大功率白光LED封装结构和封装基板

随着LED在照明领域的不断发展,功率和亮度不断提高,尤其是大功率白光LED的出现,热问题成为制约LED进一步发展的关键问题。介绍了大功率白光LED引脚式封装、表面贴装式(SMT)、板上芯片直装式(COB)和系统封装式(SiP)封装结构和金属、金属基复合以及陶瓷封装材料。重点阐述了金属芯印刷电路板(MCPCB)、金属基复合材料板以及陶瓷基板(如厚膜陶瓷基板、薄膜陶瓷基板、低温共烧陶瓷基板)等应用于大功率白光LED的封装基板,对各个基板的特点和散热能力进行了分析和对比。最后对大功率白光LED封装结构和封装基板的发展趋势进行了展望。     

提高大功率LED散热和出光封装材料的研究

阐述了LED封装材料对大功率LED散热和出先的影响及大功率LED的发展趋势.指出目前大功率LED研究的瓶颈是如何提高散热和出光以及封装互连材料在提高大功率LED散热.和出光方面所具有的重要影响.讨论了芯片粘结材料、荧光粉、灌封胶、散热基板等.分析了导热胶、银浆和合金钎料、陶瓷基板、金属基板、复合基板,讨论了对出光影响比较大的灌封胶和荧光粉的选用,指出了未来的研究重点.     

基于热电制冷的大功率LED散热性能分析

提出了一种新型的基于热电制冷的大功率LED热管理方法。这种大功率LED阵列模块采用板上封装技术制造。为了解决散热问题,采用了热电制冷器将LED芯片产生的热量转移到周围的环境中。利用热电偶测量了大功率LED阵列模块在不同工作条件下的温度分布,LED的光学性能则通过光强分布测试仪来测试。结果表明,这种采用热电制冷的大功率LED阵列封装模块能够显著降低器件的工作温度,与不采用热电制冷器相比,基板温度能够降低36％以上,光学性能测量表明LED阵列模块的发光效率达到30．18lm／W。     

大功率LED照明装置微热管散热方案分析

设计了一种新型的带有百叶窗的平板式大功率发光二极管(LED)照明装置。该装置采用高导热系数的铝基板作为多颗大功率LED的散热电路板,用0.4mm的铝片作为散热翅片,结合沟槽式微热管构成集发光与散热一体化的输入功率为21W的照明模组,该模组可根据照明亮度要求重构成不同功率的照明装置。对功率为144W的照明装置进行了理论分析与实验研究。根据理论计算,每个照明模组的发热量约为18W,每个照明模组的传热量约为47W;模拟结果表明,在环境温度为30℃,自然对流换热系数为10W/(m2·K)时,LED芯片最高结温Ta=75℃,而实验测得Ta=75.7℃。     

大功率倒装单片集成LED芯片的自隔离散热技术

提出采用 自隔离散热技术解决大功率倒装单片集成LED芯片散热与绝缘之间的矛盾问题.基于自隔离散热技术原理,利用微纳加工技术,通过在AlN陶瓷基板上生长隔离金属岛制备自隔离散热基板.采用多胞串并联网络结构设计大功率倒装单片集成LED芯片,芯片尺寸为1.5 mmx4.5 mm.在200 mA的驱动电流下,大功率倒装单片集成LED芯片的正向电压为8.3 V,反向漏电流小于100 nA.当输入电流为2 A时,大功率倒装单片集成LED芯片的输入功率为20W,其最大光输出功率为8.3 W,插墙效率为42.08％,峰值热阻约为1.23 K/W,平均热阻约为1.17 K/W.     

大功率LED用封装基板研究进展

LED被称为第四代照明光源及绿色光源,近几年来该产业发展迅猛.由于LED结温的高低直接影响到LED的出光效率、器件寿命和可靠性等,因此散热问题已经成为大功率LED产业发展的瓶颈.文章阐述了大功率LED基板的封装结构和散热封装技术的发展状况,从基板的结构特点、导热性能及封装应用等方面分别介绍了金属芯印刷电路基板、覆铜陶瓷...     

