LED二次散热技术

    2010年7月，LED二次散热技术[期刊论文]
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发光二极管二次散热技术简介
饶连江 南京汉德森科技股份有限公司（南京210000）
摘要: 发光二极管（LED）以其优良的节能、环保、长寿等性能逐渐渗透到普通照明领域，需求量急剧升高。LED 的发展速度
相当惊人，但其功率的80%左右转化为热量，所以掌握LED 散热技术十分重要。文中主要讲述LED 二次散热的机理、工程设计方法和二次散热新技术等。
关键词: 发光二极管（LED） 热量二次散热对流辐射

引言
大功率高亮度发光二极管（LED）是21 世纪最具发展前景的一种新型冷光源。LED 产业是近年来被认为最有潜力的产业之一，大家都期待LED 能够进入普
通照明市场，成为新照明光源。随着哥本哈根会议和低碳经济议题的发起，LED 将大规模地进入了普通照
明市场，其经济产值已超过百亿美元。
LED 的发光机理是靠PN 结中的电子在能带间跃迁产生光能，当它在外加电场作用下，电子与空穴的
辐射复合发生电致作用将一部分能量转化为光能，而无辐射复合产生的晶格震荡将其余的能量转化为热能。
LED 设计时，必须注重它的散热技术。
LED的散热技术主要包括一次散热技术和二次散热技术。一次散热技术指LED 的芯片封装散热，热流途径为LED 芯片传导到封装芯片的热沉之上。二次散热技术指LED 照明灯具的散热设计，热流途径为LED芯片的封装热沉到周围的空气。对于大多数LED 灯具设计师来说，LED 封装厂商提供完整的LED 封装芯片及其热性能参数，不需要进行一次散热设计，他们
的主要任务是进行符合工业造型的二次散热设计。
目前，限制LED 照明灯具发展的瓶颈主要有两个：一个是成本。LED 光源相对于传统光源来说，价格还是偏高，但是，随着生产工艺的进步以及国内企业的广泛参与，LED 成本会逐步下降。另一个瓶颈是散热。由于LED 属于半导体发光器件，而半导体器件随着自身温度的变化，其特性会有明显的变化。对于LED，结温的升高会导致器件各方面性能的变化与衰
减[1]。LED 的理论寿命能达到十万小时以上，实际使用中，LED 的结温一般都比较高，统计表明，70%的
LED器件失效是由温度过高导致的，结温每升高10℃，LED 寿命将减少一半。LED 温度升高，对发光效率和
光源颜色也会造成一定危害。例如外量子提取率下降、主波长红移、荧光粉效率降低等。