PDF《Light Emitting Diode》

金属 或陶瓷几类 图4 环境温度-顺电R特性 (NS3W183) ( TaPTj ) 图5 Tj计算范? (NS3W183) 环境温度 Vf=3.4V Ta=Tj=50?C Ambient Temperature vs. Forward Voltage 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 -60 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 周煳露 Ambient Temperature (℃) 顺电R Forward Voltage (V) IFP=350mA 环境温度 4/7 Application Note Light Emitting Diode This sheet contains tentative information, we may change contents without notice. (SE-AP00002) Jun. 15,

2011 图6 电路板分类图 一般都会使用价格较便宜而尺寸g定性较好的FR-4, 如果需要较高的传热系数, 可以使用金属电路板, 可 降低结温Tj . 以下表1 以及图7 显示FR-4, 铝基板的测温数据例子. Type A Type B Type C Type D Main Material Aluminum Rthj-a [℃/W]

63 50

44 34 PWB Size 30mm*30mm, t=1.7mm Copper Area Face 154mm

2 , t=0.07mm 302mm

2 , t=0.07mm 616mm

2 , t=0.07mm 500mm

2 , t=0.07mm Copper Area Back 154mm

2 , t=0.07mm 302mm

2 , t=0.07mm 616mm

2 , t=0.07mm - IF (mA) VF (V) 3.18 3.24 3.29 3.30 Ts (℃)

143 118

95 80 Tj (℃)

165 141

118 103 Measurement condition :Rthj-s=10℃/W, Ta=25℃,Thermo Couple:Φ0.076mm FR-4 30mm*30mm, t=1.6mm

700 毛面玻璃聚 (FR-6) 树脂类电路板 柔性电路板 硬性电路板 金属层电路板 玻璃棉纸?合材 (CEM-1, 3) 绵纸环氧树脂材 (FR-3) 玻璃布材? (FR-4, 5) 酚醛绵纸成分材 (FR-1, 2) 金属类电路板 金属核电路板 陶瓷类电路板 氧化铝电路板 表1 NS6W183 温度测试结果 5/7 Application Note Light Emitting Diode This sheet contains tentative information, we may change contents without notice. (SE-AP00002) Jun. 15,

2011 7 NS6W183 热测定结果 (铜箔面积 vs Tj ) 以同样大小的电路板作结温Tj 的比较, 铝基板的结温Tj 较低, 较利于散热. (B)优化电路板上的铜箔面积 如图8 所示,将电路版的铜箔的面积尽量增大,能更有效散发LED 所产生的热量. 如图7 的测试结果, 将铜箔的面积增大能使结温Tj 降低, 有利于散热.. 图8 电路板铜箔形状 Copper Foil LED Copper Foil LED :Solder Resist 铜箔面积小 (散热不好) 铜箔面积大 (散热好) 铜箔 铜箔 焊锡保护膜 Measurement Results Copper Area vs. Tj

0 50

100 150

200 0

100 200

300 400

500 600

700 Copper Area (mm2 ) Tj (℃) FR-4 Aluminum Type A Type B Type C Type D 图7 NS6W183 温?测试结果 (铜箔面积 vs vTj ) 阻焊 6/7 Application Note Light Emitting Diode This sheet contains tentative information, we may change contents without notice. (SE-AP00002) Jun. 15,

2011 (C)优化LED 的配置方式(LED 间距) 如图9 所示, 较窄的LED 间距的设计,LED 产生的热量较集中,散热会较为困难. 图10 为配置了2X2LED 的电路板的温度测试图. 测试结果显示,间距较窄的话,各LED 容易受到邻近LED 所散发的热量影响. 所以,尽量扩大LED 之间的间距,有利于降低结温Tj. 图9 LED 配置图 图10 为NSSM157 2x2 LED 的热分布测试结果 (参考例) 于电路板设计上,将铜箔面积尽量加大,固定的空隙已设定为一样, 形成只有铜箔大小差异的一个模拟测试. 较窄的LED 间距 较宽的LED 间距 Ts = 67.3℃ Ts = 55.7℃ Ts = 46.3℃ LED Pitch 12mm LED Pitch 15mm LED Pitch 20mm 7/7 Application Note Light Emitting Diode This sheet contains tentative information, we may change contents without notice. (SE-AP00002) Jun. 15,

2011 (D)使用散热片 于电路板背面加上散热片能提高散热效果. 以下表3 有安装散热片与否的对照测试结果. 从这测试结果亦指出因为有散热片,令Rthj-a,Tj 也降低,. 另外,于底板与散热片之间的接合位置, 加入传热能力高的双面贴, 散热片, 又或是散热膏能使其散热效果 更佳.. 图11 为散热片接合方法的例子. 图11 电路板与散热器的连接例子 5. 总结 希望凭借本指引所介绍的散热设计案例,能为各位在产品设计上,更有效地发挥LED 的效能,提高可靠性, 生产出性能更g定的产品. without Heat Sink with Heat Sink Main Material Rthj-a [℃/W]