संतुलनफ्रीजर लैंप में 3,000 एलएम रोशनी और 40 डिग्री सतह तापमान से कम या उसके बराबर
फ़्रीज़र लैंप को एक अनोखी चुनौती का सामना करना पड़ता है: डीफ़्रॉस्ट चक्र को तेज करने से बचने के लिए सतह के तापमान को 40 डिग्री से कम या उसके बराबर तक सीमित करते हुए 3,000 एलएम रोशनी प्रदान करना। अत्यधिक गर्मी उत्सर्जन से ठंढ का संचय पिघल सकता है, जिससे बार-बार डीफ्रॉस्टिंग करने की आवश्यकता होती है जिससे ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है और तापमान में उतार-चढ़ाव का खतरा होता है। इस संतुलन को प्राप्त करने के लिए थर्मल प्रबंधन के लिए एक समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, जिसमें कॉपर सब्सट्रेट फ्लिप चिप तकनीक एक महत्वपूर्ण समाधान के रूप में उभर रही है, हालांकि एकमात्र समाधान नहीं है।
मुख्य मुद्दा ठंडे वातावरण में 3,000 एलएम तक पहुंचने के लिए आवश्यक उच्च शक्ति घनत्व से उत्पन्न होता है। - कम तापमान पर चलने वाले एलईडी की प्रभावकारिता कम हो जाती है, जिससे उच्च ड्राइव धाराओं की आवश्यकता होती है जो अधिक गर्मी उत्पन्न करती हैं। पारंपरिक एल्युमीनियम पीसीबी यहां संघर्ष करते हैं: उनकी तापीय चालकता (≈200 W/m·K) घनी पैक वाली एलईडी से गर्मी को जल्दी खत्म करने के लिए अपर्याप्त है, जिससे हॉटस्पॉट 40 डिग्री सीमा से अधिक हो जाते हैं। यह वह जगह है जहां 401 W/m·K तक तापीय चालकता वाले तांबे के सब्सट्रेट उत्कृष्ट होते हैं। पार्श्व में गर्मी फैलाने की उनकी क्षमता स्थानीय तापमान को कम करती है, जिससे लैंप की सतह पर अधिक समान थर्मल प्रोफ़ाइल बनती है
फ़्लिप-चिप प्रौद्योगिकीवायर बॉन्ड को खत्म करके तांबे के सब्सट्रेट को पूरक करता है, जो पारंपरिक एलईडी पैकेजों में थर्मल बाधाओं के रूप में कार्य करता है। सोल्डर बम्प्स के साथ तांबे के सब्सट्रेट पर सीधे एलईडी लगाने से, मध्यवर्ती परतों के बिना गर्मी सीधे डाई से सब्सट्रेट में स्थानांतरित हो जाती है, जिससे थर्मल प्रतिरोध 50% तक कम हो जाता है। यह सीधा रास्ता फ्रीजर लैंप के लिए महत्वपूर्ण है, जहां छोटे थर्मल प्रतिरोध भी तापमान में बढ़ोतरी का कारण बन सकते हैं। संयुक्त, कॉपर सबस्ट्रेट्स और फ्लिप {4}चिप डिज़ाइन एक कम प्रतिरोध थर्मल मार्ग बनाते हैं जो एलईडी जंक्शन से हीट सिंक या लैंप हाउसिंग तक गर्मी को कुशलतापूर्वक प्रसारित करता है।
क्या यह तकनीक अत्यंत आवश्यक है? तंग जगह की कमी वाले कॉम्पैक्ट फ्रीजर लैंप डिज़ाइन के लिए, हां -वैकल्पिक समाधान जैसे बड़े एल्यूमीनियम हीट सिंक या सक्रिय कूलिंग (उदाहरण के लिए, छोटे पंखे) आकार की सीमाओं या संक्षेपण जोखिमों के कारण अव्यावहारिक हैं। हालाँकि, बड़े फिक्स्चर के लिए, हाइब्रिड दृष्टिकोण काम कर सकते हैं: गर्मी फैलाने के लिए अनुकूलित पीसीबी लेआउट के साथ उच्च {{4}थर्मल {{5}चालकता वाले सिरेमिक (Al₂O₃ या AlN) का उपयोग करना, लैंप हाउसिंग को गर्म करने के लिए एलईडी को जोड़ने के लिए थर्मल प्रवाहकीय चिपकने वाले के साथ जोड़ा जाना चाहिए। ये विधियां 40 डिग्री से कम या उसके बराबर सतह प्राप्त कर सकती हैं लेकिन अक्सर बड़े फॉर्म कारकों की आवश्यकता होती है जो सभी फ्रीजर डिजाइनों के अनुरूप नहीं हो सकती हैं।
अतिरिक्त रणनीतियाँ थर्मल प्रदर्शन को बढ़ाती हैं: कम थर्मल प्रतिरोध (3 K/W से कम या उसके बराबर) के साथ एलईडी का चयन करना, उच्च जंक्शन तापमान पर प्रभावकारिता बनाए रखने के लिए उच्च थर्मल स्थिरता वाले फॉस्फोर का उपयोग करना, और ठंडे फ्रीजर वातावरण को निष्क्रिय शीतलन संसाधन के रूप में लाभ उठाने के लिए लैंप के संरचनात्मक डिजाइन में हीट सिंक को एकीकृत करना। थर्मल सिमुलेशन सॉफ्टवेयर (उदाहरण के लिए, एएनएसवाईएस आइसपैक) यहां अमूल्य है, जो इंजीनियरों को गर्मी के प्रवाह को मॉडल करने और प्रोटोटाइप से पहले हॉटस्पॉट की पहचान करने की अनुमति देता है।
निष्कर्ष में, कॉपर सब्सट्रेट फ़्लिप{{0}चिप तकनीक सार्वभौमिक रूप से अनिवार्य नहीं है, लेकिन कॉम्पैक्ट, उच्च आउटपुट फ़्रीज़र लैंप के लिए अपरिहार्य हो जाती है। बेहतर तापीय चालकता और प्रत्यक्ष डाई से - सब्सट्रेट संपर्क का इसका संयोजन 3,000 एलएम आउटपुट और 40 डिग्री सतहों से कम या उसके बराबर की दोहरी मांगों को संबोधित करता है। जब अनुकूलित हीट सिंकिंग और सामग्री चयन जैसे सहायक उपायों के साथ जोड़ा जाता है, तो यह फ्रीजर डिफ्रॉस्ट चक्र को बाधित किए बिना विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।
