led照明散热技术专题

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1、借助全球性的能源短缺和环境污染状况频发为契机，LED以低碳、节能、环保等优点一举夺得世人关注的目光，而LED作为一个光电器件，其工作过程中只有10%～40%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，从而导致LED的温度升高。因而尽管LED具有低电压、低能耗、长寿命、易维修等特性，但LED温升却是制约LED性能发挥及时效的最大原因。LED结温上升，导致发光效率降低，可靠性差，使用寿命降低及发热量增大等。为了适用普通照明所需的高光通量要求，不断增大的注入电流导致LED器件的热问题越来越严重。热管理技术是LED封装和设计中的一个关键因素，而LED照明散热则是热管理

2、环节中的重中之重。而如何实现有效的LED照明散热管理则是我们这一期专题所要探讨的课题。LED热管理的定义　　LED的热管理技术包括芯片、封装和系统集成方面的热管理。芯片方面，人们努力的提高材料的结晶质量或设计新型结构，来提高芯片本身的内外量子效率，比传统的低导热率的蓝宝石衬底芯片热阻更小。　　芯片(量子效率;功率密度;热流扩展;衬底材料等)　　LED热管理封装(封装材料;封装结构;封装工艺等)　　系统集成(制冷技术;材料;工艺等)　　LED散热结构说明(插图路径：使用插图LED散热结构说明)　　1、LED散热的必要性(散热问题是当前半导体照明技术的技术瓶颈)　

3、　LED是个光电器件，其工作过程中只有10%～40%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。LED温升是LED性能劣化及失效的主因。LED结温上升，导致发光效率降低，可靠性差，使用寿命降低及发热量增大等。 　　2、解决方法LED热管理概况　　(A)改进LED芯片、封装的结构和材料——上中游产业完成　　(B)系统集成，主要针对灯具散热方式，提高换热功率——散热设计的工作　　3、LED灯具散热结构剖析　　芯片(节点温度控制在<85℃)—(热阻小的产品有利于散热)—灯珠基板——铝基板(增加覆铜面积有利于热量传导)—(使用导热硅胶)—散热器壳灯

4、(良好的结构便于空气对流)——周围环境。LED的热管理技术包括芯片、封装和系统集成方面的热管理。芯片方面，人们努力的提高材料的结晶质量或设计新型结构，来提高芯片本身的内外量子效率，比传统的低导热率的蓝宝石衬底芯片热阻更小。LED散热的必要性散热问题是当前半导体照明技术的技术瓶颈，LED是个光电器件，其工作过程中只有10%～40%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。LED温升是LED性能劣化及失效的主因。LED结温上升，导致发光效率降低，可靠性差，使用寿命降低及发热量增大等。解决方法(A)改进LED芯片、封装的结构和材料——上中游产业

5、完成(B)系统集成，主要针对灯具散热方式，提高换热功率——散热设计的工作白光LED的光衰原因探究　　(1)荧光粉在较高温度下的性能衰退　　LED用的荧光粉受光激发效率随温度的变化关系，似乎还没有相关资料。但已有充分的事实可以证明，温度升高，确实影响到荧光粉的性能和寿命。　　有荧光粉厂家做了测试，在温度为80度时，荧光粉的激发效率降低了2%，冷却后又恢复。而这仅仅是做很短的时间的一个测试而已。已说明温度升高，荧光粉的性能下降。至于不可恢复的性能衰退，则是一个累计的过程，需要一定的时间。　　我们也时常会遇到这样的事情，对白光LED使用或老化一段时间，发现LED更亮了

6、，见图一。目前，这种状况对于小功率LED，一般在1000小时之内发生(这里是指1000小时的光通量可能大于初始值，2008年中期后的产品及贴片产品可接近或达到1000小时)。对于小功率封装的LED，这种状况可能维持到2000小时。这种状况可能由下列情况产生：　　A：荧光粉和混合的胶作用，使荧光粉的性能降低，在温度的初期作用下，使荧光粉的性能恢复;　　B：荧光粉和混合的胶作用，使荧光粉的性能提高。　　C：蓝光芯片的初始一段时间性能有增强。　　在试验中发现，在初始一段时间内，白光LED的光通量既有一开始就上升的，也有一开始就下降的。这种状况在相同的红光芯片在不同厂家

7、封装时也有发生。所以，仅以短时间的实验是很难断定是荧光粉的问题，还是封装材料和封装工艺的问题。　　但是，在小功率蓝光LED的寿命试验中发现，普遍存在初始一段时间光通量上升的现象，如图2，一般光通量上升期在200小时左右。而插件白光的光通量上升期一般在100小时左右。由此也可以推断，白光LED应该是荧光粉的性能首先衰退。　　小功率白光LED过了那个短暂的光通量提升期后，情况就很不乐观了，开始像没有翅膀的飞机，结果将不言而喻。大功率白光LED，一般也是在100小时左右光通量上升，之后到6000小时之间处于不是稳定的状态，随时间推移，某些产品的光通量有较大幅度的上升和

8、下降的摆动。到了6000