大功率LED作为半导体照明的代表,其性价比越来越高,取代白炽灯、荧光灯和高压放电灯等传统光源指日可待。通过封装多个芯片组合成大功率,即MCM-LED,是实现大功率LED的一种主要方法。MCM-LED的功率密度很大,而目前芯片的电光转换效率并不高,热问题突出,分析、控制大功率LED的热问题显得尤为重要。本文对一种8W路灯用白光LED多芯片组件进行了热分析,通过理论、模拟、试验三种手段对结温、热阻、热耦合、热场分布等等进行了研究。文章首先介绍了LED中热的产生、热特性以及热管理、热问题的研究现状,同时介绍了MCM-LED及其热问题。指出ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用。对要研究的对象建立了热工模型,计算得到内部热阻为0.214K/W,外部热阻为2.407K/W,整个体系总热阻为2.621K/W,散热器的肋片效率为0.92。用数值模拟方法直观地显示了稳态条件下封装体内各个部分的温度分布,计算出的内部热阻为0.269K/W,与理论分析的结果比较接近。分析了热流密度矢量和温度梯度,着重分析了固晶材料和固晶技术对散热的影响,拟合得出了内部热阻与固晶材料导热系数的关系式,发现二者近于倒数关系,求得内部热阻极限为0.238K/W,指出一味追求高导热系数的材料并不实际,采用合适导热系数的固晶材料,不仅可以降低内部热阻,而且有利于减轻多芯片之间的热耦合,最后对带散热器的整个系统进行了模拟尝试。文章最后设计了一个简单的测温试验,并与理论、模拟分析的情况进行了对比,总结得出MCM-LED热分析的一种有借鉴意义的手段:通过简易方法测得特征温度,然后与模拟所得的关系式结合,进而分析得出结温和热阻。