8W白光LED多芯片組件的熱分析.pdf

1、大功率LED作為半導(dǎo)體照明的代表，其性價(jià)比越來越高，取代白熾燈、熒光燈和高壓放電燈等傳統(tǒng)光源指日可待。通過封裝多個(gè)芯片組合成大功率，即MCM-LED，是實(shí)現(xiàn)大功率LED的一種主要方法。MCM-LED的功率密度很大，而目前芯片的電光轉(zhuǎn)換效率并不高，熱問題突出，分析、控制大功率LED的熱問題顯得尤為重要。本文對(duì)一種8W 路燈用白光LED 多芯片組件進(jìn)行了熱分析，通過理論、模擬、試驗(yàn)三種手段對(duì)結(jié)溫、熱阻、熱耦合、熱場(chǎng)分布等等進(jìn)行了研究。

2、>　　 文章首先介紹了LED中熱的產(chǎn)生、熱特性以及熱管理、熱問題的研究現(xiàn)狀，同時(shí)介紹了MCM-LED 及其熱問題。指出ANSYS 有限元分析軟件在熱分析中的應(yīng)用。對(duì)要研究的對(duì)象建立了熱工模型，計(jì)算得到內(nèi)部熱阻為0.214K/W，外部熱阻為2.407K/W，整個(gè)體系總熱阻為2.621K/W，散熱器的肋片效率為0.92。
　　 用數(shù)值模擬方法直觀地顯示了穩(wěn)態(tài)條件下封裝體內(nèi)各個(gè)部分的溫度分布，計(jì)算出的內(nèi)部熱阻為0.269K/W，與理

3、論分析的結(jié)果比較接近。分析了熱流密度矢量和溫度梯度，著重分析了固晶材料和固晶技術(shù)對(duì)散熱的影響，擬合得出了內(nèi)部熱阻與固晶材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系式，發(fā)現(xiàn)二者近于倒數(shù)關(guān)系，求得內(nèi)部熱阻極限為0.238K/W，指出一味追求高導(dǎo)熱系數(shù)的材料并不實(shí)際，采用合適導(dǎo)熱系數(shù)的固晶材料，不僅可以降低內(nèi)部熱阻，而且有利于減輕多芯片之間的熱耦合，最后對(duì)帶散熱器的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬嘗試。
　　 文章最后設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)溫試驗(yàn)，并與理論、模擬分析的情況進(jìn)行了