Dalle premesse si comprende l’importanza di estrarre quanto più efficacemente e rapidamente il calore generato all’interno del LED.
Il calore, in similitudine alla corrente
elettrica, fluirà dal LED verso l’esterno attraverso un percorso la cui abilità o
meno di facilitare il passaggio di tale
calore determinerà conseguentemente
lo stato termico del LED stesso.
Il parametro fondamentale che
identificherà la bontà termica di
questo percorso è la resistenza
termica Rth [°C/W] che indica
appunta la resistenza che il flusso di
calore incontra nel suo percorso di
allontanamento dal LED.
In alcuni casi al posto di Rth si utilizza
la conducibilità termica K [W/m°K] che
è l’inverso della resistività termica ed
è legata alla resistenza termica dalla
relazione di figura 5, dove PD è la
potenza dissipata dal LED = Vf* If
La prima resistenza termica che il
colore, generato all’interno del cristallo
del LED, incontra è quella tra il cristallo e il package stesso.
Dato che il calore tende a trasmettersi
in tutte le direzioni la resistenza
termica incontrata dal calore cambia a
seconda del percorso scelto.
Per semplifi care la trattazione
generalmente si considera trascurabile
quella percentuale di calore dispersa
nell’ambiente dal package per
convezione e irraggiamento (frecce
rosse di Figura 6) concentrando
l’attenzione solo sul calore trasmesso
per conduzione dal package verso gli
altri materiali a contatto con il LED come circuiti stampati e dissipatori
(frecce gialle).
Per tale motivo si considera che la
quantità di calore per unità di tempo
che il LED è in grado di dissipare per
conduzione sia pari alla potenza
elettrica dovuta alla caduta di tensione
ai suoi capi Vf e alla corrente If che in
esso scorre:
PD = dQcond/dt = Vf * If = Pelett
Tipicamente poi si parla di Rth j-c (resistenza termica giunzione-case quando si fa riferimento a un determinato punto sul contenitore, case, del LED) o Rth j-sp (giunzione-solder point quando il riferimento è in corrispondenza con uno dei punti di saldatura del LED al circuito) per dare un valore numerico alla capacità di quel componente nel trasferire il calore all’esterno del contenitore del LED.