阳极氧化铝基板封装LED的结温与热阻的研究

采用阳极氧化法制备了氧化铝薄膜铝基板,并将3种功率(1W、3W、5W)的3种颜色(红、蓝、绿)的9种LED分别封装在所制备的铝基板和深圳光恒光电公司的铝基板上,利用正向压降法测试了其结温和热阻,发现:在LED颜色和功率相同的情况下,自制阳极氧化铝基板封装的LED的结温比封装在光恒铝基板上的低2.8～19.4℃,热阻低1.8～9.0K/W,表明自制铝基板的散热性能更优。     

大功率集成封装白光LED模组的散热研究

采用有限元分析软件ANSYS,分别对基于均温基板和金属芯印刷电路板结合太阳花散热器的100 W的大功率集成封装白光LED进行了热分析。结果发现:(1)相比金属芯印刷电路板,均温基板提高了LED芯片的均温性,可使每个LED芯片的温度分布一致,且每个芯片的最高温度比最低温度仅高1.1℃,避免了局部热点,从而提高了大功率集成封装白光LED的可靠性,保证了它的寿命。(2)太阳花散热器非常适合大功率集成封装白光LED模组的散热。因此对于大功率集成封装白光LED模组而言,均温基板结合太阳花散热器是一种有效的散热方式。     

两种热电分离式MCPCB导热性能的对比研究

利用SMT工艺将两种功率不同的LED分别与设计完全相同的热电分离式铜基板及铝基板组装成模组,然后借助结温测试系统及积分球系统对两种金属基板的散热性能进行了对比研究。结果表明,热电分离式铜基板较之热电分离式铝基板仅具备微弱的散热优势,这种优势随着LED的功率增加有所扩大。当LED功率为9 W时,铜基板及铝基板所对应的LED模组热阻分别是3.16℃/W、3.26℃/W;当LED功率为15 W时,铜基板及铝基板所对应的LED模组热阻分别是2.33℃/W、2.46℃/W。     

自散热片式LED-COB光源

提出了一种自散热片式LED-COB光源结构。将LED芯片放置在6061铝合金基板侧面,该侧面加工有光学反光槽。整个基板既作为LED芯片的支架,又作为散热片。LED芯片与外界环境之间只有固晶胶一层热阻,大大提高了LED散热系统的散热效率。所设计的COB光源的功率为1~2 W、散热面积为30 cm2、质量为1.9 g。经过测试,在环境温度为25℃、功率1.92 W、发光面处于顶部的竖直放置的条件下,红外热像仪测得散热片上的最高温度为66.2℃,通过正向电压法测得LED芯片的结温为72.4℃。自散热片式COB-LED光源不仅能提高LED灯具的散热性能,同时还能降低LED灯具的系统成本。     

大功率LED散热用微通道铝基板的有限元仿真

对带微通道的铝基板上封装的不同功率LED,用Comsol Multiphysics软件对其温度场进行了有限元模拟,重点研究了微通道的孔大小、孔间距、绝缘层的厚度和热导率对基板散热性能的影响,结果表明:铝基板厚度为1.5mm左右,微通道方形孔,孔长0.8mm,孔间距0.8mm,绝缘层厚度50μm,热导率1.5 W/(m·K),为最佳散热性能铝基板.微通道铝基板封装3W灯珠与普通铝基板和氮化铝基板相比,热阻分别下降了5.44和3.21℃/W,表明微通道铝基板能更好地满足大功率LED散热的需求.     

大功率集成LED光转换光源的研制

介绍了一种应用远程激发技术的大功率集成LED光转换光源,通过使用固晶区无绝缘层的镜面铝基板进行集成封装蓝光LED光源,即COB光源。所制蓝光光源与远程激发荧光粉模块结合制成LED光转换光源。利用镜面铝基板的高导热系数,解决多种LED封装形式下芯片点亮温度过高、光源衰减快的问题。采用LED荧光高分子模块与蓝光芯片分离结合的远程激发技术制成白光光源,解决荧光粉分布不均、热老化、色偏移问题。通过与传统粉胶封装方式制得的大功率集成LED器件比较测试,该种光源具有防眩光、光色均匀度高、长寿命、节能和环保的优点,从而具有更广泛的用途。     

