat meg alkatrészszinten, hanem az áramköri hordozót is optimalizálni kell a hőelvezetés szempontjából, amellyel a LED komplex rendszert képez. A teljesítmény-LED-alkalmazásoknál az FR4-es és IMS (Insulated Metal Substrates — szigetelt fém alaplemez) hordozókat alkalmazzák széleskörűen. A Bergquist régóta gyárt IMS hordozókat (1. ábra), az évek alatt felhalmozott tapasztalatok segítségével fejlesztették ki a LED-világításhoz optimalizált HPL (High Power Lighting) verziót. Az IMS panelek kritikus pontja a szigetelőréteg. Ez a réteg az elektromos szigetelés mellett jó hővezető képességgel és kis rétegvastagsággal rendelkezik. Más gyártók a panelgyártásnál általánosan használt prepreget használnak szigetelőrétegként, de ez nem tudja biztosítani a jó hőáramlást, ami a LED legalacsonyabb működési hőmérsékletének és legnagyobb fényerejének a záloga.

A hőmérséklet emelkedésével a LED-ek színe változik, fényének hullámhossza növekszik. Különösen fontos ez fehér fényű világítás esetén. Az emberi szem a fehér fény árnyalatnyi különbségeit is képes érzékelni. Mátrixba rendezett LED-ekből álló világítás fénye akkor lesz egységes, ha hőmérsékletük egységét is sikerül biztosítani.

Jobb hővezetés mellett — azonos LED-hőmérsékletet tartva — magasabb fényerő és/vagy jelentősen hosszabb élettartam érhető el (2. és 3. ábra).

2. ábra. A fénykibocsátás erőssége különböző hőelvezető képességű hordozóknál az azonos típusú LED chiphőmérsékletét minden esetben 80 °C-on tartva
3. ábra. Fénykibocsátás alakulása különböző hordozók alkalmazása mellett

A Bergquist Thermal Clad© IMS hordozói elérhetők 18×24", 18×25", illetve 20×24" méretben, így az egyedi rajzolatú panelek legyártásához szükséges alapanyag a gyártók részére rendelkezésre áll.

A Bergquist a legismertebb LED-fényforrás-gyártók alkatrész-topográfiájának megfelelő csillag, vagy négyzet alakú paneleket is gyárt. Ezek a termékek darabolva, szalagban, vagy multi panel konfigurációban érhetők el.

4. ábra. LED-es fényforráshoz gyártott, speciális alakú áramköri lap gyárilag felvitt, öntapadó hővezető réteggel
Újdonság, hogy ezek a panelek hővezető, öntapadó ragasztóréteggel is rendelhetők (4. ábra). A ragasztóréteg ellenáll az újraömlesztéses forrasztási folyamat hőmérsékletének. A védőfólia eltávolítása után a szerelt panelt a hűtőbordára vagy lámpatestbe ragaszthatjuk. Mivel az öntapadó hővezető ragasztószalagoknál kritikus művelet a szalag felhelyezése az alkatrészre (megfelelő pozíció, ráncmentesség), az alaplemezre gyárilag felvitt öntapadó réteg az összeszerelési folyamat során előforduló hiba lehetőségét szünteti meg.

A Microsolder Kft. a Henkel elektronikai ipari felhasználású termékeinek teljes skáláját forgalmazza, így a legújabb Bergquist anyagokkal és hozzá alkalmazástechnikai tanácsadással is várja ügyfeleit.

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény