论文部分内容阅读
随着能源危机和环境污染的日益严重,LED由于其发光高、寿命长、节能和环保等优点成为一种新型的绿色光源产品。21世纪将进入以LED为代表的新型固体光源照明时代。随着LED向高光强、高功率发展,LED的散热问题日渐突出。散热问题影响到LED的光输出特性和器件的寿命,是大功率LED封装中的关键问题。在LED照明系统中,散热基板是热通路的核心部件,关系到整个系统的电气连接、物理支撑、散热特性、封装的工艺流程以及成本。本文针对大功率LED的散热问题,研究了LED封装用高导热铝基板,并对其在大功率LED上的应用进行了理论分析和实际制作。本文通过在树脂基体中添加纳米高导热填料碳化硅、氧化铝、二氧化硅来提高基板绝缘层的导热能力,重点探讨了填料种类和比例对基板绝缘层导热性能的影响,优化了填料配方。通过红外测试和散热实验分析了基板的散热效果,发现树脂与纳米导热填料用量比大约在100：35至100：45之间时,基板导热效果明显,而且混合导热填料填充到树脂基体中的导热性能要优于某一种导热填料,研究结果为按100：30：5：5比例配制树脂：SiC:Al2O3: SiO2时基板导热效果最佳,热阻可达0.65℃/W。通过LED热设计对基板绝缘层展开研究,发现基板绝缘层厚度和导热率分别与内部通道热阻关系近似于线形,当增大基板绝缘层的导热率、减小绝缘层的厚度是降低芯片结温和热阻的有效途径。对基板尺寸为6cm×6cm×1.5mm的6W阵列功率型LED进行热仿真,分析了LED芯片分布间距与其热阻之间的关系。随芯片间距的增大,热阻先减小后增大,当芯片间距d=20mm时,表面的温度分布是最均匀的,热阻最小。根据理论仿真,采用自制基板制作了一款阵列型6W大功率LED照明灯具,采用开关芯片LNK306制作恒流驱动器,通过散热实验测试LED灯具的散热效果,仿真结果为芯片结温39.143℃,实际测得的温度值为41.49℃,与仿真结果相符。