大功率LED的封装及其散热基板研究

大功率LED封装工艺分析大功率LED光源光有好芯片还不够，还必须有合理的封装。

要有高的取光效率的封装结构，而热阻尽可能低，从而保证光电的性能及可靠性。

一、LED光源封装工艺由于LED的结构形式不同，封装工艺上也有一些差别，但关键工序相同，LED封装主要工艺有：固晶→焊线→封胶→切脚→分级→包装。

二、大功率LED封装关键技术1、封装技术的要求如图1所示，大功率LED封装涉及到光、电、热、结构和工艺等方面，这些因素既独立又影响。

光是封装的目的，电、结构与工艺是手段，热是关键，性能是封装水平的具体体现。

考虑到工艺兼容性及降低生产成本，应同时进行LED封装设计与芯片设计，否则，芯片制造完成后，可能因封装的需要对芯片结构进行调整，将可能延长产品研发的周期和成本，甚至会不能实现量产。

2、封装结构设计和散热技术LED的光电转换效率仅为20%～30%，输入电能的70%～80%转变成了热量，芯片的散热是关键。

小功率LED封装一般采用银胶或绝缘胶将芯片黏接在反射杯里，通过焊接金丝(或铝丝)完成内外连接，最后用环氧树脂封装。

封装热阻高达150～250℃/W，一般采用20mA 左右的驱动电流。

大功率LED的驱动电流达到350mA、700mA甚至1A，采用传统直插式LED封装工艺，会因散热不良导致芯片结温上升，再加上强烈的蓝光照射，环氧树脂很容易产生黄化现象，加速器件老化，甚至失效，迅速热膨胀产生的内应力造成开路而死灯。

大功率LED封装结构设计的重点是改善散热性能，主要包括芯片结构形式、封装材料(基板材料、热界面材料)的选择与工艺、将导电与导热路线分开的结构设计等，比如：采用倒装芯片结构、减薄衬底或垂直芯片结构的芯片，选用共晶焊接或高导热性能的银胶、采用COB技术将芯片直接封装在金属铝基板上、增大金属支架的表面积等方法。

大功率LED灯的散热性能分析随着LED（发光二极管）的发展和应用，大功率LED灯已经取代传统的照明设备成为主流。

在LED灯的设计中，散热性能是至关重要的一环。

因为LED芯片的发光效率很高，但是会产生大量的热量，如果不能及时散热，会导致LED灯的寿命缩短，光衰加快，从而影响灯具的使用效果和维护成本。

大功率LED灯的散热性能是指：LED固定在散热器上，将LED芯片和驱动电路产生的热量通过散热器传递到环境中，并保持灯具整体温度不超过LED芯片最大温度，从而实现LED灯长时间稳定工作。

散热器的选择与设计至关重要。

一般来说，散热器是采用铝制材料制作的。

由于铝具有良好的导热性能，且重量轻、价格便宜等优点，因此被广泛应用。

散热器的形状多种多样，包括圆柱形、方形、矩形等。

但是，散热器的散热效率与其表面积有关。

表面积越大，散热效率越高。

大功率LED灯的散热性能分析还需要考虑散热接口。

一般来说，散热接口采用导热硅脂或散热垫。

导热硅脂可以填充LED芯片与散热器之间的空隙，增加热量的传导。

散热垫是一种塑料材料，具有导热、绝缘、隔音等特性。

散热垫可以被粘贴在散热器的表面，增加散热面积，提高散热效率。

在LED灯的设计中，还要考虑LED芯片和驱动电路的散热。

尤其是驱动电路产生的热量更容易被忽视。

为了确保LED灯具的正常运行，驱动电路的热量也应该通过散热器传递到环境中。

因此，在LED灯具的设计中，需要考虑如何使PWM（脉冲宽度调制）芯片和电容散热。

此外，增加加热保护电路也是应该考虑的因素。

总之，大功率LED灯的散热性能分析需要考虑多个因素，包括散热器的选择与设计、散热接口的使用和LED芯片、驱动电路的散热等。

只有全面分析上述因素，才能保证LED灯具的正常运行。

大功率电子器件的散热技术研究引言：随着电子技术的迅猛发展，大功率电子器件在各个领域的应用越来越广泛。

然而，由于大功率电子器件在工作过程中会产生大量的热量，散热问题成为了亟待解决的难题。

本文将探讨大功率电子器件的散热技术研究，旨在提供一些解决方案和思路。

1. 散热问题的重要性大功率电子器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，会导致器件温度升高，从而降低其工作效率、缩短寿命甚至引发故障。

