인간은 얼마나 조정 가능한가

Jun 23, 2023

예를 들어, 교육에서 시원한 파란색이나 흰색 조명은 열정과 에너지가 떨어지는 경향이 있는 점심 식사 후 학생(및 교사)의 주의력을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 반대로, 따뜻한 주황색 조명은 소란스러운 아이들이 있는 교실을 진정시키는 데 도움이 됩니다.

접객업 분야에서 레스토랑은 복잡하고 값비싼 다중 모드 조명 시스템이 필요 없이 기본 조정 가능한 조명을 활용하여 손님을 위해 하루 중 다양한 시간에 다양한 분위기를 조성하는 경우가 많습니다.

그리고 스위스나 캐나다와 같이 여름에 극도로 높은 기온, 특히 중동과 같이 겨울에 극도로 낮은 기온을 경험하는 국가에서는 점점 더 많은 건물에 여름에 더 푸른 빛을 제공하여 시원한 분위기와 주황색 빛을 제공하는 조정 가능한 조명 기능을 갖추고 있습니다. 겨울에는 따뜻한 느낌을 주기 위해

조정 가능한 조명을 향한 움직임은 거주자와 고객에게 이익이 되지만 조정 가능한 조명을 제공하는 LED를 만드는 것과 관련된 기술적 과제는 LED 엔지니어에게 비용, 성능, 신뢰성 및 제조 가능성과 관련된 과제를 설정하고 있습니다.

CSP LED 쪽으로 방향 전환

조정 가능한 조명을 지원하려면 서로 다른 파장을 방출하는 여러 LED가 필요합니다. 이를 위해서는 각 전구에 더 많은 LED가 필요합니다. 엔지니어가 일반적으로 배포되는 표준 '패키지' LED에 대해 수행해야 하는 필수 수정 사항 중 하나는 특정 부품을 제거하여 LED 구성 요소를 더 작게 만들어 각 장치가 1.2x 미만인 CSP(칩 규모 패키징) LED를 만드는 것입니다. 핵심 LED 기능 요소보다.

CSP를 만드는 것 자체가 결코 유일한 과제는 아닙니다. 또 다른 과제는 작은 크기로 인한 극심한 열 문제를 처리하는 방법입니다. 일부 CSP는 이제 10W/mm2를 초과합니다. 대부분의 엔지니어는 알고 있지만 소비자는 알지 못하는 사실은 LED의 효율이 약 40%에 불과하다는 것입니다. 이는 LED가 입력 전력의 60%를 열로 낭비한다는 의미입니다. 모든 전자 장치와 마찬가지로 열이 너무 많으면 조명 품질과 같은 성능 기준에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 LED 직물에 심각한 손상을 줄 수 있으므로 최대한 빨리 제거해야 합니다.

표준 패키지 LED를 사용하면 이 열을 제거하는 것이 CSP보다 훨씬 쉽습니다. 열은 보호를 위해 존재하는 밀봉재를 통해 빠져나올 수 없으므로 일반적으로 위험을 완화하기 위해 열을 확산시키는 여러 층의 재료를 통해 이동하면서 LED 후면을 통해 빠져나가야 합니다.

그림 2에서 볼 수 있듯이 서브 마운트 또는 패키지 베이스의 효과는 LED의 열이 금속 피복 인쇄 회로 기판(MCPCB)에 도달하기 전에 더 넓은 영역으로 확산되는 것입니다. 이는 MCPCB가 LED 접합의 점열원 냉각을 처리하는 데 어려움을 겪지 않는다는 것을 의미합니다.

그러나 CSP의 경우 제조업체는 서브 마운트 또는 패키지 베이스를 제거했습니다(완성된 CSP는 CSP 자격을 얻으려면 칩 자체보다 20% 더 커야 함). 이는 이제 LED가 동일한 양의 열을 생성한다는 것을 의미합니다. 하지만 훨씬 더 작은 환경에서요. 그리고 CSP LED가 이제 사라진 서브 마운트/패키지 베이스는 이중의 문제로 훌륭한 열 분산기 역할을 하여 열의 강도와 위험을 줄였습니다. 그 결과, 추가된 모든 LED 전구의 조명 품질과 수명에 위험을 초래하는 강렬한 점열원이기도 한 LED가 탄생했습니다. 그리고 그 누구도 잠재력을 최대한 발휘하지 못하는 조명 시스템을 구입하고 싶어하지 않습니다.

그림 3에 표시된 것처럼 MCPCB를 통한 열 전달은 구리의 방사형 확산과 구리, 유전체 및 알루미늄을 통한 축 방향 전도의 조합입니다. 매우 단순한 근사치로 최적의 열 유속은 이러한 벡터가 동일할 때 얻어집니다. 이는 MCPCB의 유전체가 좋은 열 전도체가 아닌 경우 효과적인 냉각을 제공하기 위해 구리 추적의 두께가 70~105μm(2 또는 3Oz)이고 면적이 커야 함을 의미합니다.

서브 마운트/패키지 베이스 제거에 따른 두 번째 문제는 열 관리 책임이 LED 패키징 제조업체에서 조명기구 통합업체 및 전체 조명 엔진 설계자에게 옮겨진다는 것입니다. 이는 지금까지 MCPCB 솔루션에서 처리할 필요가 없었던 문제입니다.