大功率白光LED封装温度场模拟及材料优化 .pdfVIP

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俘掳专家论坛．一

大功率白光ＬＥＤ封装

温度场模拟及材料优化

现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨工业大学（１５０００１）王春青

哈尔滨工业大学（威海）材料学院（２６４２０９）李焕然

摘要针对一种大功率白光ＬＥＤ照明灯具的封装构件进行热分析．通过有限元计算分析其在工作状态时

的稳态温度场，发现ＬＥＤ封装整体的温度梯度比较大，此时ＬＥＤ芯片的温度为３９６Ｋ，灯罩为３２０Ｋ。通过实

际测量计算得出ＬＥＤ的结温为３９４．５Ｋ，与数值模拟的结果基本吻合。封装陶瓷基板是阻碍器件散热的主要部

分。为此，提出了几种优化方案，分别是采用不同的ＬＥＤ封装材料以及采用不同的铝热沉结构尺寸，并且进行了

模拟对比。结果表明，同时采用Ｃｕ—Ｍｏ—Ｃｕ复合基板和铝热沉效果最佳，可使ＬＥＤ的结温降为３３６Ｋ，温差降为

１Ｋ。ｌ

关键词：封装温度场材料优化

中图分类号：ＴＮ３６

应用于家用普通照明领域．并开始应用于汽车前照大

０前言

灯，这是一项开创性的技术创新。可以说，ＬＥＤ光源的

电子封装技术在ＬＥＤ（１ｉｇｈｔ—ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）中的应发展将会带动国家的经济发展和全球环境的改善｜３］。大

用非常广泛…，大功率ＬＥＤ照明是近几年来研究应用功率ＬＥＤ制作要能可靠稳定发光并应用于市场，这就

的热点之一，随着大功率ＬＥＤ芯片的制备成功后，大大是封装要解决的关键问题。

提高了其在照明领域的应用潜力。白光ＬＥＤ具有无污大功率ＬＥＤ单芯片的功率等于若干个小功率

染、发光效率高、寿命长、低电压工作等突出优点．国内ＬＥＤ的总和，供电线路相对简单，散热结构完善，物理

外光电、照明、半导体以及能源等领域的人士，已经看特性稳定｜４』。在完成大芯片制作后，面临着如何将大芯

到了大功率白光ＬＥＤ未来的巨大市场价值，纷纷大力片进行封装的挑战。对于大功率ＬＥＤ器件的封装方法

争夺占领这块市场。专业人士预测白光ＬＥＤ光源在并不能简单地套用传统的小功率ＬＥＤ器件的封装方

未来１０～２０年内将逐步取代白炽灯、荧光灯和节能灯，法与封装材料。简单的增大发光面积无法解决根本的

散热问题和取光问题，因此也就无法达到预期的光通

量和实际应用效果。过去ＬＥＤ的应用只是在指示灯的

收稿日期：２００８一ｏ４—２４

２２００８年第６期

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