目前，很多功率型LED的驅(qū)�(dòng)電流�(dá)�70mA�100mA甚至1A，這將�(huì)引起芯片�(nèi)部熱量聚集，�(dǎo)致發(fā)光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。業(yè)�(nèi)已經(jīng)�(duì)大功率LED的散熱問題作出了很多的努力：通過�(duì)芯片外延�(jié)�(gòu)�(yōu)化設(shè)�(jì)，使用表面粗化技�(shù)等提高芯片內(nèi)外量子效率，減少無輻射復(fù)合產(chǎn)生的晶格振蕩，從根本上減少散熱組件負(fù)�;通過�(yōu)化封裝結(jié)�(gòu)、材料，選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB)，使用陶瓷、復(fù)合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發(fā)�
一、引言
目前，很多功率型LED的驅(qū)�(dòng)電流�(dá)�70mA�100mA甚至1A，這將�(huì)引起芯片�(nèi)部熱量聚集，�(dǎo)致發(fā)光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。業(yè)�(nèi)已經(jīng)�(duì)大功率LED的散熱問題作出了很多的努力：通過�(duì)芯片外延�(jié)�(gòu)�(yōu)化設(shè)�(jì)，使用表面粗化技�(shù)等提高芯片內(nèi)外量子效率，減少無輻射復(fù)合產(chǎn)生的晶格振蕩，從根本上減少散熱組件負(fù)�;通過�(yōu)化封裝結(jié)�(gòu)、材料，選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB)，使用陶瓷、復(fù)合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發(fā)。多�(shù)廠家還建議在高性能要求�(chǎng)合中使用散熱片，依靠�(qiáng)�(duì)流散熱等方法促�(jìn)大功率LED散熱。盡管如此，單�(gè)LED�(chǎn)品目前也僅處�1�10 W�(jí)的水平，散熱能力仍亟待提高。相�(dāng)多的研究將精力集中于尋找高熱�(dǎo)率熱沉與封裝材料，然而當(dāng)LED功率�(dá)到lO W以上�(shí)，這種�(guān)注遇到了相當(dāng)大的阻力。即使施加了�(fēng)冷強(qiáng)�(duì)流方式，犧牲了成本優(yōu)�(shì)，也未能獲得令人滿意的變化�
討論在現(xiàn)有結(jié)�(gòu)、LED封裝及熱沉材料熱�(dǎo)率等因素變化�(duì)于其最大功率的影響，尋找影響LED散熱的關(guān)鍵因素。研究方法為有限元熱分析�.該方法已有實(shí)�(yàn)�(yàn)證了LED有限元模型與其真�(shí)器件之間的差別，證明其在誤差許可范圍�(nèi)是準(zhǔn)確可行的�
二、建立模�
1、有限元熱分析理�
三維直角坐標(biāo)系中的瞬�(tài)溫度�(chǎng)�(chǎng)變量T(x，y，z，t)滿足�
式中：T/x，T/y，T/z為沿x，y，z方向的溫度梯�;λxx,λyy，λzz為熱�(dǎo)�;q0為單位體積的熱生�;ρc是密度與比熱容的乘積：dT/dt為溫度隨�(shí)間的變化率�
式中：Vx，Vy,Vz為媒介傳�(dǎo)速率�
�(duì)于穩(wěn)�(tài)熱分析而言，T/t=0，式(1)可化�(jiǎn)為：
根據(jù)�(3)、邊界條件與初始條件，利用迭代法或者消去法求解，得出熱分析�(jié)果�
2、幾何模型的建立
�1為依�(jù)常見1w大功率LED尺寸建立并簡(jiǎn)化、海鷗翼封裝鋁熱沉的大功率LED圖形，底座接在MCPCB鋁基板上。主要數(shù)�(jù)：芯片尺寸為1mm×1mm×O.25mm，透鏡為直徑是13mm的半球。硅襯底為邊�17mm，高0.25mm的正六棱柱，MCPCB為直�20mm，高1.75mm的六角星形鋁�(zhì)基板�
3、有限元模型的建�
模型采用ANSYSl0.0�(jì)算，為方便分析，假設(shè)模型�
LED輸入功率�1W，光效率�10%；封裝體外部的各組件(包括MCPCB、陶瓷封裝、熱沉的外部)通過與空氣的�(duì)流散熱；器件與外界的熱對(duì)流系�(shù)�20。工作環(huán)境溫度為25℃；器件滿足使用ANSYS軟件�(jìn)行穩(wěn)�(tài)有限元熱分析的條件；最大結(jié)溫選擇為125℃。各種材料的參數(shù)如表1所示�
三、各種因素對(duì)于散熱能力的影響
......
更多精彩�(nèi)容請(qǐng)見《國際光電與顯示》，訂閱咨詢熱線�0755-86149050 QQ:361295230
�(guān)注我�
公眾�(hào)：china_tp
微信名稱：亞威資�
顯示行業(yè)頂級(jí)新媒�
掃一掃即可關(guān)注我�
�(chǎn)品供�| 雜志期刊| �(xié)�(huì)服務(wù)| 專題�| �(guān)于我�|�(wǎng)站地�|版權(quán)聲明| 廣告服務(wù)
Copyright © 2018 深圳市美嘉投資有限公�. All Rights Reserved 版權(quán)所� 粵ICP�12048185�(hào)-1
中華顯示�(wǎng)所載文章、數(shù)�(jù)僅供參考，使用前務(wù)�(qǐng)仔細(xì)閱讀法律聲明，風(fēng)�(xiǎn)自負(fù)�
媒體合作:0755-86149081 廣告咨詢:0755-86149131 Email:[email protected]
