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。     

一种回路热管对大功率LED散热的研究

针对大功率LED散热能力较其它照明灯具差这一问题,研制了一种应用在多芯片大功率LED散热上的回路热管装置,并研究了热负荷、倾角等对热管的起动性、均温性和热阻等的影响。试验结果表明,所设计的热管散热器的热阻在0.48～1.47K/W之间;在蒸发器倾斜角为0°和30°时,蒸发器的均温性分别被控制在1.5℃和4.3℃以内。因此,将这种结构的热管应用在大功率LED散热系统中时,首先应该对蒸发器倾斜角度对系统散热性能的影响进行测试评估。     

如何确定大功率LED的工作电流

针对大功率LED应用,建立了大功率LED的热阻模型,分析了环境温度、器件的最大允许结温、热阻以及输入电流之间的关系,提出了一种保证器件结温低于容许最大结温的工作电流的确定方法,并给出了一个应用本方法绘制某大功率LED工作电流与环境温度的关系曲线的实例．本方法对大功率LED应用具有重要的指导意义。     

准确测量大功率LED热阻的新方法

准确测量大功率LED的热阻,关键是准确地确定LED的结温增量.首先利用正向电压法获得LED的结温;通过测量LED的降温曲线,计算获得LED稳定工作时底座的温度,从而得到LED的结温相对底座温度的增量.然后,再与注入电功率相除,即可得到准确的热阻.与常规方法相比,避免了直接测量LED底座温度中界面热阻的影响,使得测量LED的热阻更加准确、方便.该方法还可以用于测量贴片封装LED等常规方法难以测量的LED以及用于分析大功率LED二次封装时引入的热阻,为评价大功率LED的封装质量提供了一种有效的评测手段.     

功率型LED封装中的热阻分析

芯片固晶过程是影响功率型LED封装热阻的重要方面.分析了银胶、共晶合金等不同导热率的固晶材料产生的固晶热阻的大小,并基于正向电压测结温法首次提出了一种测量LED固晶热阻的方法,得到了很好的测量结果,能有效分析封装结构中各部分引入的热阻的大小.

Abstract：

The LED chip bonding is an essential technology to reduce the thermal resistance of LED. Thermal performance of bonding materials such as Ag-epoxy resin was analyzed using heat transfer tools. For the sake of assessing the bonding technology, a method of measuring the thermal resistance induced by bonding process was proposed for the first time based on the forward working voltage method. It is shown that the theoretical simulation results agreed well with the measured results.     

应用于大功率LED器件的回路热管散热研究

为解决大功率LED的散热问题,提出一种应用于大功率LED散热的微型回路热管,研究了充液率和倾斜角度对热管冷却大功率LED的启动性能、结温和热阻等特性的影响.研究结果表明:热管的最佳充液率为60％,系统的总热阻为7.5 K/W,此时对应的热管的热阻为1.6 K/W;热管的启动时间约为6.5 min,LED的结点温度被控制在42℃以下,很好地满足了大功率LED的结温稳定性要求.     

基于热管散热的人功率LED热特性测量与分析

提出了一种新型结构的同路热管,建立了回路热管性能测试试验装置.在相同的测试条件下,研究了热负荷、倾角等对回路热管的起动特性和均温特性、热阻等传热性能的影响.试验结果表明,热管散热器的热阻在0.21 K/W～2.6 K/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的LED散热器相比,这种结构的热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足大功率LED散热的要求.     

大功率LED的寿命与散热技术的研究进展

介绍了大功率发光二极管(LED)的工作原理,总结和分析了国内外文献中关于电流、结温与环境湿度对大功率LED寿命影响的研究进展,指出结点温度是决定LED寿命的最重要因素,详细评述了国内外关于大功率LED的界面热阻优化、封装热沉和散热基板设计两个方面的研究进展,为改良LED散热结构和延长大功率LED的使用寿命提供了有效的理论依据及研究方向.     

一种通用低成本大功率高亮度LED封装技术

提出了一种热传导高、热膨胀匹配良好、低成本、大功率、高亮度LED封装技术。该技术采用光电子与微电子技术相结合，利用背面出光的LED芯片，倒装焊接在有双向浪涌和静电保护电路的硅基板上。由于在封装中引入了热膨胀过渡层，在保证良好热膨胀匹配的同时，热阻增加少。采用该封装技术封装的白光LED，发光稳定，光衰小，长期寿命高。     

大功率LED热特性测试评价方法研究

分析了大功率LED的热阻特性,结果表明不同厚度和热导系数的粘接材料热阻不同,而不同热阻的粘接材料对于LED热特性的实际影响一直缺乏有效的测量手段。采用热像仪拍摄热图的方法对粘接材料对LED热特性的影响进行了测试,测试结果表明热像仪成像可以作为大功率LED热特性测试评价的有效手段。     

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。     

功率型LED封装键合材料的有限元热分析

建立了功率型LED结构,分析了其热阻模型,对采用高导热导电银胶、纳米银焊膏、大功率芯片键合胶、Sn70Pb30四种键合材料的LED进行了ANSYS有限元软件仿真对比研究。结果表明,纳米银焊膏具有最优的传热特性。采用了正向电压法对3W蓝光LED进行了热阻测量,其数值与仿真结果基本相符,验证了模拟仿真结果的真实性。     

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.     

温度梯度对GaN热压电pn结电学性能的影响

热感应产生的极化电势可以改变压电半导体结构内的力电物理量,这在人工智能、微机电系统(MEMS)中极具应用价值.文章针对温度梯度作用下的氮化镓(GaN)压电pn结,采用二维压电半导体多场耦合方程和精确的热电物理边界条件,数值分析了温度梯度改变对GaN热压电pn结内极化强度、电势、电场、载流子分布及电流等物理场的影响.结果表明:由于温度梯度场和极化电荷之间存在耦合,热压电pn结电学性能对温度梯度高度敏感,由温度改变产生的热感应极化电荷可以有效调节该结构的开启电压和载流子传输特性,这为操控与温度相关的智能异质结器件电流传输提供了新的方法和理论指导.     

功率LED结温和热阻在不同电流下性质研究

通过对不同驱动电流下各种颜色LED结温和热阻测量,发现各种颜色LED的热阻值均随驱动电流的增加而变大,其中基于InGaN材料的蓝光和白光LED工作在小于额定电流下时,热阻上升迅速;驱动电流大于额定电流时,热阻上升速率变缓。其他颜色LED热阻随驱动电流变化速率基本不变。结温也随驱动电流的增加而变大。相同驱动电流下,基于AlGaInP材料的1W红色、橙色LED的结温要低于基于InGaN材料的蓝色、绿色、白色LED的结温。分别用正向电压法和红外热像仪法测量了实验室自制的1 mm×1 mm蓝光芯片结温,比较了两种方法的优缺点。结果表明,电学法测量简单快捷,测量结果可以满足要求。     

从色度学谈大功率LED的可靠性设计

从色度学方面探讨了大功率发光二极管（LED）的可靠性,证实设计问题是影响大功率LED可靠性的主要因素。并分析了热阻的不合理减小会影响产品的可靠性。     

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。