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降低LED芯片的结温需要降低各个热传导环节的热阻

发布时间:2014-10-07 浏览:1097次 发布:中国照明灯具网

      LED热源及热传导LED发光机理是靠电子在能带间跃迁产生光,其光谱中不含红外成分,因此,产生的热量不能靠辐射发出,故LED是冷光源。下面对热量的产生以及在系统内部的传导进行探讨。LED的基本结构是一个半导体PN结,当电流通过PN结时,所加入的电能并没有全部转化为光能,大部分以热能的形式留在PN结上,使PN结温度上升,称之为结温。对于LED的热管理,主要分为热量的导出和热量的散发两个部分,即导热和散热。一个典型的LED结构及其内部的热量流向如为LED芯片到焊层的热阻,为焊层到衬底的热阻,R为衬底到热界面材料的热阻,R为热界面材料到热沉的热阻,为热沉到周围环境的热阻。

  想降低LED芯片的结温,需要降低各个热传导环节的热阻。LED衬底材料LED芯片是整个LED系统的核心工作部件,也是热量产生的源头,改进与芯片直接接触的衬底是改善芯片散热性能的主要方法,选择衬底材料有以下4个基本原则①衬底与外延膜的结构匹配;②衬底与外延膜的热膨胀系数匹配;③衬底与外延膜的化学稳定性匹配;④材料制备的难易程度及成本高低。硅(Si)是最早使用的衬底材料,具有成本低、导电导热性好等优点,但是由于其热膨胀系数与芯片材料氮化镓(GaN)相差太大,容易产生龟裂,郭伦春等插入AlAlN缓冲层在Si上生长GaN,获得了裂纹密度小的GaN材料。国内南昌大学对以Si为衬底的GaN基蓝光LED的出光效率、可靠性等方面的研究取得了较大进展。

责任编辑:ZY     来源:中国LED照明网

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