基于COB封裝的大功率LED芯片散熱研究.pdf_第1頁(yè)
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1、發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)是由化合物半導(dǎo)體制作而成的發(fā)光器件,是由電子和空穴復(fù)合之后,將電能轉(zhuǎn)換成光的形式激發(fā)釋出。隨著LED額定功率越來(lái)越大,LED結(jié)溫也會(huì)變得越來(lái)越大,這樣會(huì)導(dǎo)致LED器件壽命變短和出光率變低,所以LED散熱研究是很有必要的。封裝的功能在于提供芯片足夠的保護(hù),防止芯片在空氣中長(zhǎng)期暴露或機(jī)械損傷甚至失效。本文介紹了大功率LED芯片熱設(shè)計(jì)基本理論,基于此理論通過(guò)有限元軟件COMSOL建

2、立COB(Chip On Board)封裝的大功率LED的散熱模型,并對(duì)其散熱進(jìn)行研究和優(yōu)化。
  本研究通過(guò)COB封裝的大功率LED散熱模型研究了絕緣層對(duì)COB封裝的大功率LED熱性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)絕緣層的熱導(dǎo)率從0.5W/(m?K)增大到2.5W/(m?K)時(shí),大功率LED結(jié)溫明顯下降,絕緣層的熱導(dǎo)率此時(shí)對(duì)大功率LED結(jié)溫起著決定性的作用。然而,它的熱導(dǎo)率超過(guò)6.5W/(mK),絕緣層熱導(dǎo)率的影響可以忽略。然后,研究不同

3、熱導(dǎo)率下絕緣層厚度對(duì)結(jié)溫的影響。結(jié)果表明:當(dāng)絕緣層熱導(dǎo)率小于2.5W/(m?K)時(shí)通過(guò)減少絕緣層厚度才能有效地減小大功率LED結(jié)溫。最后,針對(duì)絕緣層對(duì)大功率LED芯片進(jìn)行了優(yōu)化。第一種優(yōu)化方案:微孔對(duì)絕緣層的優(yōu)化;第二種優(yōu)化方案:直接將大功率LED芯片封裝在電絕緣散熱器上面。仿真表明:這兩種方案都具有很好的優(yōu)化效果,在額定功率為11W時(shí),大功率LED芯片結(jié)溫分別降低了28.3℃和13℃。研究了散熱器對(duì)多芯片COB封裝的大功率LED模組芯

4、片結(jié)溫的影響。結(jié)果表明:隨著空氣對(duì)流傳熱系數(shù)增加,大功率LED芯片最高結(jié)溫呈降低趨勢(shì),空氣對(duì)流傳熱系數(shù)在5W/(m2K)到15W/(m2K)之間對(duì)3×3芯片COB封裝的大功率LED模組最高結(jié)溫降低幅度顯著。然后,研究了芯片距離對(duì)芯片結(jié)溫的影響。結(jié)果表明:當(dāng)芯片間距是4.0mm時(shí),3×3芯片COB封裝的大功率LED模組最高結(jié)溫變化幅度已經(jīng)很小,熱耦合現(xiàn)象很弱了。模擬仿真2×8、4×4兩種擺放布局方式下大功率LED模組的溫度場(chǎng)分布圖。結(jié)果表

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