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1、SEMICONDUCTOROPTOELECTRONICSVol.31No.6Dec.2010光电器件大功率LED热特性测试评价方法研究112李学夔,谭海曙,黄杨程(1.佛山科学技术学院机电学院,广东佛山528000;2.佛山国星光电科技有限公司,广东佛山528000)摘要:分析了大功率LED的热阻特性,结果表明不同厚度和热导系数的粘接材料热阻不同,而不同热阻的粘接材料对于LED热特性的实际影响一直缺乏有效的测量手段。采用热像仪拍摄热图的方法对粘接材料对LED热特性的影响进行了测试,测试结果表明热像
2、仪成像可以作为大功率LED热特性测试评价的有效手段。关键词:大功率LED;热像仪;热阻中图分类号:TN312.8文献标识码:A文章编号:1001-5868(2010)06-0838-04StudyontheMeasurementofThermalPropertiesofHighpowerLEDsLIXuekui,TANHaishu,HUANGYangcheng(1.MechanicalandInformationEngineeringSchool,FoshanUniversity,Foshan5
3、28000,CHN;2.FoshanNationstarOptoelectronicsCo.Ltd.,Foshan528000,CHN)Abstract:ThethermalresistanceofhighpowerLEDwasanalyzed.Itisshownthatadhesivematerialswithvariousthicknessesandthermalconductivitieshavedifferentthermalresistance,buttheireffectsontheth
4、ermalpropertyofLEDcannotbemeasuredefficientlywithcommoninstruments.Inthispaper,theeffectsofadhesivematerialsweremeasuredwithinfraredthermalimager,andtestresultsindicatethatthermalimagerscanbeusedasanefficientmethodformeasuringthethermalpropertyofhighpow
5、erLEDs.Keywords:highpowerLED;infraredthermalimager;thermalresistance0引言从而降低芯片的发光效率,降低芯片周围荧光粉的激射效率,严重影响器件的发光性能。同时,热应力大功率发光二极管(LED)的光通量从初始的的非均匀分布也会影响到芯片的使用寿命和稳定0.001lm发展到现在的120lm,器件工作电流从几性。2)在使用多个LED密集排列的白光照明系统毫安发展到目前超过1000mA。但目前LED的输中,由于模块间相互影响,高热阻会导致器
6、件失效等入功率中只有大约15%的能量转化为光能,其余能问题[12]。量则转化为热能。对于大功率器件来说,其输入功由此可见,大功率LED热设计合理与否直接关率大于等于1W,而芯片尺寸在1mm1mm至25系到LED的整体品质。mm25mm之间,芯片功率密度很大,LED是一个目前,见诸文献的有关LED温度测量的方法有温度依赖性较强的光源,如果LED器件的热系统设[3][4]端电压法、光谱法,这些方法只能测量出单点的计不完善,从pn结到外部环境的热阻大,导致pn温度,无法对LED整体温度场分布加以测量评价
7、,结结温过高,将对LED以下方面产生影响:1)由于再加上其测量精度不够,操作复杂等,难以在生产实热量集中在尺寸很小的芯片内,结区温度容易升高,践中推广。本文利用红外热成像技术,对端电压法收稿日期:2010-04-01.和光谱法无法直接测量的芯片粘接材料对温度场的基金项目:佛山市科技发展专项资金项目(200603003).影响进行测量,并与所做理论分析进行比对。探讨838#半导体光电∃2010年12月第31卷第6期李学夔等:大功率LED热特性测试评价方法研究了红外热成像技术用于LED热特性测试的可行性
8、。k0Sq=-(T1-T2)(4)x1LED散热模型在n种介质中的热传导,稳态下,根据热量守恒原理,可知:以国星光电的NSHLWLLM2大功率LED为k1S1k2S2例。在实际应用中,功率LED表面贴装到金属线路q=-(T1-T2)=-(T2-T3)=x1x2板上,为改善散热效果,线路板安装在外部热沉上,knSnTi∀=-(Tn-Tn+1)=(5)大功率LED芯片电极与Si衬底上的金球焊接在一xnxi/kiSi起,Si衬底通过粘接
