LED芯片散熱焦耳熱分布失效分析

2021-12-18 14:25:17

LED芯片是LED照明的核心部件。芯片溫度過高會嚴重影響LED壽命和發(fā)光質量。散熱器作為芯片唯一的散熱手段，在設計時必須注意溫度分布。本文主要介紹了利用紅外熱像儀檢測發(fā)光二極管芯片的散熱器。通過分析和改進散熱器的設計，可以發(fā)現材料或設計上的問題，從而提高LED產品的質量。

通過對比8種LED設計，可以看出右下角散熱效果最差，右上角散熱效果最好。

發(fā)光二極管芯片溫度與散熱器的關系

LED芯片不應超過120，LED的使用壽命與溫度成反比。如果溫度過高，LED的光衰減會增加，影響使用壽命。

散熱器起到冷卻LED芯片的作用。無散熱片、散熱片設計不良或散熱片選材不當都會嚴重影響散熱效果，導致LED壽命縮短或LED變色。

案例：在大型LED廠商中，研發(fā)的項目組；d部門為芯片設計了散熱方案，需要考慮散熱效果和尺寸，因此設計了6種散熱器進行研究。見圖，左下、中下、右下、左上、中上、右上，散熱器面積依次增大。使用相同的芯片，相同的輸入電壓和電流，相同的點亮時間，觀察不同散熱器的發(fā)熱情況，為散熱器的設計提供溫度依據。

不同翅片的加熱狀態(tài)

圖中“中上”溫度為48.1，與散熱器尺寸的溫度趨勢不一致。正常計算應在43-44之間。

說明散熱片的設計或材料選擇有問題。該圖還可以根據面積大小和溫度對單位面積的散熱量進行定量分析計算。

散熱器的定量分析

圖中，LED芯片(右邊的圓圈)采用長散熱器，利用SmartView軟件對不同距離的溫度分布進行線性分析。

散熱器上有一個金屬帶段，因此在溫度線性分析期間，由于發(fā)射率，金屬帶的溫度較低(在黑色圓圈處)。

方形散熱器，對角對角溫度分布

行業(yè)應用

發(fā)光二極管芯片或器件制造商，研發(fā)；d部門。