高效散热型COB LED日光灯

在分析LED日光灯各种技术方案的基础上,采用COB工艺,以小功率芯片直接封装在铝基板上,减少了LED器件的结构热阻和接触热阻,研制成高效散热型COB LED日光灯,提高了光效和照度.与贴片LED日光灯相比,除上述优点外还增加了均匀性和降低了成本,应用到公交车上取得了很好的节能效果.     

基于金属基板与陶瓷基板的COB LED散热性能分析

随着COB LED光源功率不断增大,散热问题已成为影响其性能稳定性的重要因素。本文详细阐述电压法测量COB LED光源热学性能的工作原理及测试步骤,并测试分析两种不同基板材质的大功率COB LED光源散热性能。实验结果表明在同等条件下,采用铝基板的COB LED光源热阻更小,散热性能更佳。     

嵌埋陶瓷基板的白光LED散热问题

借助积分球系统和结温测试仪,对比研究了具有相同外形尺寸的MCPCB及嵌埋陶瓷基板对白光LED散热影响的差异,同时还研究了当AlN几何尺寸时嵌埋陶瓷基板在LED功率及尺寸变化时其散热性能的变化情况。结果表明,嵌埋陶瓷基板因一维热阻及扩散热阻均小于MCPCB,从而具备较好的散热优势;随着LED功率及尺寸的增大,含相同几何尺寸AlN的嵌埋陶瓷基板的总热阻变小,其所表现出来的散热性能有所提升,与之对应的LED模组的热阻也相应减小,这种散热差异性是由参与导热的陶瓷块的体积以及水平方向上的扩散热阻所决定的。     

LED封装的研究现状及发展趋势

LED因其高效化、高功率化、高可靠性和低成本的不断发展,LED封装技术在越发重要的同时面临巨大的挑战。在封装过程中,封装材料和封装结构对LED散热与出光的影响最为关键。本文主要从封装材料（芯片、基板、热界面材料、荧光粉）和封装结构（Lamp、Surface Mounted Devices（SMD）、Chip on Board（CoB）、Remote Phosphor（RP））上,阐述LED封装的研究现状以及发展趋势。     

柔性LED球泡灯的光热电性能

基于一种螺旋形状、可拉伸的蚊香形灯丝,通过拉伸灯丝制备得到一种新型柔性LED球泡灯,灯丝采用倒装芯片,利用导热性能较好的树脂做基板,使用热导率好的氦气作为封装气体。从光热电性能方面对这种LED球泡灯进行研究,研究表明:随着输入电流增大,发光效率先增大后降低,最大发光效率为125 lm/W;电流增大,光谱图的峰值波长的强度变大;色温稳定为2 500 K,暖白光适合做气氛灯具;光分布图说明发光均匀性良好;灯丝结温随电流增大均匀增加,电流每增加5 mA结温增加约15℃,热阻随电流增大呈现减小趋势,散热效果变强。     

大功率LED散热技术研究进展

随着LED功率不断增大且其光电转换效率较低，使LED芯片的结温不断升高，这些热量若不能及时散出会影响LED使用寿命和其他方面性能。本文从LED芯片自身封装散热和外加散热器两种散热方式进行综述，分析了各个散热方法的优缺点以及在实际应用中需要解决的问题，并对未来LED散热方式进行了展望。本文对LED散热设计具有参考价值，有助于推动LED行业的发展。     

COB LED器件封装工艺优化研究及应用

为提升板上多芯片集成封装(Chip on Board,COB)LED器件的光品质和可靠性,解决目前封装环节的技术痛点,研究了COB器件的光电热耦合效应,分析了COB封装过程中各个工艺细节。提出了芯片横纵双向交叉排布、荧光粉分层近场涂覆、荧光胶分层固化方式等优化方法,对采用常规工艺和优化后工艺封装的COB器件的光谱、光电参数、空间颜色均匀性、胶面温度、结温等分别进行了对比测试。结果表明,通过优化芯片排布、使用荧光粉分层近场涂覆技术、改善荧光胶固化方式等手段,可以在保证性价比优势的基础上,实现COB LED光源出光效率、光色一致性、可靠性的同步提升。     

