大功率LED模組散熱設(shè)計(jì)及可靠性理論研究.pdf

1、隨著發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的快速發(fā)展尤其是大功率白光LED（White High-Power LED）芯片的發(fā)光效率與封裝技術(shù)的不斷提高，使得白光HB-LED固態(tài)照明成為現(xiàn)實(shí)，特別是以后與太陽能電池等節(jié)能電源的集成，將成為未來綠色的全固態(tài)節(jié)能照明光源，受到半導(dǎo)體界和照明界的廣泛關(guān)注。為了滿足LED在照明領(lǐng)域?qū)Ω吖馔康囊?，人們致力于LED的功率化和集成化的研究和發(fā)展，對(duì)芯片級(jí)（wafer-level）封裝展開了大量的研究，LED多芯

2、片集成封裝技術(shù)有可能制作出功率、亮度和外觀尺寸與傳統(tǒng)光源近似的光源，方便了半導(dǎo)體照明光源的推廣使用，同時(shí)節(jié)約了封裝材料，降低了生產(chǎn)成本，是一種很有前景的照明光源。本文主要圍繞多芯片LED陣列的系統(tǒng)封裝進(jìn)行了探討和研究，重點(diǎn)研究了散熱、電氣連接、可靠性等問題，具體的內(nèi)容如下：
　　 （1）闡述了大功率LED封裝研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了大功率LED的COB多芯片封裝技術(shù)、散熱研究狀況、可靠性研究進(jìn)展。
　　 （2）隨著半導(dǎo)

3、體制冷材料和工藝技術(shù)發(fā)展，高熱電效率材料的發(fā)現(xiàn)，利用半導(dǎo)體制冷方式來解決LED照明系統(tǒng)的散熱問題，將會(huì)具有很高的實(shí)用價(jià)值；對(duì)采用半導(dǎo)體制冷器制冷的50W大功率白光LED模組系統(tǒng)進(jìn)行了模擬，研究了大功率LED結(jié)溫、半導(dǎo)體制冷器工作狀態(tài)、散熱器熱阻間的關(guān)系。對(duì)大功率LED模組系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。
　　 （3）有關(guān)多芯片集成封裝的大功率LED電路電流特性方面的研究較少，對(duì)大功率LED進(jìn)行電路陣列化互連結(jié)合電流降額使用，能

4、更大限度地發(fā)揮多芯片LED的優(yōu)點(diǎn)并提高其可靠性，但是具體如何降額使用，目前還沒有相關(guān)的研究報(bào)到，利用蒙特卡羅模擬了LED陣列化互連的電流降額特性，假設(shè)分檔后的大功率白光LED的正向電壓（VF）分布符合正態(tài)分布，研究了1*n（2≤n≤15）系列LED并聯(lián)電路電流降額量的概率分布，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 （4）多數(shù)LED相關(guān)產(chǎn)品必須使用LED陣列，當(dāng)陣列中部分LED失效（短路或開路）時(shí)，會(huì)影響LED陣列的電流分布，導(dǎo)致