大功率白光LED的结温测量

大功率LED器件的结温是其热性能的重要指标之一,温度对LED的可靠性产生重要的影响。采用板上封装的方法,利用大功率芯片结合金属基板封装出了大功率白光LED样品,利用LED光强分布测试仪测试了器件的I—V曲线,用正向电压法测量了器件的温度敏感系数,进而通过测量与计算得到器件的结温和热阻。最后利用有限元对器件进行实体建模,获得了器件的温度场分布。测量结果表明：正向电压与结温有很好的线性关系,温度敏感系数为2mV·℃^-1,LED的结温为80℃,热阻为13℃·W^-1。有限元模拟的结果与实测值具有良好的一致性。     

一体化封装LED结温测量与发光特性研究

基于一体化封装基板,制备了大功率白光LED。以低热阻的一体化封装基板为基础,设计了结温测量系统。利用光谱仪测得不同结温下LED的光电参数,并对其机理进行了分析。在工作电流为0.34A,所研究温度范围为10.8～114.9℃。实验结果表明,一体化封装的LED结温与正向电压、光通量、光效和色温有着良好的线性关系;结温的变化对主波长及色坐标影响甚微;结温的上升导致蓝光段强度下降且光谱发生红移,黄光段强度上升且光谱发生宽化,峰值波长由450nm转为550nm。     

一种非接触大功率白光LED结温测量方法

本文以不同色温类型的1W大功率白光LED为研究对象,通过改变工作电流和环境温度,对LED的结温和光谱之间的关系进行了研究。研究结果表明,无论对冷白光LED还是对暖白光LED,无论是电流还是环境温度引起的结温的变化,LED管光谱中白光光谱积分与蓝光光谱积分比值(R=W/B)都随结温呈现线性变化。因此,可以利用LED的辐射光谱进行结温的非接触快速测量是可行的,其最大的优点是不需要破坏器件的封装或LED灯具的整体性,是一种理想的结温测量方法。     

大功率LED结温测量及发光特性研究

介绍了基于正向电压法原理自行研制的大功率LED结温测试系统,结温定量测量精度可达±0.5 ℃.利用该系统对不同芯片结构与不同封装工艺的大功率LED热阻进行了测量比较,并对不同结温的大功率LED发光特性进行了研究.结果表明,不同结构芯片温度-电压系数K明显不同;采用热导率更高的粘结材料和共晶焊工艺固定LED芯片,会明显降低封装层次引入的热阻.结温对光辐射功率有直接影响,若保持结温恒定,光辐射功率随电流增大线性增加;若保持外部散热条件不变,热阻大的芯片内部热量积累较快,导致结温上升速度更快,光效随电流增加而下降的趋势也更为严重.     

半导体功率器件结温的实时测量和在线测量

克服了器件在大电流测试时温度系数测不准的难题,帮助国际标准完善了实时测量和在线测量结温的方法,即在加热的同时,不改变加热状况的情况下,直接把加热电流当作测量电流,借助于校准曲线从而测量出晶体管的结温.     

LED光源的结温测量方法

分别采用红外热像仪、管脚温度法和Ansys模拟计算法分析测量了LED筒灯的结温。结果表明：管脚测量法能够通过测量管脚的温度,准确地推测出LED芯片的结温。由于这种方法具有非破坏性、精确性、简易性和非接触性,因此可广泛应用于LED结温的测量。测量误差主要取决于封装热阻的误差,而封装热阻是LED灯珠的固有属性,不随着外界温度和散热能力的改变而改变,因此管脚测量法具有通用性。     

对大功率LED车灯芯片结温部分关键影响因素的研究

针对LED车灯芯片照明过程中结温过高的问题,文中对影响芯片结温高低的两种关键因素:LED车灯芯片内部发光源间距和芯片排布间距进行研究,以求有效降低芯片结温。通过ANSYS Workbench16.0软件进行芯片热仿真模拟,随后利用恒温测试平台对仿真结果可靠性进行了验证。验证结果表明,合理设置LED车灯芯片内部发光源之间的间距能有效降低芯片结温,最高可降低8.249 ℃;同时,适当增加LED车灯芯片之间排布间距亦可有效降低结温0.5 ℃。     

