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強光探照燈熱特性相關標準介紹

由 強光探照燈 發表于 攝影2021-05-12
簡介一般強光探照燈工作時需要加散熱器,熱阻指的是從晶片到器件外殼(底面中點)的熱阻,通常表示為:Rt=(Tj-Tc)P

光亮度有什麼標準

強光探照燈熱特性相關標準介紹

強光探照燈的熱特性主要表現在溫度對器件效能的影響。強光探照燈溫度過高會對強光探照燈造成永久性破壞,如果強光探照燈工作溫度超過晶片的承載溫度將會使強光探照燈的發光效率快速降低,產生明顯的光衰,並造成損壞。另外,強光探照燈多以透明環氧樹脂封裝,若結溫超過固相轉變溫度(通常為125℃),封裝材料會向橡膠狀轉變並且熱膨脹係數驟升,從而導致強光探照燈開路和失效。溫度升高還會縮短強光探照燈的壽命,強光探照燈的壽命表現為它的光衰,也就是時間長了,亮度就越來越低,直到最後熄滅。

通常定義強光探照燈光通量衰減30%的時間為其壽命。在高溫條件下,材料內的微缺陷及來自介面與電板的快擴雜質也會引入發光區,形成大量的深能級,會加速強光探照燈器件的光衰;還有,高溫時透明環氧樹脂會變性、發黃,影響其透光效能,工作溫度越高這種過程將進行得越快,這是強光探照燈光衰的又一個主要原因;最後,熒光粉的光衰也是影響強光探照燈光衰的一個主要原因,因為熒光粉在高溫下的衰減十分嚴重。尤其大功率強光探照燈因發熱量大,導致其工作溫度偏高,效能急劇下降。

強光探照燈熱特性相關標準介紹

只有深入瞭解強光探照燈的溫度特性,開發低熱阻的強光探照燈晶片及強光探照燈應用產品,才能真正體現強光探照燈的優越性。

強光探照燈屬於半導體器件,對於半導體器件來講,在其工作時要施加一定的功率(特別是大功率器件),這一功率的絕大部分被轉換為熱量,並導致器件溫升。晶片上的熱量透過晶片

燒結材料傳遞到外殼,並進一步傳遞到周圍的空氣環境(對功率器件有時還要透過散熱器)。一般強光探照燈工作時需要加散熱器,熱阻指的是從晶片到器件外殼(底面中點)的熱阻,通常表示為:Rt=(Tj-Tc)/P。熱阻是一個物理學概念,是指熱流(功率)流過導熱體時所受到的阻力(會在導熱體上產生溫差)。熱阻的倒數就是熱導,通俗地講,物體的導熱效能好就是熱阻小。

上式中Tj為晶片結溫,Tc為器件外殼溫度,P為功率,熱阻的單位為℃/W(或℃/mW),其含義為向器件每施加1W功率時,器件的晶片結溫和熱參考點(環境溫度或器件殼溫)之間所產生的溫差。

強光探照燈熱特性相關標準介紹

鑑於熱阻引數的重要性,美國軍用標準MIL-S-19500H《半導體器件總規範》在B組檢驗和E組檢驗中明確規定了熱阻測試的方法、條件和抽樣方案。各類器件熱阻測試的具體方法在美國軍用標準MIL-STD-750C《半導體器件試驗方法》中做了明確而詳細的說明。

參照美軍標,國軍標GJB33A-97《半導體分立器件總規範》同樣也在B組檢驗和E組檢驗中明確規定了熱阻測試的方法、條件和抽樣方案。各類器件熱阻測試的具體方法在國軍標GJB128A97《半導體器件試驗方法》中做了明確而詳細的說明。

強光探照燈熱特性相關標準介紹

下述國家標準和行業軍標對各種類半導體器件熱阻的測試也做出了相應的規定和要求:

國標GB/T14862-93《半導體積體電路封裝結到外殼熱阻測試方法》

行業軍標SJ20788-2000《半導體二極體熱阻抗測試方法》。

由於器件的使用可靠性是器件晶片溫度的函式,因此熱設計成為可靠性設計中的重要內容之一。作為器件的使用者,為降低器件工作時的晶片溫度,確保器件的使用可靠性,線路設計要考慮器件的功率冗餘,結構設計要考慮器件的散熱條件,而這些設計的定量計算,都需要依據器件的穩態熱阻引數。