基于TRIZ理论的LED背光源散热研究

介绍了TRIZ理论的基本原理和方法,运用矛盾冲突矩阵对液晶显示器LED背光源的散热问题进行了分析。由于LED背光源散热问题属于物理矛盾,在结合TRIZ理论科学效应和现象知识库的基础上,提出了基于条件分离的LED背光源散热问题的解决方案。理论分析和模拟计算结果表明,利用半导体的帕尔帖效应对背光源进行散热能获得非常理想的散热效果。     

大尺寸LED背光源的热分析

以119.4cm(47in)侧光式LED背光源为模型,采用有限元方法对其进行热分析,计算出不同情况下的温度场。由计算结果可知:采用铝材做背板,散热性能比电镀锌钢板(EGI)材料好20%以上。对LED背光源的温度场进行了实际测量,计算结果和实测温度相一致,证明所提出的分析方法是可行的。     

多家PCB厂跨入LED散热板

TFT LCDPCB雅新、竞国都已投入开发LED散热板领域。佳总在LED散热板下层采压合铝板制程。雅新成立光电事业部门，并运用既有的PCB基板技术、封装制程，研发自有的PCB表面粘装LED零件。竞国目前切入的LED背光源封装用PCB，采用较特殊的镀金线制程，目前先以应用于小尺寸面板背光源及手机数字相机闪光灯为主。     

一种新的LED灯具散热技术

散热一直是困扰LED灯具发展的难题,文章揭示一种新的散热技术：在铝基板上钻孔裸露出铝板并镀上金属层,使LED直接焊接在铝基板的铝板上,极大增强了LED灯具的散热能力,提高了LED灯具的寿命。     

大功率LED照明灯具的配光与散热的研究

本文通过对大功率LED照明灯具的配光与散热的研究,了解大功率LED照明灯具的使用寿命、光输出定向性、大功率LED灯珠的发光效率、散热系数等相关参数。对本公司现有的大功率LEDN明灯具产品的一次配光、二次配光、大功率LED灯珠散热进行了改进设计。大功率LED照明灯芯片加速老化、工作寿命减短等问题,因此散热是制约其发展的一个至关重要的因素。本文介绍了目前广泛运用的大功率LED灯散热技术、散热产品以及热分析工具,应用ANSYS软件针对一款大功率LED进行了热分析,求得各个部分的温度场分布,巴超出了结温的最大允许值。通过热分析,对该LED灯散热结构进行改进,将芯片最高温降为51．1226℃,仿真分析结果表明在允许范围之内,验证了改进方案的可行性。     

大尺寸液晶电视用LED背光源的设计与制作

设计和制作了一款66cm(26in)液晶电视用LED背光源。模拟出LED的光学分布,以此为基础模拟出LED阵列的光强和颜色分布,得到适合的背光源厚度尺寸。在实际制作中,采用高效的驱动电路对LED阵列进行驱动,利用铝制散热片为背光源提供必须的散热。测试的结果,在整体背光源功耗为150W时,中心亮度达到13390cd/m2,均匀度为84.1%,色彩还原性达到NTSC标准102%,远远超过CCFL背光源的70%。     

新型LED背光源技术及应用

介绍了LED背光源的最新技术进展,最新设计工艺,并分析了侧光式与直下式LED背光源工艺设计中应注意的问题,以及LED背光源相对于CCFL背光源在大尺寸LCD应用上的优势,分析结果表明LED背光源将是LCD最理想的背光源。     

探讨环境对LED背光源的影响

文章主要探讨不同的环境条件如低温、恒定湿热、冷热冲击等对LED背光源性能的影响,同时对LED背光源的主要应用领域进行了阐述,并期待LED背光源测试方法的标准尽早发布实施。     

大尺寸LED背光源散热结构的仿真、设计与测试

过高的工作温度会直接降低LED使用寿命,并且会影响其发光强度以及发光效率,导致大尺寸LED背光源光学性能大幅下降。从侧边式LED背光源模组的角度出发,设计并采用IcePak软件仿真散热铝挤的宽度和厚度对背光模组温度的影响,最终给出了适用于大尺寸LED背光模组的散热结构。结果表明,随着铝挤的长度或厚度的增加,LED Bar的温度都会减少,取铝挤长度为200 mm,厚度为2 mm,此时LED Bar的温度为69.4℃,小于70℃,符合设计要求且成本最低。进一步测量对应样机的LED Bar温度,其最高温度为69.7℃,与仿真实验结果非常接近。该结构制造工艺较为简单、成本低廉,并且符合背光模组轻薄化的要求,具有一定的市场价值。     

LED背光源亮度均匀性改善方法

针对液晶显示器中直下式LED（1ight—emitting diode）背光源边缘亮度较低的问题,本文提出了一种LED非均匀排列提高背光源亮度均匀性的方法。在等间距排列的基础上,通过测量单颗LED的亮度分布函数,计算出水平和垂直方向上的LED不等间距排列距离,并对该距离进行优化调整。非均匀排列的LED背光源亮度均匀性仿真计算结果表明,背光源的全屏亮度均匀性可达到90％以上。     