基于相对辐射强度的非接触式LED结温测量法

提出了一种新的非接触式发光二极管(LED)结温测量的相对辐射强度法。利用该方法对不同功率、不同封装材料、不同颜色的LED进行结温测量,并与正向电压法测得的结果进行比较。结果表明,相对辐射强度法能准确地确定其结温,采用硅凝胶封装的大功率LED,误差在4℃以内;而采用环氧树脂封装的直径5mmLED,当其结温不超过80℃时,误差在6℃以内。     

功率晶体管结温测量与器件筛选条件拟定

概述了功率晶体管结温测量的意义及常用的双极晶体管模型.常用的结温测量方法有两种:红外扫描法和热敏参数法.由于热敏参数法只能得到器件的平均结温,不能用于准确地评价电子器件的可靠性,因此,红外扫描法优于热敏参数法.红外扫描法用于拟定器件筛选条件时必须满足3个必要条件,这样既不会发生应力不足,又能避免过应力失效.     

多芯片阵列组合白光LED封装研究

文章阐述了LED器件的发光原理和芯片电极结构,围绕白光HB-LED的封装工艺,设计单个大功率芯片封装结构并对整个封装工艺进行研究,提出了多芯片阵列组合封装的创新理念,将其应用于多芯片阵列封装模块中。得出HB-LED封装中关键技术问题是提高外量子效率,采用高折射率硅胶减少折射率物理屏障带来的光子损失;采用高热导率的材料,减少由于封装工艺的缺陷带来的界面热阻。     

半导体功率器件结温的实时测量和在线测量

克服了器件在大电流测试时温度系数测不准的难题,帮助国际标准完善了实时测量和在线测量结温的方法,即在加热的同时,不改变加热状况的情况下,直接把加热电流当作测量电流,借助于校准曲线从而测量出晶体管的结温.     

氮化镓基LED结温测量方法研究

分别研究了脉冲电流法、微小电流法和光学成像法测量氮化镓基LED结温的基本原理,并对比了不同方法的结果可靠性。结果表明:在大脉冲电流下,串联电阻效应不可忽略,脉冲电流法得到的平均结温偏低;微小电流法能够减小加热电流和测试电流的切换时间和串联电阻效应,提高测量准确性;光学成像法基于发光强度与结温的依赖关系,能够获得器件温度的空间分布,有助于制备高性能的LED。     

利用发光光谱估计AlGaInP LED结温的新方法

针对常用的正向电压法接触式测量以及峰 值波长法在结温估计前需要定标、峰值波 长与结温近似成线性关系等问题,提出了一种方便和精确的发光二极管(LED)结温非接触测 量方法。通过对 Varshni式和Bose-Einstein式的比较分析,得到Varshni式中常数项α、β与Bose-Einstein式中aB、θD的关 系式,从而建立起峰值波长与结温的非线性关系,同时对四元系材料AlGaInP LED的禁带宽 度公式进行推导,实现利用发光光谱非接触式估计结温的方法。本文方法无需结温估计前的 定标系统,避免由仪器结 构等带来的误差,提高了精度。实验结果表明,利用本文方法推导的Varshni公式中ΔE_g(T)=Eg(0)-E_g(T)的理 论值和实验值最大误差不超过0.003eV,进而 估计的结 温 与实际的结温能够较好吻合,估计误差为2K,且低于由峰值波长法得到的估计误差6K。     

