Balansavimas3000 lm apšvietimas ir mažesnė arba lygi 40 laipsnių paviršiaus temperatūra šaldiklio lempose
Šaldiklio lempos susiduria su unikaliu iššūkiu: užtikrina 3 000 lm apšvietimą, o paviršiaus temperatūrą riboja iki 40 laipsnių arba lygi, kad būtų išvengta atitirpinimo ciklų pagreitėjimo. Pernelyg didelis šilumos išsiskyrimas gali ištirpdyti susikaupusias šerkšnas, todėl atitirpinimas turėtų būti dažnesnis, o tai padidina energijos sąnaudas ir gali sukelti temperatūros svyravimus. Norint pasiekti šią pusiausvyrą, reikia visapusiško požiūrio į šilumos valdymą, o vario substrato apverčiamo{5} lusto technologija tampa svarbiu, nors ir ne vieninteliu, sprendimu.
Pagrindinė problema kyla dėl didelio galios tankio, reikalingo pasiekti 3 000 lm šaltoje aplinkoje-Žemesnėje temperatūroje veikiančių šviesos diodų efektyvumas sumažėja, todėl reikia didesnės pavaros srovės, kuri generuoja daugiau šilumos. Tradiciniai aliuminio PCB čia susiduria su sunkumais: jų šilumos laidumas (≈200 W/m·K) yra nepakankamas, kad greitai išsklaidytų šilumą iš tankiai supakuotų šviesos diodų, todėl susidaro karštieji taškai, viršijantys 40 laipsnių slenkstį. Čia išsiskiria variniai pagrindai, kurių šilumos laidumas yra iki 401 W/m·K. Jų gebėjimas paskleisti šilumą į šonus sumažina vietinę temperatūrą ir sukuria vienodesnį šiluminį profilį visame lempos paviršiuje.
Flip{0}}lusto technologijapapildo varinius pagrindus, pašalindamas vielos jungtis, kurios veikia kaip šiluminės kliūtys įprastuose LED paketuose. Montuojant šviesos diodus tiesiai ant vario pagrindo su litavimo kauburėliais, šiluma perduodama tiesiai iš matricos į pagrindą be tarpinių sluoksnių, sumažinant šiluminę varžą iki 50%. Šis tiesioginis kelias yra labai svarbus šaldiklio lempoms, kur net maža šiluminė varža gali sukelti temperatūros šuolius. Kombinuoti variniai substratai ir apverčiami{4}}lustai sukuria mažo-varžumo šiluminį kelią, kuris efektyviai nukreipia šilumą nuo LED jungties į aušinimo kriaukles arba lempos korpusą.
Ar ši technologija tikrai būtina? Kompaktiškų šaldiklio lempų konstrukcijoms, kuriose mažai vietos, taip-alternatyvūs sprendimai, pvz., didesni aliuminio radiatoriai arba aktyvus aušinimas (pvz., maži ventiliatoriai), yra nepraktiški dėl dydžio apribojimų arba kondensacijos pavojaus. Tačiau didesniems šviestuvams gali būti naudingi hibridiniai metodai: naudojant didelio -šiluminio-laidumo keramiką (Al₂O₃ arba AlN) su optimizuotu PCB išdėstymu šilumai paskleisti, kartu su šilumai laidžiais klijais, kad šviesos diodai būtų sujungti su šilumą{6}}sklaidančiomis lempų korpusais. Taikant šiuos metodus galima pasiekti 40 laipsnių arba mažesnį paviršių, tačiau dažnai reikia didesnių formų, kurie gali netikti visiems šaldiklio konstrukcijoms.
Papildomos strategijos pagerina šiluminį našumą: pasirenkami šviesos diodai su maža šiluminė varža (mažesnė arba lygi 3 K/W), naudojant didelio šiluminio stabilumo fosforus, kad būtų išlaikytas efektyvumas esant aukštesnei sankryžos temperatūrai, ir šilumos šalintuvų integravimas į lempos konstrukciją, kad šalto šaldiklio aplinka būtų pasyvus aušinimo šaltinis. Šiluminio modeliavimo programinė įranga (pvz., ANSYS Icepak) čia yra neįkainojama, leidžianti inžinieriams modeliuoti šilumos srautą ir nustatyti karštuosius taškus prieš kuriant prototipus.
Apibendrinant galima pasakyti, kad vario substrato apverčiamo{0} lusto technologija nėra visuotinai privaloma, tačiau ji tampa nepakeičiama kompaktiškoms, didelės galios{1}}šaldytuvo lempoms. Jo puikaus šilumos laidumo ir tiesioginio štampavimo-su-substrato kontakto derinys patenkina dvigubus 3 000 lm išėjimo ir mažesnio ar lygaus 40 laipsnių paviršiaus reikalavimus. Suporuotas su papildomomis priemonėmis, tokiomis kaip optimizuotas šilumos nuėmimas ir medžiagų pasirinkimas, jis užtikrina patikimą veikimą, netrikdydamas šaldiklio atitirpinimo ciklų.
