如何解決UV LED的散熱問題？

當LED光源點亮時，芯片內部的P-N連接區開始發揮作用，產生並積聚熱量。 每當狀態達到穩定條件時，該溫度稱為結溫。

另外，由於芯片已被封裝，因此在測量過程中無法直接檢查半導體的熱量。 因此，引腳導體的溫度通常用於間接推斷光源的溫差。 光源的結溫越低，其散熱效果越好。

通常，為光源半導體選擇的材料及其採用的封裝形狀對LED光源的散熱有直接影響。

LED光源所使用的材料對內部和外部都有一定的電阻。 這些電阻率值的大小在一定程度上反映了光源的散熱能力。

散熱問題

散熱是一種能量耗散（能量轉移）。 術語“能量耗散”是指由於溫度差異和低效率而浪費的能量。

熱量通過三個過程散發:

·  對流是流動流體產生熱量的過程。 例如，對流烤箱使用空氣（一種加熱的流動流體）來傳遞熱量。

·  傳導是熱量在一種材料中消散並可能消散到另一種與加熱物質接觸的材料中的過程。 由電阻加熱的電爐灶就是一個例子。

·  輻射是使用電磁波散發熱量的過程。 微波爐就是散熱的一個例子。

·  為應用使用適當的隔熱材料可減少熱損失及其成本，同時提高效率和安全性。

如何解決散熱問題

為了在環境溫度下長時間保持低於芯片顯著性閾值的最大程度的 UV-LED 光源，重要的是要為 UV-LED 光源實現安全可靠的熱性能。 UV-LED 光源熱管理通常可分為兩個環節。 芯片封裝材料和封裝工藝在光源生產領域正在改進，以提高散熱效率。

但在工程應用中加入外置散熱器可以顯著提高散熱性能。 散熱器結構形式多樣，有翅片式、熱交換式、分流板式、微槽式等。

為了使 UV-LED 光源的最大熱量在環境溫度下長時間保持在芯片的顯著閾值以下，重要的是為紫外線光源集成安全可靠的溫度控制。

UV-LED光源散熱設計可分為芯片級、封裝級和系統級。 製造過程中的光源決定了前兩者。 本文的研究重點是解決方案散熱問題，即優化紫外光源輔助散熱片的構造。

什麼是 LED 結溫，為什麼它很重要？

LED 管芯與其所安裝的材料接觸點的結溫。 該結通常具有器件的最高溫度，使其值成為散熱效率的良好指標。 導熱通道內置於現代 LED 封裝中，用於將熱量從交叉點傳遞到焊接點。 LED 封裝與 PCB 或單獨散熱器的相互作用是焊接連接所在的位置。

LED 的內部熱阻用作內部熱路徑效率的量度。 從熱學上講，LED 的質量隨著內部溫度的降低而提高。 從熱管理的角度創建 LED 燈具時，設計工程師必須訪問熱容量值。 CFD 求解器將利用這個數字來精確計算 LED 的溫度，並檢查設備是否超過了製造商建議的上限。 當代 LED 的結溫通常達到 100°C或更高。 它的值受溫度範圍、LED電路與周圍的熱傳導率、芯片的功耗等因素的影響。

熱設計因素

必須製造任何 LED 燈泡以降低從 LED 到周圍空氣的高熱穩定性，以保持 LED 涼爽。 傳導、對流和熱輻射是 二  在整個夾具設計過程中必須考慮和優化的散熱類型。

1. LED 寬度和配置

為了創建小型 LED 燈具設計，設計人員經常希望縮短 PCB 上 LED 之間的距離。 但這會導致更高的熱功率密度，從而增強LED的發熱量。

紫外線發光二極管製造商 經常提供 LED 之間的建議距離，並指定當該距離縮短特定量時可以預期的溫度升高。 對 LED 板佈局的研究表明，無論是矩形、六邊形還是圓形，均質和對稱的芯片佈置提供相同的熱量輸出。

2. 選擇LED模組

直插式封裝 (DIP) LED 和最新的板上多芯片 (MCOB) LED 只是眾多不同類型 LED 中的一小部分。 DIP LED 主要用於家用小工具上的標誌和顯示。 它們以子彈形形式而著稱。

SMD LED 是方形半導體，可以在整個 RGB 光譜範圍內產生光。

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