LED-based light module with high heat transfer efficiency

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23220%2F25%3A43977987" target="_blank" >RIV/49777513:23220/25:43977987 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://partnerstvi.fel.zcu.cz/" target="_blank" >https://partnerstvi.fel.zcu.cz/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Světelný modul na bázi LED s vysokou účinností přestupu tepla

Original language description

Vyvinuté zařízení je světelný modul na bázi LED s vysokou účinností přestupu tepla. Konstrukce modulu využívá keramický chladič z nitridu hliníku s vysokou tepelnou vodivostí přesahující 200 W.m-1.K-1, na jehož povrch je pomocí aditivní technologie Direct-Write přímo nanesen vodivý motiv ze stříbrné pasty. Díky vysoké elektrické rezistivitě keramiky jsou elektroluminiscenční diody osazeny přímo na chladiči bez izolačních mezivrstev, což umožňuje modulu o kompaktních rozměrech 35,5 x 31,5 x 9,8 mm dosahovat špičkového výkonu až 100 W. Zařízení obsahuje celkem 35 diod uspořádaných v matici 5x7, které kombinací bílého, zeleného a červeného světla pokrývají spektrální rozsah 450 až 650 nm. Pro zajištění maximální kvality tepelných spojů s minimem dutin bylo při montáži součástek využito vakuové pájení přetavením.

Czech name

Světelný modul na bázi LED s vysokou účinností přestupu tepla

Czech description

Vyvinuté zařízení je světelný modul na bázi LED s vysokou účinností přestupu tepla. Konstrukce modulu využívá keramický chladič z nitridu hliníku s vysokou tepelnou vodivostí přesahující 200 W.m-1.K-1, na jehož povrch je pomocí aditivní technologie Direct-Write přímo nanesen vodivý motiv ze stříbrné pasty. Díky vysoké elektrické rezistivitě keramiky jsou elektroluminiscenční diody osazeny přímo na chladiči bez izolačních mezivrstev, což umožňuje modulu o kompaktních rozměrech 35,5 x 31,5 x 9,8 mm dosahovat špičkového výkonu až 100 W. Zařízení obsahuje celkem 35 diod uspořádaných v matici 5x7, které kombinací bílého, zeleného a červeného světla pokrývají spektrální rozsah 450 až 650 nm. Pro zajištění maximální kvality tepelných spojů s minimem dutin bylo při montáži součástek využito vakuové pájení přetavením.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20201 - Electrical and electronic engineering

Project

<a href="/en/project/TS01030138" target="_blank" >TS01030138: Development of advanced photocatalytic technologies for low-energy storage and reverse conversion of energy from "green hydrogen" via ammonia</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

22190-FV019-2025

Numerical identification

Číslo dokumentace: 22190-FV019-2025; TS01030138-V2

Technical parameters

Technické charakteristiky a ověřitelnost funkčního vzorku jsou definovány následujícími parametry: • Materiál chladiče: Keramika z nitridu hliníku (AlN) s tepelnou vodivostí &gt;200 W.m⁻¹·K⁻¹ a elektrickou rezistivitou &gt;10^14 Ω.cm. • Konfigurace světelného zdroje: 35 LED diod v matici 5x7. • Spektrální rozsah: 450 – 650 nm s vyváženou intenzitou v celém rozsahu. • Elektrické parametry: Napájecí napětí 90 – 120 V, proudová zatižitelnost 150 – 700 mA, příkon modulu 13,5 – 85 W. • Rozměry: 35,5 x 31,5 x 9,8 mm. • Výrobní technologie: Aditivní tisk Direct-Write (stříbrná pasta vypálená při 850 °C) a vakuové pájení přetavením pro spoje s minimem voidů. Výsledek byl na základě ověření (testování) vlastností vyroben. Kontaktní osoba: Ing. Robert Vik, Ph.D., Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta elektrotechnická, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň (email: rvik@fel.zcu.cz; tel. 377 634 560)

Economical parameters

Ekonomický přínos vyvinutého modulu spočívá především ve zvýšení efektivity výroby a úspoře materiálu, čehož je dosaženo využitím aditivní technologie Direct-Write. Tato metoda digitálního tisku je ve srovnání s konvenčními subtraktivními technikami rychlejší a materiálově úspornější. Dalším významným ekonomickým faktorem může být zvýšení spolehlivosti a životnosti zařízení; díky obdobné tepelné roztažnosti keramického chladiče a stříbrné metalizace nedochází k postupné delaminaci vrstev, k čemuž dochází u běžně užívaných substrátů typu IMS nebo DBC. Vysoká účinnost odvodu tepla umožňuje dosáhnout špičkového výkonu až 100 W při kompaktních rozměrech, což redukuje prostorové nároky a materiálové náklady na konstrukci celého fotokatalytického reaktoru.

Application category by cost

—

Owner IČO

49777513

Owner name

Západočeská univerzita v Plzni (60%); Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (20 %); Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem (10 %); LISS a.s. (10%)

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

—

Web page

https://partnerstvi.fel.zcu.cz/