大功率LED封装散热方式

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1、滕嚣④L∈D黧翥：nLED上世纪90年代末，白光度每上升2cc，可靠性下降10％。散热衰减。通常有两种原因使芯片失效。：LED得到了迅猛发展已经成为LED产业迅速发展的瓶颈一，，因，由于各外延层之间存在着或多或：以．此一与传统光源相比，由于，在封装过程中寻求个好的散热方的晶格失配，从而在界面上形成大量f其具有节能环保，寿命长，体积小，响式是LED产业发展亟待解决的问题。诸如位锚等结构缺陷。在较高温度时．应迅速等优点，其有望成为第4代照明用本文分别综述了大功率LED封装过这些缺陷会快速增殖、繁衍，

2、直至侵，光源程中几种散热方式，以及它们的原理，，。各国政府高度重视，相继出台国发光区，形成大量的非辐射复合中心家计划，投入巨资加以发展。LED与传并总结了各自的优缺点，进行横向比严重降低器件的注入效率与发光效率。统光源的发光机理不同，是电致发光，较，寻求最优的散热方式。其二，在高温条件下，材料内的微缺『：热量不能辐射出去。目前芯片的电光转以及来自界面与电极的扩散杂质也会换效率约为15％，剩余的85％转化为lED芯片结温对器件性能的影响入发光区，形成大量的深能级，同样j热能，而芯片尺寸仅为1mri

3、qx1mm加速LED芯片性能的衰变。～12．5mmx2．5mm，芯片的功率、结温对芯片的影响密度很大，如此之大的热流密度如果不大功率LED工作时由于大部分的2、结温对器件光电性能的影响能及时将热散出去将直接影响了大功率能量转变成热量集中到尺寸很小的芯对于一个LED芯片，发光区材料fLED的发光效率、可靠性和寿命。研究片上，如果不能及时把热量散出去，当禁带宽度值直接决定了芯片发光的波一表明一温度超过芯片所能承受的温度时(般nGaN一，当温度超过定值，大功率LED或颜色。InGaAlP与I材料属Ⅲ0

4、的失效率将呈指数规律上升，芯片温不超过120c)，芯片性能将会永久性族化合物半导体，它们的性质与GaAs878-蕊飘团11／2008lWWW6n—zgzmcom瓣固L∈D黧翥：nLED^毋v醉最茁窝霹。狲珊湖拼m㈣榔mⅢⅢ黜仿，当温度升高时，材料的禁带宽度将减小，导致芯片发光波长变长，颜色发生红移。通常可将波长随结温的变化表示如下：入(T2)=入(T1)+ATK(nm／。C)2)一T2时的波长其中：入(T结温，一1时的波长入(T1)结温T。据统计资料表明：在1OOcC的温度下，波长可以～9nm红

5、移4，从而导致不能和荧光粉的发射光的波长相匹配，使荧光粉的激发效率下降，并且使荧光粉的物理性能下降，使白光的色温升高影响出光质量和效率。如图1为白光LED结温与出光效率的关系益线。“”一一种散热方式2为Q=K×A×△T／△L也可看出，只有产厂家最常用的。图款LED嵌铜式铝制散热器。散热器自身的温度上升速度慢下来，才a、采用导热率高、热容大的材料能保持热源与散热器的温差，从而最终做散热器保证热传导的效率。这方面主要牵涉到热量通过热传导的方式从芯片传散热器材质的比热，比热越大，对热量递到散热器上，再

6、通过对流和辐射把传贮存能力越强，本身上升温度越小，同导出来的热量传递到空气之中。那么时也牵涉到如何加强散热器与外部环境选择合适的材料作为散热器材质是自的热交换能力，将热量驱离散热器。表1高温时，LED封装硅胶也将发生变然散热的关键。热传导的基本公式为和表2是7Lt~材质的导热率和比热资料。性、老化，使出光效率下降衰减。温度“”=K×A×AT／△LQ代表为由表可以看出，金属中导热率最高过高时Q，其中，将发生膨胀或收缩，致使芯片热量，也就是热传导所产生或传导的热的是银，其次是铜、金、铝，而金银很电极

7、与引线受到额外的应力而发生过度量；K为材料的热传导系数，由此可知贵重，用起来成本很高，而铜和铝是不疲劳乃至脱落损坏，造成LED永久性损适合作散热器的材料需要有高的导热错的选择。纯铝散热器的热容能力比铜坏。显然工作温度越高，这种过程将越’率，迅速的把热传导出来，同时要减大，而且易加工，成本低而导热能力铜陕。’。却是铝的16倍；纯铜散热器导热率高小散热器自身温度的上升幅度，ED，比如综上所述．n温上升会引起，L说同样的热量，使得散热器A自身的温能很快地把热量从热源传导出来，然而LED光学、热学性能的

8、变化，甚至过高度上升20。c，而散热器B则可以只上升热容较小，硬度大，难加工，成本高，的结温还会导致封装材料(例如硅胶)、5。C，这样两款散热器的效能优劣是显同体积的铜重量是铝的三倍，同时材料荧光粉物理性能变坏，LED衰变直至失而易见的。而从热传导的基本公式为价格也比铝贵。根据纯铜和纯铝散热器效，在封装过程中设计和选择合适的散热方式是解决大功率LED散热问题的有效途径。大功率LED散热方式1、自然散热自然散热是为了加速散热，在基板外端加散热器，通过散热器把芯片热量传出来并通过空气自然流动交换到环