LED模块/模组的结温测量研究

LED封装、模组以及终端产品LED灯和LED灯具的质量水平,例如发光量、色温等光性能,与LED内部芯片的结温高低密切相关。一般来说结温高,LED性能变差。因此,对于LED芯片企业和LED封装企业,了解LED芯片各层结构的热阻和COB-LED模组中各LED芯片的结温显得十分必要。同样,对于LED灯和LED灯具等终端产品企业,了解掌握LED芯片的结温也显得非常重要。目前现有的测量方法中多是非直接测量和计算,而影响LED结温测量的因素多,看不见、摸不着,导致对测量结果的定量可信度疑问,也就是对测量误差到底是多少心中无数。本文采用的测量方法是对LED封装的LED芯片结温和LED模组中各LED芯片的平均结温的敏感参数在实际的大工作电流下进行直接测量和分析。     

侧面送风冷却LED的热封装方法及其三维数值仿真研究

LED（Light Emitting Diode）芯片结温的高低直接影响其出光效率、工作寿命和可靠性。本文提出一种旨在确保LED在结温下安全、低噪音、稳定运行的侧面出风封装新方法。建立了该方法的三维传热学模型,研究了不同风压和不同LED芯片功率对其温度的影响。数值仿真结果表明：新型散热方法能够有效地冷却大功率LED,比如能使40W LED在120Pa风压,27℃环境温度时温升仅为15℃;LED芯片的平均温度与其整个模块的功率呈线性增长关系;在使用该系统对LED进行冷却时,应平衡好LED芯片温度、风机功耗、系统尺寸的关系,并合理地选取进风口处风压。     

大功率LED照明灯具的器件结温估算方法

在分析SMD封装型LED产品热学结构的基础上,提出了一种新的大功率LED照明灯具的器件结温估算方法,即通过测量预留在MCPCB上的测温点的温度估算LED结温。并对该方法应用于单颗器件及灯具进行了的实验评估。     

高功率LED散热基板发展趋势

LED发展，散热是关键。随着LED材料技术的不断突破．LED的封装技术也随之改变，从早期单芯片的炮弹型封装逐渐发展成扁平化、大面积式的多芯片封装模块，其工作电流由早期的低功率LED，进展到目前的1／3至1A左右的高功率LED，散热问题日益凸显。本文作者立足高功率LED散热研究，给我们介绍了高功率LED散热基板的发展趋势。[编者按]     

功率LED热特性分析

随着LED功率的升高,热应力对LED的影响越来越显著,过高的结温不但会使器件寿命急剧衰减,还会严重影响LED的峰值波长,光功率,光通量等诸多性能参数。因此精确掌握LED器件的温升规律便成为了提高设备工作可靠性和芯片结构设计的关键所在。本文通过标准电学法对不同颜色的1W功率LED及不同功率的GaN基白光LED的结温和热阻进行了测量,实验结果表明：同种结构LED的温度系数K虽然离散但比较接近,不同结构LED芯片K明显不同;在相同衬底材料,相同芯片结构条件下,LED芯片结温会随芯片功率的增大而升高。并首次进行了变电流下不同功率LED芯片的结温和热阻测量,发现无论功率大小,结温均随热电流的增大而上升,功率越大,上升幅度也越大。随着LED两端所加电流的增大,3W白光LED的热阻呈上升趋势,而1W白光LED的热阻随电流增加基本不变。     

大功率LED COB封装关键技术的研究与分析

对比分析目前商用大功率COB(Chip On Board)封装硅胶的性能;总结近年来大功率COB LED封装的国内外研究进展,重点分析COB封装散热结构的研究情况;根据研究及应用情况,指出COB封装过程中的一些关键的技术问题,并针对这些问题给出一些合理化的解决方案。摘要:     

