资源描述：
《高功率led散热技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、高功率LED散热技术研究1本文得到重庆市科技攻关计划(CSTC2009AC4187),重庆大学“211工程”三期创新人才培养计划建设项目S-09109,重庆大学大型仪器设备开放基金资助。通讯作者:方亮(1968～)，男，教授，博士生导师，主要从事半导体材料与器件和表面处理工艺的研究，Tel：023-65105870；e-mail:fangliangcqu@yahoo.com.cn钟前刚1，方亮1,2，何建1，李艳炯1，殷波1(1.重庆大学应用物理系，重庆，400044)(2.重庆大学光电技术及系统教育部重点试验室，重庆，400
2、044)摘要：散热制约了高功率LED的进一步发展。提高的散热能力是高功率LED封装和器件应用设计的关键技术问题。本文从高功率LED封装结构、封装材料、以及外部散热方案三方面进行研究。最后，提出了LED封装的趋势和研究方向。关键字：LED散热封装结构散热材料热管半导体制冷StudyonHighPowerLEDsCoolingTechnologyZHONGQianGang1,FANGLiang1,2,HEJian1,LIYanJiong1,YinBo1(1DepartmentofAppliedPhysics,ChongqingUn
3、iversity,Chongqing400044；2KeylaboratoryofOptoelectronicTechnologyandSystemsoftheEducationMinistryofChina,ChongqingUniversity,Chongqing400044)Abstact:HeatreleasehasresistedmoreimprovementofhighpowerLEDs.Howtoimprovetheheatsinkingcapabilityisoneofthekeytechnicalproble
4、msforthepackageandapplicationdesignofdeviceconcernedwithhighpowerLEDs.Inthispaper,Packagingstructure,packagingmateres,outerpackagingschemehasbeenanalysized.Atlast,thelaterprogressesofPackagingwereintroducedandpointedoutfurtherresearchdirection.Keywords:LEDheatreleas
5、epackagingstructureheatsinkingmateresHeatpipethermoelectriccooling0引言发光二极管（LED）具有效率高、可靠性好、寿命长、功耗低等优点而广泛应用于显示、交通、背光、照明等行业，近年来，尤其在照明行业得到快速发展。与传统的照明器件不同，白光LED的发光光谱中不包含红外部分，所以其热量不能依靠辐射释放。目前单颗高亮度LED光通量已经达到170lm，而芯片产生的热量也达到300W/cm2或者更高[1]9。为了获得更大的光通量，通常将LED做成阵列，而大约80%的电能才
6、转化成热能。研究表明，当芯片温度超过一定值，芯片失效率将呈指数规律上升，温度每上升2℃,可靠性下降10%。因此，散热技术对LED的可靠性、稳定性至关重要。改善LED灯具的散热性能，主要有以下几个方面考虑：1.改进LED芯片封装结构，提高从LED芯片到外部散热机构的散热性能；2.开发热导率更高的新材料，降低从LED芯片到环境的热阻；3.设计更优的散热方案，提高LED灯具散热性能。本文从以上三方面进行研究，对大功率LED照明的普及具有重要的理论和工程价值。1封装结构研究蓝宝石衬底散热管座蓝宝石衬底散热管座硅基1.1硅基倒装芯片结构
7、图1.芯片的正装结构和倒装结构2001年，LumiLeds公司研制出了AIGalnN功率型倒装芯片结构，如图1。LED芯片通过凸点倒装连接到硅基上，热量直接传到热导率更高的硅或陶瓷衬底，再传到金属基板，由于芯片更接近散热体，可降低内部热沉热阻，而且也提高了外量子效率。这种结构理论计算可达到1.34K/W，实际做到6-8K/W。1.2金属线路板结构图2.LED陶瓷封装结构金属线路板结构利用铝等金属具有极佳的热传导性质,将芯片封装到覆有几毫米厚的铜电极的PCB板上，或者将芯片封装在金属夹芯的PCB板上，然后再封装到散热片上来解决散
8、热问题。美国UOE公司的Norlux系列LED，将已封装的产品组装在带有铝夹层的金属芯PCB板上，其中PCB板作LED器件电极连接布线之用，铝芯夹层作为热沉散热，该结构系统热阻约在60～70K/W之间[2]。Lianqiao9Yang[3]等在将陶瓷封装结构用于GaN基蓝色L
