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1、SEMICONDUCTOROPTOELECTRONICSVol.31No.6Dec.2010光電器件大功率LED熱特性測試評價方法研究112李學(xué)夔,譚海曙,黃楊程(1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院機電學(xué)院,廣東佛山528000;2.佛山國星光電科技有限公司,廣東佛山528000)摘要:分析了大功率LED的熱阻特性,結(jié)果表明不同厚度和熱導(dǎo)系數(shù)的粘接材料熱阻不同,而不同熱阻的粘接材料對于LED熱特性的實際影響一直缺乏有效的測量手段。采用熱像儀拍攝熱圖的方法對粘接材料對LED熱特性的影響進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明熱像
2、儀成像可以作為大功率LED熱特性測試評價的有效手段。關(guān)鍵詞:大功率LED;熱像儀;熱阻中圖分類號:TN312.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-5868(2010)06-0838-04StudyontheMeasurementofThermalPropertiesofHighpowerLEDsLIXuekui,TANHaishu,HUANGYangcheng(1.MechanicalandInformationEngineeringSchool,FoshanUniversity,Foshan5
3、28000,CHN;2.FoshanNationstarOptoelectronicsCo.Ltd.,Foshan528000,CHN)Abstract:ThethermalresistanceofhighpowerLEDwasanalyzed.Itisshownthatadhesivematerialswithvariousthicknessesandthermalconductivitieshavedifferentthermalresistance,buttheireffectsontheth
4、ermalpropertyofLEDcannotbemeasuredefficientlywithcommoninstruments.Inthispaper,theeffectsofadhesivematerialsweremeasuredwithinfraredthermalimager,andtestresultsindicatethatthermalimagerscanbeusedasanefficientmethodformeasuringthethermalpropertyofhighpow
5、erLEDs.Keywords:highpowerLED;infraredthermalimager;thermalresistance0引言從而降低芯片的發(fā)光效率,降低芯片周圍熒光粉的激射效率,嚴(yán)重影響器件的發(fā)光性能。同時,熱應(yīng)力大功率發(fā)光二極管(LED)的光通量從初始的的非均勻分布也會影響到芯片的使用壽命和穩(wěn)定0.001lm發(fā)展到現(xiàn)在的120lm,器件工作電流從幾性。2)在使用多個LED密集排列的白光照明系統(tǒng)毫安發(fā)展到目前超過1000mA。但目前LED的輸中,由于模塊間相互影響,高熱阻會導(dǎo)致器
6、件失效等入功率中只有大約15%的能量轉(zhuǎn)化為光能,其余能問題[12]。量則轉(zhuǎn)化為熱能。對于大功率器件來說,其輸入功由此可見,大功率LED熱設(shè)計合理與否直接關(guān)率大于等于1W,而芯片尺寸在1mm1mm至25系到LED的整體品質(zhì)。mm25mm之間,芯片功率密度很大,LED是一個目前,見諸文獻(xiàn)的有關(guān)LED溫度測量的方法有溫度依賴性較強的光源,如果LED器件的熱系統(tǒng)設(shè)[3][4]端電壓法、光譜法,這些方法只能測量出單點的計不完善,從pn結(jié)到外部環(huán)境的熱阻大,導(dǎo)致pn溫度,無法對LED整體溫度場分布加以測量評價
7、,結(jié)結(jié)溫過高,將對LED以下方面產(chǎn)生影響:1)由于再加上其測量精度不夠,操作復(fù)雜等,難以在生產(chǎn)實熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi),結(jié)區(qū)溫度容易升高,踐中推廣。本文利用紅外熱成像技術(shù),對端電壓法收稿日期:2010-04-01.和光譜法無法直接測量的芯片粘接材料對溫度場的基金項目:佛山市科技發(fā)展專項資金項目(200603003).影響進(jìn)行測量,并與所做理論分析進(jìn)行比對。探討838#半導(dǎo)體光電?2010年12月第31卷第6期李學(xué)夔等:大功率LED熱特性測試評價方法研究了紅外熱成像技術(shù)用于LED熱特性測試的可行性
8、。k0Sq=-(T1-T2)(4)x1LED散熱模型在n種介質(zhì)中的熱傳導(dǎo),穩(wěn)態(tài)下,根據(jù)熱量守恒原理,可知:以國星光電的NSHLWLLM2大功率LED為k1S1k2S2例。在實際應(yīng)用中,功率LED表面貼裝到金屬線路q=-(T1-T2)=-(T2-T3)=x1x2板上,為改善散熱效果,線路板安裝在外部熱沉上,knSnTi?=-(Tn-Tn+1)=(5)大功率LED芯片電極與Si襯底上的金球焊接在一xnxi/kiSi起,Si襯底通過粘接
