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用创新陶瓷方法简化LED散热设计

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  CeramCool GU10 LED射灯可与任何LED一起工作。插座和反射器由同一种高性能陶瓷材料制成。因此,它具有安全绝缘的简单Class II结构。一个高压4W LED能达到的最高温度不超过60℃,从而既延长了产品寿命又增加了光输出。

  所有CeramCool散热器的基板都起散热器的作用。此时它充当灯具甚至光源。该简化设计具有极高可靠性。此外,GU10 LED射灯的安装支架和反射器通常采用不同材料。该方案所用的材料少得多,并充分利用了陶瓷的电气绝缘性、良好的电磁兼容性(EMC)以及高的机械和化学稳定性等特性。

  用于改进现有LED系统的子基板

  陶瓷可极大提升新的和现有LED系统的性能。利用陶瓷CeramCool子基板(submount),可轻松取代LED和金属散热器之间的PCB,极大地减小了系统总热阻。此举在提供优异的电气绝缘和高温稳定性的同时,还具有诸如良好的热传导等重要优势。无论它是子基板还是一块完整电路板,陶瓷都是绝对耐腐蚀的,这消除了特别是在户外发生的电化腐蚀。

  CeramCool非常适合大功率应用,尤其是户外的此类应用。事实上,一种满足不同功率等级需求的圆形散热器系列正在开发之中。这一方法结合了具成本效益的生产与高度灵活的使用两种要求。其最终结果将是一种“半定制”产品系列。

  金属化和部件载体

  为充分利用优化潜力,我们也必须考虑金属化的可能性。可采用经过验证的厚膜技术及其高粘附力(WNi(金)、银、银钯、金、DCB、AMB等)或借助薄膜工艺及其平滑表面(可实现精密光角)对陶瓷进行直接涂层。使用化学镀镍或金(沉浸或阴极沉积法)可获得更好的焊接质量。

  金属化的可能性使得散热器的整个表面可用作电路载体,可将其与LED和驱动器牢固地封装在定制的电路上,同时提供了可靠的电气绝缘。将芯片直接绑定到特殊设计的金属表面上可简化该过程。

  装配和质量检查

  德国著名的电子服务中心BMK可进行这种装配。该公司可实现样机,也可进行批量生产。生产中,采用机械结构实现散热器,并通过一块模板将组件本身自动提供的焊锡膏压挤到组件上面。

  该加工工程的下一步,是先把LED和其它元件安装在散热器上,再进行后续的回流焊工序。冷却后就得到了一个持久的绑定。先对焊接点和组件位置进行目视检查,随后执行100%的功能测试。到此,该产品已经完成并随时可以交付给客户。(作者:Donald Schelle Marc Davis-Marsh)


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