大功率LED多芯片模塊散熱器設(shè)計(jì)與封裝結(jié)構(gòu)熱阻分析.pdf

1、LED照明由于具有效率高、能耗低、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)而被視為第四代照明光源。對(duì)于不同的使用環(huán)境，LED芯片散熱存在不同的限制條件，需要不同的熱設(shè)計(jì)方案。隨著單顆LED芯片功率的不斷提高，需要有更好的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)滿足越來(lái)越苛刻的散熱要求。
　　復(fù)雜外形大功率LED路燈，由于燈具阻礙空氣流動(dòng)，難以通過(guò)自然對(duì)流方式散熱。提出熱管鰭片散熱方案，將熱量通過(guò)熱管傳導(dǎo)到空氣流動(dòng)通暢的空間，通過(guò)熱管上附著的鰭片完成自然對(duì)流換熱。優(yōu)化鰭片間距

2、和鰭片尺寸，強(qiáng)化自然對(duì)流散熱。
　　針對(duì)車(chē)用大功率LED照明燈，提出了水冷熱沉散熱設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)值模擬方法，指出了進(jìn)口流量、結(jié)溫和水泵功率三者的關(guān)系。比較了熱沉內(nèi)部串聯(lián)方式、偽串聯(lián)方式、并聯(lián)方式和偽并聯(lián)方式四種水道的優(yōu)劣。研究了并聯(lián)方式中鰭片厚度、進(jìn)口流量等因素對(duì)散熱的影響。研究了并聯(lián)方式中結(jié)溫與各條分水道流速的相對(duì)標(biāo)注偏差（RSD, Relative Standard Deviation）值之間的關(guān)系和降低RSD值的方法，并指出分

3、流因子K是影響RSD值的最顯著因素。
　　對(duì)PN結(jié)至熱沉熱傳導(dǎo)的各個(gè)環(huán)節(jié)熱阻進(jìn)行了分析。通過(guò)測(cè)量DCB基板和Cu-TIM-Cu結(jié)構(gòu)熱擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算了DCB基板內(nèi)部和TIM層的接觸熱阻。老化Cu-TIM-Cu結(jié)構(gòu)并測(cè)量其熱擴(kuò)散系數(shù)，研究散熱結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期熱載荷下的熱阻變化。提出了實(shí)際熱流熱阻概念，指出由于熱流限制，DCB基板實(shí)際熱流熱阻比理論熱阻高一個(gè)數(shù)量級(jí)。基板刻蝕型反光杯設(shè)計(jì)用以降低DCB基板實(shí)際熱流熱阻。水冷散熱方式時(shí)，熱阻主要由熱