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3528白光 COB光源温度分布与测量


    来源:新世纪LED论坛  时间:2014-09-22  【字体:采用COB封装还是新颖的技术。

      产品的可靠性与光源的温度密切相关,由于COB光源采用多颗芯片高密度封装,其温度分布、测量与SMD光源有明显不同。本文将介绍COB光源的温度分布特点与其内在机理,并对常用的温度测量方法进行比较。

      二、COB光源的温度分布

      COB封装就是将芯片直接贴装到光源的基板上,使用时COB光源与热沉直接相连,无需进行SMT表面组装。SMD封装则先将芯片贴装在支架上成为一个器件,使用时需将器件贴装到基板上再与热沉连接。两者的热阻结构示意图如图1所示,相对于SMD器件,COB热阻比SMD在使用时少了支架层热阻与焊料层热阻,芯片的热量更容易传递到热沉。


     
      图1:热阻结构示意图

      1、常用温度测量方法比较

      常用的温度传感器类型有热电偶、热电阻、红外辐射器等。热电偶是由两条不同的金属线组成,一端结合在一起,该连接点处的温度变化会引起另外两端之间的电压变化,通过测量电压即可反推出温度。热电阻利用材料的电阻随材料的温度变化的机理,通过间接测量电阻计算出温度。

      红外传感器通过测量材料发射出的辐射能量进行温度测量,三者的主要特征如表1所示。

      表1:温度测量方法对比

      热电偶成本低廉,在测温领域中最为广泛,探头的体积越小,对温度越灵敏,IEC60598要求热电偶探头涂上高反射材料减少光对温度测量的影响。但如果将热电偶直接贴在发光面上进行测量,探头吸光转换成热的效果十分明显,会导致测量值偏高。

      实际测量中有不少技术人员习惯用高温胶带进行探头固定,如图2所示。这种粘接会加剧这种吸光转热效应,导致测量值严重偏高,偏差可达50℃以上。

      图2:错误的温度测量方式

      因此,为避免光对热电偶的影响,建议使用红外热成像仪进行温度测量,红外热成像仪除具有响应时间快、非接触、无需断电、快速扫描等优点,还可以实时显示待测物体的温度分布。红外测温原理是基于斯特藩—玻耳兹曼定理,可用以下公式表示。

      其中P(T)为辐射能量,σ为斯特藩—玻耳兹曼常量,ε为发射率,红外测温的精确与待测材料的发射率密切相关,由于COB光源表面的大部分材料发射率是未知的,为了精准测温,可将光源放置在恒温加热台上,待光源加热到一个已知温度处于热平衡状态后,用红外热成像仪测量物体表面温度,再调整材料的发射率,使其温度显示为正确温度。

      2、发光面温度实测

      为进一步从实验上研究COB光源的热分布,选用我司14年主推的一款定型产品作为实验研究对象,该款光源选用是的高反射率镜面铝为基板,这种封装结构一方面可大幅提高出光效率,另一方面封装形式采用热电分离的形式,没有普通铝基板的绝缘层作为阻拦,可进一步降低热阻和结温,实现COB光源高光通量密度输出。

      图3:待测镜面铝COB光源外观

      本次待测样品除了荧光胶的配比不同,其他材料均相同,待测样品的颜色分别为蓝色、2700K和6500K。三款样品的红外热成像结果参见图3(a)、(b)和(c)。

    白小姐四肖必选一肖   TU4:YANGPINHONGWAIRECHENGXIANGTU

      CONGTUZHONGKEYIKANDAO,LANSEYANGPINDEFAGUANGMIANZUIGAOWENDUWEI93.6℃,2700KDEFAGUANGMIANZUIGAOWENDUWEI124.5℃、6500KDEFAGUANGMIANZUIGAOWENDUWEI107.8℃。WENDUDECHAYIKERUXIAJIESHI,BAIGUANGSHIYOUXINPIANCHANSHENGDELANGUANGJIFAHUNCHENGBAIGUANG,ZAILANGUANGJIFAYINGGUANGFENDEGUOCHENGZHONG,YINGGUANGFENHEGUIJIAOHUIXISHOUYIBUFENGUANGZHUANHUACHENGRE,JINGGUOCELIANGKEZHILANSEYANGPINDEGUANGDIANZHUANHUANXIAOLVWEI41.6%,2700KYANGPINWEI32.2%,6500KWEI38.5%,2700KYANGPINDEGUANGDIANZHUANHUANXIAOLVZUIDI,ZHUYAOYUANYINSHI2700KYANGPINDEYINGGUANGFENSHIYONGLIANGDUOYU6500K,ZAILANGUANGJIFAYINGGUANGFENGUOCHENGZHONGYOUGENGDUOLANGUANGZHUANHUANCHENGRELIANG,XIANGGUANCANSHUCANKAOBIAO2。

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      3、COB光源的热分布机理

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      ZHENDUIZHEIGEWENTI,FENLANGUOJIAJISHUYANJIUZHONGXINDEYANJIURENYUANEveliina JuntunenDENGZAIIEEEZAZHI《Components, Packaging and Manufacturing Technology》2013NIAN7YUEFENDEQIKANSHANGFABIAOLEYIPIANMINGWEI“Effect of Phosphor Encapsulant on the Thermal Resistance of a High-Power COBLEDModule”ZHUANYEWENZHANG,GAIWENZHANGDUICOBGUANGYUANDEWENDUFENBUHENEIZAIJILIZUOLESHENRUDEYANJIU。

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      小结

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