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。     

基于计算流体动力学的LED车前灯热优化设计

针对大功率阵列LED车前灯的散热节能问题,以计算流体动力学为理论依据,采用Ansys-icepak建模,仿真时以模型几何参数为变量、模型最高温度和质量为约束函数、模型热阻为目标函数,分别对LED汽车前照灯的插片式鳍片、圆柱式鳍片两种被动散热结构单模组进行设计、仿真和优化,结果表明,在初始环境温度85 ℃的相同边界条件下,优化后的插片式鳍片模型重量0.2756 kg、最高温升12.52 ℃、热阻1.026 ℃/W,优于圆柱式鳍片模型,且符合LED车灯散热标准。整灯设计时,在车灯组前方底部设置进气格栅,在后上侧设置出气口,利用汽车向前行驶而产生的反方向风速加强内部对流,使车速在一档内的2 m/s时整体温升就低于10 ℃,有效提高了散热效率。     

基于COB技术的LED散热性能分析

当前,散热问题已成为影响LED寿命、光效、光衰和色温等技术参数的重要因素。文章在综合分析散热技术和LED封装对散热性能影响的基础上,利用COB(板上芯片)封装技术,将LED芯片直接封装在铝基板上,研制成了一种基于COB封装技术的LED。与SMD封装LED进行比较,分析了其散热性能。分析结果表明:基于COB封装技术的LED减少了LED器件的结构热阻和接触热阻,使其具有良好的散热性能。     

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.     

大功率LED灯具散热器的优化设计研究

LED的散热性能对其寿命有至关重要的影响,而现阶段LED的散热器设计方法很多依靠的是经验值。本文针对这一问题,提出一种散热器的优化设计方法,该方法首先基于大量实验数据研究了散热器翅片单一因素（包括翅片高度、翅片间距、翅片厚度、底板厚度）对散热性能的影响,然后运用正交试验法,综合分析了各因素对散热性能的影响程度,最终得到了翅片参数的最优水平组合。最后本文利用此方法,设计了一款新的散热器,实验表明该LED灯源芯片温度降低,并计算了优化后翅片的效率。     

Design and Simulation of High-power LED Array Packaging

Thermal management is one of the key technologies for high-power Light emitting diode（LED） entering into the general illuminating field. Successful thermal management depends on optimal packaging structure and selected packaging materials. In this paper, the aluminum is employed as a substrate of LED, 3×3 array chips are placed on the substrate, heat dissipation performance is simulated using finite element analysis（FEA） software, analyzed are the influences on the temperature of the chip with different convection coefficient, and optical properties are simulated using optical analysis software. The results show that the packaging structure can not only effectually improve the thermal performance of high-power LED array but also increase the light extraction efficiency.     

大功率LED有源温控系统的开发

由于大功率LED供电时其大部分能量转化为热能,如果热量不能有效散出,将严重影响其光照亮度及其使用寿命。为了大功率LED散热的实际需要,提出并实现了一种LED有源温控系统的开发,采用热电制冷效应,使用LED驱动器本身作为制冷器的驱动电源,同时建立基于半导体传感器的温控监测电路,通过内部数字PI调节器形成一个完整的闭环控制系统,最后获得LED有源温控系统的具体配置方式,并分析测试的数据结果,展示了有源温控系统的准确性和可靠性。     

Experimental study on high-power LEDs integrated with micro heat pipe

Micro heat pipe (MHP) is applied to implement the efficient heat transfer of light emitting diode (LED) device. The fabrication of MHP is based on micro-electro-mechanical-system (MEMS) technique, 15 micro grooves were etched on one side of silicon (Si) substrate, which was then packaged with aluminum heat sink to form an MHP. On the other side of Si substrate, three LED chips were fixed by die bonding. Then experiments were performed to study the thermal performance of this LED device. The results show that the LED device with higher filling ratio is better when the input power is 1.0 W; with the increase of input power, the optimum filling ratio changes from 30% to 48%, and the time reaching stable state is reduced; when the input power is equal to 2.5 W, only the LED device with filling ratio of 48% can work normally. So integrating MHP into high-power LED device can implement the effective control of junction temperature.     

硅衬底结构LED芯片阵列封装热可靠性分析

LED阵列封装是高密度电子封装的解决方案之一,LED的光集成度得到提高,总体输入功率提高,但同时其发热量大,封装结构如果不合理,那么在温度载荷下各层材料热膨胀系数的差异将会导致显著的热失配现象,从而将会大大缩短LED的寿命。为此,兼顾散热和封装的可靠性设计与表面贴装式将芯片直接焊接在铝基板上不同的是采用硅衬底过渡,同时在硅衬底上布置电路这一结构。这种结构的优点是可以通过硅衬底的过渡来降低热失配对封装结构的影响,同时硅衬底作为电路层则省去了器件引脚。通过对4×4的LED芯片阵列结构进行有限元模拟,分析了温度对带有硅衬底的LED芯片阵列封装可靠性影响,同时对硅衬底进行分析和总结。