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影響LED封裝散熱主要因素:封裝結(jié)構(gòu)和材料

來源:投影時代 更新日期:2016-09-28 作者:pjtime資訊組

    散熱問題是大功率LED封裝必須重點解決的難題。由于散熱效果的好壞直接影響到LED燈的壽命和發(fā)光效率,因此有效地解決大功率LED封裝散熱問題,對提高LED封裝的可靠性和壽命具有重要作用。那么影響LED封裝散熱的主要因素是什么。

    第一大因素:封裝結(jié)構(gòu)

    封裝結(jié)構(gòu)又分為微噴結(jié)構(gòu)和倒裝芯片結(jié)構(gòu)倆種類型。

    1、微噴結(jié)構(gòu)

    在該密封系統(tǒng)中,流體腔體中的流體在一定的壓力作用下在微噴口處形成強烈的射流,該射流直接沖擊LED芯片基板表面并帶走LED芯片所產(chǎn)生的熱量,在微泵的作用下,被加熱的流體進入小型流體腔體向外界環(huán)境釋放熱量,使自身溫度下降,再次流入微泵中開始新的循環(huán)。

    優(yōu)點:微噴結(jié)構(gòu)具有散熱性能高以及LED芯片基板的溫度分布均勻。

    缺點:由于微泵的可靠性和穩(wěn)定性對系統(tǒng)的影響很大,并且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復雜增加了運行成本。

    2、倒裝芯片結(jié)構(gòu)

    倒裝芯片對于傳統(tǒng)的正裝芯片,電極位于芯片的發(fā)光面,因而會遮擋部分發(fā)光,降低芯片的發(fā)光效率。

    優(yōu)點:該種結(jié)構(gòu)的芯片,光從頂部的藍寶石取出,消除了電極和引線的遮光,提高了發(fā)光效率,同時襯底采用高導熱系數(shù)的硅,大大提高了芯片的散熱效果。

    缺點:該結(jié)構(gòu)的PN所產(chǎn)生的熱量通過藍寶石襯底導出去,藍寶石的導熱系數(shù)較低且傳熱路徑長,因而這種結(jié)構(gòu)的芯片熱阻大,熱量不易散發(fā)出去。

    第二大因素:封裝材料

    LED封裝材料分為熱界面材料和基板材料倆種。

    1、熱界面材料

    當前LED封裝常用的熱界面材料有導熱膠和導電銀膠。

    (a)導熱膠

    常用導熱膠的主要成分是環(huán)氧樹脂,因而其導熱系數(shù)較小,導熱性能差,熱阻大。

    優(yōu)點:導熱膠具有絕緣、導熱、防震、安裝方便、工藝簡單等特點。

    缺點:由于導熱系數(shù)很低,因而只能應用在對散熱要求不高的LED封裝器件上。

    (b)導電銀膠

    導電銀膠是GeAs、SiC導電襯底LED,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片LED封裝點膠或備膠工序中關(guān)鍵的封裝材料。

    優(yōu)點:具有固定粘結(jié)芯片、導電和導熱、傳熱的作用,并且對LED器件的散熱性、光反射性、VF特性等具有重要的影響。它作為一種熱界面材料,目前導電銀膠在LED行業(yè)中得到廣泛的應用。

    2、基板材料

    LED封裝器件的某條散熱途徑是從LED芯片到鍵合層到內(nèi)部熱沉到散熱基板最后到外部環(huán)境,可以看出散熱基板對LED封裝散熱的重要性,因而散熱基板必須具有以下特征:高導熱性、絕緣性、穩(wěn)定性、平整性和高強度。

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