熱超聲倒裝照明LED熱分析.pdf

1、LED固態(tài)照明具有廣泛的應(yīng)用前景，同時(shí)也存在發(fā)展的瓶頸，一是發(fā)光效率還不高，二是隨著功率的增加發(fā)熱量大，影響發(fā)光效率及壽命。倒裝芯片的應(yīng)用對(duì)出光效率的提高特別是散熱處理達(dá)到了較好的效果。針對(duì)LED固態(tài)照明的所面臨的瓶頸——散熱性能差，分別進(jìn)行了鍵合界面微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試及熱分析建模、凸點(diǎn)與膠層及鍵合界面的散熱性能分析，內(nèi)容如下： 1、利用掃描電鏡及高精度透射電鏡對(duì)其微觀現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在鍵合界面中Au/Ag原子擴(kuò)散層厚約200

2、nm，形成了Au/Ag無限固溶體；Au/Al原子擴(kuò)散層厚約500nm，形成了一種金屬間化合物(Au4Al)。超聲振動(dòng)產(chǎn)生的加速度為重力加速度的幾萬倍，其強(qiáng)烈的機(jī)械效應(yīng)在金屬晶格間產(chǎn)生大量位錯(cuò)，這說明超聲能改變了晶格結(jié)構(gòu)，原子擴(kuò)散得以順利進(jìn)行，最終形成鍵合界面。 2、基于傳熱理論，建立了照明LED有限元熱傳導(dǎo)方程組及熱分析模型。 3、建立了照明LED仿真模型利用有限元軟件針對(duì)鍵合界面物性及厚度的變化研究了鍵合界面對(duì)LED器

3、件散熱性的影響，結(jié)果顯示有一定影響。 4、分別對(duì)倒裝LED芯片凸點(diǎn)的排布、數(shù)量、凸點(diǎn)缺陷對(duì)照明LED散熱性的影響進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)凸點(diǎn)的排布的優(yōu)化能獲得良好的散熱性能；凸點(diǎn)數(shù)量增加散熱更好，但隨著數(shù)量的增加對(duì)降溫效果的影響顯著下降，由于各種限制因素特別是成本因素的存在，因此凸點(diǎn)數(shù)存在一個(gè)最優(yōu)值；凸點(diǎn)缺陷的研究表明其對(duì)器件熱輸出的影響非常大，尤其邊角部位出現(xiàn)缺陷時(shí)。 5、在LED封裝材料中粘接膠的熱傳導(dǎo)性能最差，本文分別針對(duì)