因此，散热问题的解决对于保证大功率电子器件的可靠性和稳定性至关重要。

2. 散热机制分析大功率电子器件的散热机制主要包括传导、对流和辐射三种方式。

传导是指热量通过物质的直接接触传递，对流是指通过流体介质（如空气）的流动传热，辐射则是指热量通过电磁波辐射传递。

在实际应用中，通常会综合运用这三种散热方式来解决大功率电子器件的散热问题。

3. 散热技术的研究与应用针对大功率电子器件的散热问题，研究人员提出了许多散热技术，并在实际应用中取得了一定的成果。

以下将介绍一些常见的散热技术。

3.1 散热片散热片是一种常见的散热技术，通过将散热片与大功率电子器件直接接触，利用传导方式将热量传递到散热片上，再通过对流和辐射的方式将热量散发出去。

散热片的材料通常选择导热性能较好的金属材料，如铝、铜等。

3.2 散热风扇散热风扇是一种通过对流方式进行散热的技术。

通过风扇的转动，可以加速空气流动，增强散热效果。

在实际应用中，通常会将散热风扇与散热片结合使用，以提高散热效率。

3.3 热管技术热管技术是一种利用液体在管道内的循环流动来传导热量的技术。

通过将热管与大功率电子器件连接，热管内的工作介质在热量作用下蒸发成气体，然后在冷却部分重新凝结成液体，形成闭合的循环。

这种技术具有传导散热效果好、散热均匀等优点。

4. 散热技术的优化与改进目前，针对大功率电子器件的散热技术仍然存在一些问题，如散热效率不高、成本较高等。

因此，研究人员正在不断努力进行优化与改进。

LED散热问题的解决方案LED（Light Emitting Diode）作为一种新型的照明光源，具有高效节能、寿命长、环保无污染等优点，被广泛应用于室内外照明、显示屏、汽车照明等领域。

然而，由于LED本身的特性，其工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效散热，将会影响LED的性能和寿命。

因此，解决LED散热问题是提高LED照明产品质量和稳定性的关键。

一、散热问题的原因分析1. LED的工作原理：LED通过电流通过半导体材料，产生光能，同时也会产生热能。

2. LED的封装形式：LED封装通常有贴片式、模块式等，不同的封装形式对散热效果有影响。

3. LED的工作环境：LED通常工作在高温环境下，例如室外照明、汽车照明等，会加剧散热问题。

二、解决方案1. 散热设计a. 散热材料选择：选择导热性能好的散热材料，例如铝基板、铜基板等，提高散热效果。

b. 散热结构设计：合理设计散热结构，增加散热面积，提高散热效率。

c. 散热器的设计：根据LED的功率和工作环境，选择合适的散热器，例如风冷散热器、水冷散热器等。

d. 散热风扇的使用：在散热结构中加入风扇，增加空气流动，加速热量的散发。

e. 散热装置的安装：合理安装散热装置，避免散热装置与其他元器件接触，影响散热效果。

2. 温度监控与控制a. 温度传感器的应用：在LED散热结构中加入温度传感器，实时监测LED的工作温度。

b. 温度控制系统：根据温度传感器的反馈信号，控制散热器的工作状态，保持LED的工作温度在安全范围内。

3. 散热材料的改进a. 导热胶的选择：选择导热性能好的导热胶，增加LED与散热材料的接触面积，提高散热效果。

b. 散热膏的使用：在LED与散热材料之间涂抹散热膏，填补空隙，提高热量传导效率。

4. 散热结构的优化a. 散热片的设计：合理设计散热片的形状和数量，增加散热面积。

b. 散热通道的设计：设计合理的散热通道，增加空气流动，加速热量的散发。

大功率LED阵列散热技术分析研究的开题报告题目：大功率LED阵列散热技术分析研究一、选题的背景和意义随着LED技术的不断发展和应用领域的不断拓展，大功率LED阵列已逐渐应用于各种室内照明和户外照明场合中。

然而，大功率LED阵列的发热问题一直是限制其长期稳定运行的主要问题之一。

为了解决大功率LED阵列的散热问题，提高其使用寿命和稳定性，需要对大功率LED 阵列散热技术进行深入研究。

本研究选取的大功率LED阵列照明灯具模块是目前市场上比较普遍使用的一种，因此深入研究其散热问题，对于推动LED照明产业的发展至关重要。

通过研究大功率LED阵列散热技术，能够为今后LED照明产业的技术改进和产品设计提供有益的参考。

二、研究内容和方法1. 研究大功率LED阵列的散热原理及其热特性，探究其散热机制和热传导性能。

2. 采用实验和模拟分析相结合的方法，对大功率LED阵列的散热性能进行测试。

分析不同的散热结构和参数对大功率LED阵列散热性能的影响。

3. 研究大功率LED阵列散热结构的优化设计，比较不同散热结构的散热效果和成本差异，提出更加科学合理的散热设计方案。

四、论文结构安排第一章引言1.1 研究背景及意义1.2 研究目的和内容1.3 研究方法和技术路线1.4 论文结构安排第二章大功率LED阵列的散热原理及其热特性分析2.1 大功率LED阵列的散热机制2.2 大功率LED阵列热特性分析2.3 大功率LED阵列散热模型建立第三章大功率LED阵列散热性能测试及分析3.1 大功率LED阵列实验测试3.2 大功率LED阵列模拟分析3.3 分析散热结构和参数对大功率LED阵列散热性能的影响第四章大功率LED阵列散热结构的优化设计4.1 不同散热结构的优缺点分析4.2 大功率LED阵列散热结构的优化设计4.3 散热设计方案成本分析第五章结论5.1 研究结论5.2 研究不足及展望参考文献三、预期研究成果1. 明确大功率LED阵列的散热机制及热特性，对散热机制进行深入分析，为后续研究提供理论基础。