高压大功率芯片封装的散热研究与仿真分析

以工作电压为70V、输出电流为9A的高压大功率芯片TO-3封装结构为例，首先基于热分析软件Flo THERM建立三维封装模型，并对该封装模型的热特性进行了仿真分析。其次，针对不同基板材料、不同封装外壳材料等情况开展对比分析研究。最后研究封装体的温度随粘结层厚度、功率以及基板厚度的变化，得到一个散热较优的封装方案。仿真验证结果表明，基板材料和封装外壳的热导率越高，其散热效果越好，随着粘结层厚度以及芯片功率的增加，芯片的温度逐渐升高，随着基板厚度的增加，芯片温度降低，当基板材料为铜、封装外壳为BeO，粘结层为AuSn20时，散热效果最佳。     

散热底板对IGBT模块功率循环老化寿命的影响

功率半导体模块通常采用减小结壳热阻的方式来降低工作结温,集成Pin-Fin基板代替平板基板是一种有效的选择。两种封装结构的热阻抗特性不同,可能对其失效机理及应用寿命产生影响。针对平板基板和集成Pin-Fin基板两种常见车规级IGBT模块进行了相同热力测试条件（结温差100 K,最高结温150℃）下的功率循环试验,结果表明,散热更强的Pin-Fin模块功率循环寿命低于平板模块。失效分析显示,两者失效模式均为键合线脱附,但Pin-Fin模块的键合失效点集中在芯片中心区域,而平板模块的键合失效点则较为分散。基于电-热-力耦合分析方法,建立功率循环试验的有限元仿真模型,结果表明,Pin-Fin模块的芯片温变梯度更大,芯片中心区域键合点温度更高,使芯片中心区域的键合点塑性变形更大,导致其寿命较平板模块更短,与试验结果吻合。     

方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响

建立LED圆筒太阳花散热器模型,利用FLUENT对模型进行模拟计算,分析散热器的温度场,研究不同的应用方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响。结果表明,在自然对流下,方位角为90°时,芯片结温最高,圆筒太阳花散热器的散热效果最差;方位角为0°～90°时,芯片结温呈上升趋势;方位角为90°～180°时,芯片结温呈下降趋势;方位角为180°时芯片结温最低,散热效果最佳,且芯片功率越大,散热器的方向效应越强。在强制对流下,风速对LED的结温有显著影响,且风速越大,结温下降效果越明显。     

革命者中国LED照明 专辑—— 大功率LED封装技术与发展趋势

本文从光学、热学、电学、可靠性等方面,详细评述了大功率白光LED封装的设计和研究进展,并对大功率LED封装的关键技术进行了评述。提出LED的封装设计应与芯片设计同时进行,并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑。在封装过程中,虽然材料（散热基板、荧光粉、灌封胶）选择很重要,但封装结构中应尽可能减少热学和光学界面,从而降低封装热阻,提高出光效率。文中最后对LED灯具的设计和封装要求进行了阐述。     

高功率密度紫外LED结温测量与仿真

散热性能的好坏决定了高功率密度紫外LED的辐射效率和寿命。其中结温是判断芯片热学性能的重要指标之一。本文设计了紫外LED的水冷系统,采用正向电压法和红外测温法测量了紫外LED芯片的结温以及基板温度,同时利用COMSOL进行实验系统仿真。结果表明,在电流20 A、水冷温度20℃时,单颗紫外LED芯片的输入功率为73.38 W,功率密度815.3 W/cm~2,结温70℃。仿真与实验结果相符。     

基于两相流传热和风扇气动散热的LED汽车前照灯温控研究

设计基于热管和风扇一体化的3种LED散热结构,通过有限元分析方法,模拟计算了不同材质、不同结构及不同功率情况下LED车灯结温变化规律。结果表明,第3种散热结构能充分发挥热管传热和风扇散热的耦合作用,有效地控制恶劣环境下大功率车灯的结温。研究为工程应用中车灯散热结构的选择提供了理论指导。     

高功率LED彩光模组的散热PCB应用

基于热电分离式的理念设计并制造出一种金属散热凸台与金属底板一体化的高效导热金属基板。将该散热基板与普通“三明治”结构的单面铜基散热基板对比测试,在金属底板、绝缘层厚度、线路层厚度及布线相同的情况下,驱动同等功率的热电分离式结构LED模组结温更低,辐射通量或光通量更高。实验结果表明,具有热电分离式结构的散热基板较之普通结构的散热基板具有更好的散热能力。