热电分离式铜基板的制备及其在LED散热领域的应用

借鉴热电分离式设计理念,利用图形转移和蚀刻技术将铜合金板材加工成带有导热柱的底座,然后通过压合工艺将金属底座与FR4复合制备成热电分离式金属基板。利用冷热冲击试验箱对基板进行了热冲击试验,并借助SEM对历经1 000个高低温突变冷热循环后的铜基材与FR4界面形貌进行了观察与研究。利用结温测试仪、功率计、积分球系统、半导体制冷温控台等仪器和设备,通过结温及热阻测试对比研究了普通铜基板与热电分离式铜基板在铜基、绝缘层及线路层厚度相同的情况下,对大功率LED模组散热效果的影响。结果表明,基板在经低温-55℃、高温125℃、1 000次冷热循环后,铜基材与FR4界面处既无裂纹萌生,也无气泡产生,FR4与铜基材结合完好。对于驱动功率为13W的LED灯珠,在模组辐射功率与热功率大致相同的情况下,热电分离式铜基板与普通铜基板所对应的芯片结温分别为49.72和73.14℃,所对应模组的热阻则分别为2.21和4.37℃/W,这意味着热电分离式铜基板较之普通铜基板在大功率LED散热管理方面更具优势。     

自检测LED模组设计及可靠性试验分析

阐述了多芯板上芯片(CoB)封装结构,构建了多芯片LED封装模型,将88颗单电极小功率LED芯片直接封装在直径为65 mm的圆形镀铝陶瓷基板上,研制成了一种基于CoB封装技术的自检测LED模组,并使用高低温实验箱对11组样品进行了可靠性试验。高低温实验箱温度设定为85℃,试验周期为1 000 h。试验结果表明:随时间变化多芯片模组的光通量呈下降变化趋势,衰减比例平均变化4.64%,幅度较小,失效数为0;正向电压有上升也有下降,表明该模组具有较高的光转换率,散热性较好,衰减值为-0.25%;相关色温(CCT)在69~205 K内下降,变化比例2.58%。该多芯片LED模组可实现故障芯片自检测,其稳定性和可靠性满足照明灯具指标要求。     

大功率LED封装有限元热分析

介绍了有限元软件在大功率LED封装热分析中的应用,对一种多层陶瓷金属(MLCMP)封装结构的LED进行了热模拟分析,比较了不同热沉材料的散热性能,模拟了输入功率以及强制空气冷却条件对芯片温度的影响.结果表明当达到热稳态平衡时,芯片上的温度最高,透镜顶部表面的温度最低,当输入功率达到3 W时,芯片温度超过了150℃,强制空冷能显著改善器件的散热性能.     

大功率LED封装基板技术与发展现状

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热基板的选用直接影响到LED器件的使用性能与可靠性.文章详细介绍了LED封装基板的发展现状,对比分析了树脂基板、金属基板、陶瓷基板、硅基板的结构特点与性能.最后预测了今后大功率LED基板的发展趋势及需要解决的问题.     

基于有限元方法的光纤加速度计灵敏度仿真分析

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热基板的选用直接影响到LED器件的使用性能与可靠性。文章详细介绍了LED封装基板的发展现状,对比分析了树脂基板、金属基板、陶瓷基板、硅基板的结构特点与性能。最后预测了今后大功率LED基板的发展趋势及需要解决的问题。 更多还原     

LED封装中的散热研究

文章论述了大功率LED封装中的散热问题,说明它对器件的输出功率和寿命有很大的影响,分析了小功率、大功率LED模块的封装中的散热对光效和寿命的影响。对封装及应用而言,增强它的散热能力是关键技术,指出对大功率LED和LED模块散热设计很重要,因为大功率白光LED的光效和寿命取决于其散热。目前大功率LED的重点是提高散热能力,说明封装结构和封装材料在提高大功率LED散热中的影响,LED模块的散热是未来的重点。通过选用高热导率材料可以使温度得到显著控制,重点论述了封装的关键技术,最后指出了未来LED封装技术的发展趋势。     

大功率LED低热阻封装技术进展

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热不良将严重影响LED器件的出光效率、亮度和可靠性。影响LED器件散热的因素很多,包括芯片结构、封装材料(热界面材料和散热基板)、封装结构与工艺等。文章具体分析了影响大功率LED热阻的各个因素,指出LED散热是一个系统概念,需要综合考虑各个环节的热阻,单纯降低某一热阻无法有效解决LED的散热难题。文中还对国内外降低LED热阻的最新技术进行了介绍。     

爱法将发布新的ALPHALED材料技术

电子焊接材料制造商ALPHA,将在照明战略博览会（StrategiesinLight）暨研讨会上发布新的ALPHALED材料技术系列。这项独有的产品技术将覆盖LED照明系统制造工艺的五个层次,包括芯片粘接和封装、基板封装、光源模块、功率驱动器／电源和控制系统。