照明用多芯片LED模块的设计

白光LED是众所周知的富有希望的固态照明装置，它具有长寿命、耐冲击、无汞污染和高光效的特点。但商品LED灯的光输出不超过0．1w。与传统的光源相比，这样的光输出实在太小。为从LED器件中获得足够的光输出，由十几个甚至几百个LED组成一个大“灯泡”或灯束是室外显示和照明用所需的。在大“灯泡”中封装高密度LED会遇到一些问题。由于环氧树脂的导热性很差，所使用的LED越多，散热就越差。另外一方面，在封装过程中，每一个LED很难校准。解决这一问题．使用大芯片来代替许多小的小LED灯泡。不过，使用这些大芯片通常伴随着10％-25％的外部量子损失，且芯片越大，能量损失越大。另外一个问题就是热量高度集中。本文将提出多芯片LED模块的一种新设计，该设计中正常大小的体积中含有十几个LED。以用于照明。在这一新模块的设计中，需考虑的光学元件，包括反射器，透镜和散热条件。这种模块的原型已经制成。目前其最大的光输出超过普通LED的2至3倍。在正常的驱动电流下。4．5W的LED模块光输出为164cd．4个LED模块的光输出与一个普通的20W卤钨灯相当。     

一种基于结温保护的LED驱动设计

将LED结温控制在一定范围是确保LED灯具寿命和发光效率的关键.文中探讨了LED结温的测量方法,提出了通过单片机实时测量LED光源的结温,在结温超出设定值时生成PWM信号调整电源的输出功率.文中给出了采用LM3404与PIC12F675组成的基于结温保护的电源原理图和单片机程序框图.试验表明,基于结温保护的LED驱动,...     

一种基于热阻网络的叠层芯片结温预测模型

提出了一种基于热阻网络的叠层芯片结温预测模型,该模型根据芯片内各组件的尺寸和热导率计算出对应的热阻,同时考虑了接触热阻和热量耦合效应,从而得到每层芯片在不同功耗情况下的结温预测值。在一个三芯片堆叠结构中,使用提出的方法对芯片结温进行预测,并与ANSYS仿真软件结果作比较,发现结温预测值的相对误差均小于4.5%。因此,该模型仅需根据芯片结构和材料参数,便可快速精确地估算出芯片在不同工作环境下的结温值。     

LED结温、热阻构成及其影响

LEDPN结温上升会引起LED光学、电学和热学性能的变化,甚至过高的结温还会导致封装材料(例如环氧树脂)、荧光粉物理性能变坏,LED发光衰变直至失效,因此分析LED结温、热阻构成,如何降低PN结温升,是应用LED的重要关键所在。     

小尺寸栅极HEMT器件结温测量

用现有的红外法测量的GaN基HEMT器件结温,比实际最高温度点的温度低.而用喇曼法测量结温对设备要求高且不易于操作.针对现有技术对GaN基HEMT器件结温的测量存在一定困难的问题,设计了一款HEMT器件匹配电路.利用红外热像仪测量HEMT器件的结温升高,并结合物理数值模拟仿真,提出一种小尺寸栅极结温升高测量方法.结果表明,建立正确的仿真模型,可以得到不同栅极长度范围内的温度.通过这种方法可以测量出更接近实际的结温,为之后研究加载功率与壳温对AlGaN/GaN HEMT器件热阻的影响奠定了理论基础,并且为实际工作中热特性研究提供了参考依据.     

用质心波长表征AlGaInP基LED的结温

为了提高采用光谱参数表征AlGaInP基发光二极 管(LED)结温的准确度,提出了一种采用质心波长表 征结温的方法。采用光谱仪测量恒定电流下、不同衬底温度时,AlGaInP基大功率LED的归一 化光谱功率分布;然后计算质心波长,并 得到质心波长-结温系数;再结合小电流下的质心波长,得到质心波长表征结温的公式 。将5只红色和5只黄色AlGaInP基LED采用质 心波长法、正向电压法、峰值波长和中心波长法得到的结温比较后发现:采用实验室常用 的1nm采样间隔的可见光光谱仪,质心波 长法与作为基准的正向电压法相比,平均误差仅1.24℃,准确度较 高。质心波长与结温成良好的线性关系,而中心波长和峰值波长与结温成阶梯状变化,因此质心波长更适合表征AlGaInP基LED结温。     

IGBT结温测量的数据处理方法

文章分析了变频设备中IGBT结温测量的困难 ,基于曲线拟合理论提出了测量IGBT结温的新方法 ,对其中一些具体问题作了深入讨论。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。