LED’lerin Termal Yönetimi İçin Etkili Paketleme Seçenekleri

LED aydınlatma her geçen gün daha da güçleniyor ve popüler hale geliyor. Ancak, hala üstesinden gelinmesi gereken bazı zorluklar var. Termal zorluk diğer sorunlar arasında en önemlilerden biridir. Pazarlın artan talebini karşılamak için, LED aydınlatmalar geleneksel halojen ve akor flamanlı ampüllerin lümen çıkışı ile eşleşmelidir. Yüksek parlaklıktaki ortalama bir LED, enerjisinin yalnızca %45’lik bölümünü ışığa çevirebilir, geriye kalanı ısı olarak ortaya çıkar.

LED Paketleme Seçenekleri

Termal yönetim zorluğunun üstesinden gelebilmek için, üreticiler LED paketlemeye dikkat etmelidir. Ancak LED paketinin koruyucu muhafazası genellikle ısı kaybını önler. Isıyı uzaklaştırmak için tek çözüm paketin arkasından iletimi gerçekleştirmektir.

Bu gerçek, LED ve soğutucu arasındaki ısı yolunu küçültmeye yardımcı olmak üzere termal olarak iletken alt tabakaların kullanımı ile sonuçlanmıştır. Bu tabakanın termal olarak iletken olduğu kadar dielektrik olması ideal bir çözüm olarak değerlendirilebilir. LED üreticileri sürekli olarak, daha makul malzemeler kullanmak veya işlemleri kaldırmak gibi maliyet azaltıcı çözümler üzerine çalışıyor.

Etkili Paketleme Seçenekleri

Yüksek parlaklıktaki LED’ler için genellikle iki yaklaşım vardır. Biricisi, üreticiler yalnızca bir büyük LED kalıbına paketleme seçeneğine sahiptir veya bir grup kalıba bir kırmızı, bir yeşil bir mavi gibi paketleyebilir. İkincisi chip on board (COB) yaklaşımı olarak bilinen, pek çok paketi bir baskılı devre prensibinde bir araya getirmektir.

LED, Seramik ve Nanoseramikler

Yüksek parlaklıkta LED’lerin paketlenmesinde baş koşul, paket yüzeyinin her iki tarafının, yüzey üzerindeki bakır yollar ile birbirine bağlanmasıdır. Bu gereksinim çok önemlidir çünkü paket armatür devresi üzerine monte edildiğinde LED kalıbına güç vermek gerekir.

Seramikler iyi bir seçimdir çünkü son derece yüksek çözünürlükte direkt bakır kaplama (DPC) özelliğine sahiptir. DPC, devreyi oluşturmak için bakır parçaların seramik üzerine püskürtüldüğü koruyucu bir süreçtir.

Son zamanlarda bir üçüncü seçenek ilgi odağı galine geldi, bu da nanoseramikler. Nanoseramik malzemeler alüminyum ve seramikleri en iyi hale getirilmesiyle biliniyor. Nanoseramikler, alüminyum yüzeyin alüminyum oksite (Al2O3) dönüştürüldüğü, yüksek gerilim elektrokimyasal-oksidasyon (ECO) ile üretilmektedir.

Peki seramik ve nanoseramiklerin kullanım alanları nelerdir? Koşullarıyla farklı yüzeylere ihtiyaç duyulan yüksek parlaklıkta LED uygulamalarına bakalım. Üreticilerin LED güçlerini sürekli arttırmasından dolayı, artık 1W paketlenmiş LED’ler orta güç sınıfında anılmaktadır. Kullanılacak malzemenin belirlenmesindeki baş faktör, etraftaki güç yoğunluğudur. Paket boyutunun büyük olduğu yerlerde, güç yoğunluğu ısı yüksek miktarına dönüşecek ve bu ısının kalıcı olarak uzaklaştırılması gerekmektedir.

Üreticiler güçlü bir cihaz oluşturmak için birkaç yüksek parlaklıkta LED kalıbını tek bir paket içerisinde toplamaktadır. Bu sayede tek bir pakette zahmetsizde 10W gücü zorlayabilirler.

Sonuç olarak, yüksek parlaklıkta LED’lerin termal yönetimi için her boyuta uyan bir çözüm olmadığı haklı olarak söylenebilir. Her tasarımda ihtiyaçlar gözden geçirilmelidir ve malzeme seçimi ihtiyaçlara uygun yapılmalıdır. Dolayısıyla, üreticilerin buna göre hareket ederek LED aydınlatma için ideal paketleme seçeneğini tercih etmeleri gerekmektedir.

Bu içeriğin hazırlanmasında BizLED Bureau kaynağından bazı içerik ve görsellere yer verilmiştir.