功率型led的熱測(cè)試和熱仿真

1、理論物理專業(yè)畢業(yè)論文 精品論文 功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真關(guān)鍵詞：功率型LED 熱仿真 電壓溫度系數(shù) 熱測(cè)試 發(fā)光二極管摘要：隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響

2、，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)

3、學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿

4、真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。正文內(nèi)容 隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文

5、主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫

6、區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到

7、MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體

8、照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA

9、)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱

10、效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。

11、由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2

12、.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分

13、析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED

14、討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片

15、和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流

16、有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯

17、著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突

18、出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP

19、，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板

20、次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的

21、研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模

22、型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)

23、據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率

24、型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以

25、下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。

26、我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)

27、實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)

28、相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變

29、化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三

30、芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)

31、光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.

32、從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型LED正向電壓隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)在恒定電流下，兩者的關(guān)系可分為高溫區(qū)和低溫區(qū)兩段。在高溫區(qū)兩者為線性反比關(guān)系，并且電壓溫度系數(shù)與正向電流有關(guān)：在低溫區(qū)正向電壓隨溫度減小而突然急劇增大。我們提出的理論模型很好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.運(yùn)用電學(xué)法測(cè)量單芯片功率型LED瞬態(tài)冷卻曲線，通過數(shù)學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為積分和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)來分析LED封裝器件各區(qū)域的熱阻和熱容。1s的瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集精度和高的重復(fù)性保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可

33、靠性。應(yīng)用這種方法比較了三種不同金屬芯印刷電路板(MCPCB)對(duì)單芯片功率型LED的散熱效果，得知貝格斯鋁基板散熱性能最好，ANT鋁基板次之，普通鋁基板最差。還對(duì)同封裝結(jié)構(gòu)的單芯片和三芯片功率型LED進(jìn)行了熱測(cè)試分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與熱學(xué)模型的理論預(yù)計(jì)結(jié)果相一致。并得知金屬塊到MCPCB間的熱阻對(duì)多芯片LED的結(jié)溫影響最為顯著，熱管理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮該部分影響。 5.根據(jù)實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)分別建立了單芯片和三芯片功率型LED的有限元熱學(xué)模型，并通過實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。并對(duì)單芯片功率型LED討論了各層材料熱導(dǎo)率對(duì)其散熱的影響，對(duì)多芯片功率型LED討論了不同芯片間距對(duì)其散熱的影響。 關(guān)于

34、功率型LED熱特性的測(cè)試與仿真是功率型LED發(fā)展歷程，特別是商品化過程中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于封裝很大程度決定了LED的散熱性能，本課題的研究對(duì)功率型LED封裝具有重要的實(shí)用價(jià)值。隨著發(fā)光二極管(LED)芯片發(fā)光效率的提高以及功率型LED芯片的制備成功，使得LED半導(dǎo)體固體照明成為現(xiàn)實(shí)。由于功率型LED與傳統(tǒng)光源相比的突出性能以及其未來的巨大市場(chǎng)前景，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)爭(zhēng)相投資研發(fā)LED照明光源。但是功率型LED同時(shí)也存在發(fā)光效率低和發(fā)熱量高的發(fā)展瓶頸。本文主要圍繞功率型LED的熱問題展開研究，包括單芯片和多芯片功率型LED的熱測(cè)試和熱仿真。具體包括以下內(nèi)容： 1.闡述了LED的發(fā)展歷史、發(fā)光機(jī)制以及其特點(diǎn)和應(yīng)用，并詳細(xì)說明了結(jié)溫對(duì)LED性能的影響，指出對(duì)LED熱問題研究的必要性。 2.介紹熱傳遞基本原理以及LED的熱學(xué)參數(shù)與熱學(xué)模型，還回顧總結(jié)了LED熱阻的各種測(cè)量方法。 3.從理論上詳細(xì)分析了LED正向電壓隨溫度變化的物理機(jī)理，并在大的電流范圍(0.1200mA)和溫度范圍(60350K)內(nèi)，對(duì)AlGaInP，InGaN材料系功率型