2010年2月第21卷第1期照明工程学报Z HAOM ING GONGCHENG XU EBAOF eb.2010V ol121N o11杨光(中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽合肥230029)摘要:大功率LED的发光效率、使用寿命、光输出定向性等指标均优于常规的高压钠灯光源,因此在道路照明中将会逐步得到应用。

在决定大功率LED的性能和路灯设计的几个关键技术中,散热设计是非常重要的一环,散热设计的好坏将直接影响到LED路灯的实际应用能否成功。

文章主要从大功率LED的热特性着手,通过分析大功率LED的散热设计流程及常见的一、二次散热方案,来探讨大功率LED路灯的散热方案和不同的散热方案所适应的范围,给出了一些建议。

关键词:散热;大功率LED路灯;若干建议Researc h on Sche m es AboutHeat Dissi pation of H i gh-powerLED La mp in Road L ighti ngY ang G uang(T heN ational Sy nchrotron R adiation Laboratory,University of Science andT echnology of China,A n H u iH e Fei230029)Abst ractPo w er LED is superi o r to conventional high-pressure sod i u m la m p i n l u m inous efficacy,serv ice life, directional li g ht output e tc,therefore they w ill be used gradually i n the road lighti n g.In deter m i n i n g the perfor m ance of h i g h power LED s and i n high po w er LED la m p design key techn i q ues,the ther m al m anage m ent is very i m portan.t Ther m al design o f LED la m p w ill affect the practi c al applicati o n o f success directly.This article m ainly fro m t h e ther m al characteristics o f h i g h po w er LED,through the analysis ofh igh pow er LED heat dissi p ation pr ocess,co mm on and secondary coo li n g sche m e to explore t h e sche m es onther m a l design o f high po w er LED la m p,the cooling sche m e,d ifferent coo ling sche m e o f adapti v e and gives so m e Suggesti o ns.K ey w ords:heat d issipati o n h igh-po w er LED l a m p in road lighti n g,so m e suggesti o ns1前言创建节约型社会已成为人们的共识,但是目前道路照明中仍然大量使用的高压钠灯灯具的综合效率并不高,只有70%左右,且显色指数偏低,夜间照明感觉昏暗,不利于汽车驾驶人员和行人对目标和障碍物的分辨,对道路交通安全存在一定的影响。

大功率LED典型热沉结构散热性能分析时间：2011-09-21 浏览2968次【字体：大中小】大功率LED照明属固态照明，具有寿命长、安全环保、高效节能、响应速度快等优点，但尚有一些技术急需解决，主要为：光提取效率低、发热量大、价格较高。

目前led的发光效率仅能达到10％～20％，80％～90％的能量转化成了热量，使得大功率LED的热流密度超过150W/cm2，而常规的铜/铝散热翅片一般仅能满足50W/cm2散热需求。

如果热量不能及时有效地散发出去，将会使LED芯片结温升高，从而导致输出光功率减小、芯片蜕化、波长“红移”、器件寿命缩短等不良后果。

因此，如何解决散热问题成为LED推广应用的关键。

LED器件的散热分为一次封装散热和二次热沉散热两部分，一次封装散热主要是通过改善LED自身封装材料和结构进行散热，二次热沉散热主要是通过设计开发外部的热沉结构对LED进行热控制。

因此，要真正实现大功率LED的有效散热，需同时解决好一次散热和二次散热问题。

常见的二次热沉散热结构是将多颗大功率LED阵列在铝热沉上，如图1所示。

随着应用LED功率的增大，出现了热管散热、液体冷却散热、热电制冷散热等新型二次热沉散热结构。

鲁祥友等提出了一种将大功率LED散热和回路热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器，并对其传热性能和整体的均温性进行了实验研究。

袁柳林设计了大功率LED阵列封装的微通道制冷结构，并用热分析软件模拟了其热学性能及其参数的影响。

唐政维等设计了一种采用半导体致冷技术散热的集成大功率LED，不仅散热效果良好，且还可以使LED器件在高温、震荡等恶劣环境中正常工作。

PetroSki开发了一种新型热沉来实现大功率LED的冷却，该热沉基于自然对流实现换热，采用圆柱结构，周围布满了纵向分布的翅片，该设计可实现散热效果各向同性。

S.W.Chau等提出了一种采用电流体动力学方法（EHD）冷却LED的装置，由气体放电得到离子风进行强迫对流散热，其对流换热系数是自然对流的7倍，使热沉温度保持在20～30℃，并研究了不同条件下的散热效果。