LED光源特点及其封装热特性

摘要：LED 被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四
代光源。本文论述了LED 光源的特点及其几种封装形式的热特性。

文中表面贴装及功率型封装LED暂缺图片。

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LED 光源特点及其封装热特性
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摘要：LED 被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。本文论述了LED 光源的特点及其几种封装形式的热特性。
关键词：LED 热设计 封装

LED 光源及其特点
LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，当在半导体PN 结的两端加上电压时，电子开始移动和空穴（带正电的离子）结合，此时多余的能量将以光的形式释放出来，产生辐射光，从而把电能直接转换为光能。
LED 的应用可分为两大类：一是LED 单管应用，包括背光源LED，红外线LED 等；另外就是LED 显示屏。目前，中国在LED 基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距，但就LED 显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。LED 显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。
近几年，LED 的发光效率增长100倍，成本下降10倍，广泛用于大面积图文显示全彩屏，状态指示、标志照明、信号显示、液晶显示器的背光源，汽车组合尾灯及车内照明等方面，其发展前景吸引全球照明大厂家都先后加入LED 光源及市场开发中。极具发展与应用前景的是白光LED，用作固体照明器件的经济性显著，且有利于环保，正逐步取代传统的白炽灯，世界年增长率在20％以上，美、日、欧及中国台湾省均推出了半导体照明计划。功率型LED 优异的散热特性与光学特性更能适应普通照明领域，被学术界和产业界认为是LED 进入照明市场的必由之路。为替代荧光灯，白光LED 必须具有150～200 1m/W 的光效，且每lm 的价格应明显低于0.015$/lm(现价约 0.25$/lm，红光LED 为0.065$/lm)，要实现这一目标仍有很多技术问题需要研究，但克服解决这些问题并不是十分遥远的事。按固体发光物理学原理，LED 的发光效率能近似100％，因此，LED 被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、
荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。
目前，比较成熟的商品化功率型LED 输入功率一般为1W，芯片面积1mm×1mm，其热流密度达到了100W cm2 。随着芯片技术的日益成熟，单个LED 芯片的输入功
率可以进一步提高到5W 甚至更高（10W），因此防止LED 的热量累积变得越来越重要。如果不能有效地耗散这些热量，随之而来的热效应将会变得非常明显。结温升高，直接减少芯片出射的光子，发光效率降低，在室温附近，温度每升高1℃，LED 的发光强度会相应地减少1％左右；温度升高会使得芯片的发射光谱发生红移，色温质量下降，尤其是对基于蓝光LED 激发黄色荧光粉的白光LED 器件更为严重，一般情况下，LED 的发光波长随温度变化为0.2～0.3nm/℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度；荧光粉的转换效率也会随着温度升高而降低。因此由于温度升高而产生的各种热效应会严重影响到LED 器件的使用寿命和可靠性，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数LED 的驱动电流限制在20mA 左右。但是，LED 的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型LED 的驱动电流可以达到70mA、100mA 甚至1A 级。为改善其热特性，需要全新的LED 封装设计理念和低热阻封装结构及技术。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，在应用设计中，PCB 线路板等的热设计、导热性能也十分重要。
图.1 LED 封装的发展
由于LED 内部热源温度（结温<120℃）远远低于灯丝或气体电弧，所以其辐射传热量很少。从表1 可以看出以导热方式传输的热量占LED 发热量90％，所以对于LED 的热设计可以通过建立其传热的等效电路，通过分析等效电路图，计算LED 内关注点的温升以及这些部位在达到热稳定时的温度。

该文是lz整理的？
lz是foxconn的？
不可思议

什么资料啊，先下来看看

基本的觀念釐清才是最重要低
感謝

FOXCONN的领域广阔!前途无量!

很有參考價值
謝謝大大的分享