大功率led技术分析

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1、大功率LED技术分析本文由jeffon2011贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。封装和散热技术分析大功率LED封装和散热技术分析"High-powerLEDtechnologyofmanufacturingandcooling"=====郑小平jeffon@foxmail.ComShenzhenAkentElectronicsCo.,LTDDeputyGeneralManagerZhengXiaoPing摘要：大功率LED灯具产业是新型产业，大家都期待LE

2、D能够进入照明市场。LED灯具的主要难点是大功率LED封装技术提升，重要难点是散热问题的解决。特别是大功率LED的封装工艺和散热技术的提升决定在新能源行业的先期地位。本文结合行业的最新资讯和行业标准及其本人的经验总结，简单介绍了大功率LED封装技术及其发展和大功率LED散热技术分析。关键词：大功率LED光通量封装工艺LED结温结温Tj计算散热处理前言：LED灯具产业是近來被认为最有潜的产业之一，大家都期待LED能够进入照明市场，成为新照明光源，成为最有希望的潜在市场。LED体积小、效高、反应时间快、产品寿命较

3、其它光源长、含对环境有害的汞，这些都是优点。近年来，大功率LED发展较快，在结构和性能上都有较大的改进，产量上升、价格下降；还开发出单颗功率为100W的超大功率白光LED。与前几年相比较，在发光效率上有长足的进步。例如，Edison公司前几年的20W白光LED，其光通量为700lm，发光效率为35lm/W。2007年开发的100W白光LED，其光通量为6000lm，发光效率为60lm/W。又例如，LumiLED公司最近开发的K2白光LED，与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1所示。从表中可以看出：K2白光LED在

4、光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。Cree公司新推出的X-LampXR~E冷白光LED，其最高亮度挡QS在350mA时光通量可达107~114lm。这些性能良好的大功率LED给开发LED白光照明灯具创造了条件。前几年，各种白光LED照明灯具主要是采用小功率Φ5白光LED来做的。如1~5W的灯泡、15~20W的灯管及40~60W的路灯、投射灯等。这些灯具使用了几十到几百个Φ5白光LED，生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且亮度不足。为改进上述缺点，这几年逐步采用大功率白光LED来替

5、代Φ5白光LED来设计新型灯具。例如，用18个2W的白光LED做成的街灯，若采用Φ5白光LED则要几百个。另外，用一个1.25W的K2系列白光LED，可做成光通量为65lm的强光手电筒，照射距离可达几十米。若采用Φ5白光LED来做则是不可能的。LED灯具的主要难点是大功率LED封装技术提升，大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，一直是近年来的研究热点，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。但LED灯具的重要难点是散热问题的解决，这会低LED发光效，尤其大功率LED灯

6、具急待解决的。LED的主要失效形式之一是热失效，随着温度的升高，不但LED的失效率大大增加而且LED光衰加剧、寿命缩短，因此散热设计是LED灯具结构设计中不可忽略的一个环节。大功率LED灯具的外壳防护等级一般都在IP65以上，热量不能通过空气对流的方式发散到灯具外部。所以利用良好的导热途径将LED的热量传到灯具外壳，选择合适的导热材料等灯具散热方面的设计直接决定了产品的性能。下面对大功率LED灯具从两个方面进行分析：封装技术与散热技术。一、大功率LED封装技术及其发展：LED封装的功能主要包括：1.机械保护，

7、以提高可靠性；2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能；3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布；4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电和机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过近十几年的发展，特别是对大功率LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了更新的和更高的要求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进行封装设计。大功率LED封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面，如图1所示。这些因素彼此既相互独立，

8、又相互影响。其中，LED的封装：光是目的，热是关键，电、结构与工艺是手段，而性能是封装水平的具体体现。从工艺兼容性及降低生产成本而言，LED封装设计应与芯片设计同时进行，即芯片设计时就应该考虑到封装结构和工艺。否则，等芯片制造完成后，可能由于封装的需要对芯片结构进行调整，从而延长了产品研发周期和工艺成本，有时甚至不可能。图1：大功率LED封装技术具体而言，大功率LED封装的关键技术包括：1．低热阻封