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GaN基LED主要是一种通过能带跃迁将电能转化为光能的半导体照明器件。与传统照明相比,由于其具有高效节能,寿命长等优点,已经在市内照明、汽车、显示、医药业等领域得到了广泛地应用且优势明显。 然而,随着功率及注入电流的提高,LED的失效,尤其是热失效变得愈发严重,会影响发光特性,造成光衰、色漂移等严重后果。随着应用的推广,热管理及热失效分析也越来越引起人们的关注。本文对影响功率型LED热特性的不同因素进行了分析,并且对不同LED芯片,封装相同的功率型LED器件进行了加速老化,并对失效前后LED样品的参数进行了比较研究。本论文所取得的主要研究成果如下: 1)功率型LED热阻热性分析:利用瞬态热测量方式,对工作在不同温度和驱动电流下的GaN基发光二极管进行热阻分析。通过比较光电特性我们发现LED芯片对器件热阻影响很小,同时Die attach层对LED器件的热特性起着非常重要的影响,大约为50%。器件热阻不是一恒定值,会随着外部温度变化以及工作电流变化而变化。其变化的主要原因是归因于Die attach,由于die attach材料的声子平均自由程减小,从而降低了材料的热导率。 2)研究了不同荧光粉涂覆技术对热学特性的影响:在传统封装形式白光器件中,荧光粉对器件散热有着一定影响,由于其相对硅树脂较高的导热能力,可以有效的将芯片和荧光粉产生的热扩散到散热底座上。如果采用远程荧光粉涂覆技术,虽然荧光粉远离芯片有助于降低LED芯片的PN结结温,但会使得荧光粉温度升高,从而降低荧光粉的性能和可靠性。器件总热阻中,die attach占比重较大,LED器件中LED芯片对整体热阻贡献很小。 3)通过对不同LED蓝光器件进行加速老化,并对其老化前后的光电和热性能进行了比较分析。老化后,虽然峰值波长及峰形没有发生变化,但是串联电阻Rs以及热阻一般都有升高趋势。随着热阻的上升,其散热能力将会下降,使得在同样工作功率下的芯片结温升高,影响LED器件的正常工作。