led结温、热阻构成及其影响

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1、LED结温、热阻构成及其影响-----------------------Page1-----------------------王桥立等：LED结温、热阻构成及其影响文：章编号：1006—6268(2008)06—0059_03LED结温、热阻构成及其影响高0王桥立，夏志清。文静技术(深圳三升高科技股份有限公司。广东深圳518057)摘要：LEDPN结温上升会引起LED光学、电学和热学性能的变化，甚至过高的结温还会导致封装材料(例如环氧树脂)、荧光粉物理性能变坏，LED发光衰变直至失效，因此分析u!D结温、热阻构成，如何降低PN结温升，是应用LED的重要关键所在：关键

2、词：发光二极管；结温；热阻中图分类号：TN312+．8文献标识码：BLEDJunctiOnTemperature，aThermalresistanCeanditSimpactWANGQia0一¨，XIAZhi—qing，WENJing(ShenzhenSANSUNHi—techCo．，LId．，ShenZhen518057，China)Abstract：LEDPNjunctiontemperatureincreaseswi

3、IeauseLEDopticaI．eIectricaIandthermaIpropertiesofthechanges，oreVenexcessiV

4、ejunctiontemperaturecanleadtopackagingmateriaIs(suchasepoxyresin)，phosphordeteriorationofphysicalproperties．LEDIuminescencedecayuntiIFailure，TheanaIysisofLEDjunctiontemperature，aheatresistance，howtoreducethePNjunctiontemperaturerise，LEDappIicationi．sanimportantkey．Keywords：LED：junctionte

5、mperature：thermalresistance对于一个LED发光管来讲，在确定的环境温度LED芯片的温度。其形成是由于LED空穴、电子运下，当热阻较小时，光通量几乎与正向电流成正比增动，一部分能量产生有效的光电效应，发出光子；另加。当热阻较大时，由于PN结温度上升，在正向电一部分是以发热的形式消耗掉了，从而导致PN结流加大到某值时，光通量将趋于饱和，随后逐渐下区芯片发热。对于一个封装好的LED发光管来讲，降。因此设法降低PN结温和LED的热阻是提高产生结温有两个原因，其一为出光效率低，说明大多LED光效最直接的途径之一。本文就此论述LED本数电能转换成热能，产生

6、了结温，其二为LED封装身的结温、热阻构成及其影响。的散热能力。散热能力是产生结温高低的关键条件，散热能力强，结温下降，反之散热能力差时结温将上1LED结温产生的原因升，其结果将会导致出光效率更低，更进一步推动结温的上升。说明在相同的环境，热阻小(即散热能力强)，光通量几乎与正电流成正比例增加。LED结温是指P—N结区的温度，通常被理解成收稿日期：2008—05—10Jun．，2∞8，总第89期现代显示Adv柚cedDisplay59-----------------------Page2-----------------------王桥市等：LED结温、热阻构成及其影

7、响表1常用热沉材料的热导系数●2LED热阻的构成铝环材碳黄纯纯纯银△金银锡锌口氧料钢铜铜铝铁浆金胶高LED热阻描述为LED散热通道上的0两个节点之间热功率流的阻值，热阻单位热导系数技为℃／W，通常用R。表示，其数学表达式为：(W／m·k)36．7～39．21091623154276712139823681．12520一30术开。=△7-／PD，其中△7-为温度差，PD为两个表2LED衬底材料的热导系数节点的热功率流。从公式中得知，△7-与R。成正比例关系。热阻越大，温差大，散热能材料SiA1203CaAsSiC热导系数75251849力越差(当LED热功率流不变时)。通

8、常LED器件在应用中，结构热阻分层、PCB与外挂散热体向外发散。显然相关材料的布为芯片衬底、衬底与LED支架的粘结层、LED支导热能力将直接影响LED器件的散热性能。架、LED器件外挂散热体及自由空间的热阻，热阻通道成串联关系，用数学公式表述为R0_尺。。+R。：+ReI+Rew+R。佃3LED结温对光电性能的影响其中R。是LED器件的总热阻，月。。为衬底的热阻，尺。：为粘结层热阻，R。I为支架热阻，R。。为外3．1LED结温在高于正常能承受的温度挂散热体热阻，R。，为自由空间热阻。125℃时。产生不可恢复的永久性的衰变从封装器件本身来讲