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大功率LED芯片粘结材料和封装基板材料的研究

上传人:熊旺/蚁泽纯/王钢/吴昊

上传时间: 2012-03-12

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作者 熊旺/蚁泽纯/王钢/吴昊
单位 中山大学
分类号 TN312.8
发表刊物 《材料研究与应用》
发布时间 2010年6月

  LED作为第四代的照明光源,其未来的发展方向是普通照明领域,用固体光源LED取代白炽灯、荧光灯等传统照明光源已成为未来10年内的发展目标[1].大功率LED的散热问题是目前阻碍其迅速发展的难题之一.由于芯片散热不良会造成热量的积累,从而使得LED芯片结温升高,严重影响LED的光效、寿命和可靠性[2-3],因此如何利用新型材料降低LED的热阻成为重要的研究课题.

  热阻是评判LED散热能力的关键参数,对其进行测量具有重要的意义.现今的热阻测量方式包括红外热像仪[4],W/B定标法[5],波峰偏移法[6]等,上述方法都有稳定性和可重复性差,并且无法获得封装内部各部分热结构的缺陷.本文利用正向电压法的瞬态热学测量,可从降温曲线中解析出包含热阻、热容的结构函数,得到封装各部分的热阻值[7].对大功率LED传热路径上的热结构特性进行分析,阐明封装中各部分结构的优劣.另外测量了不同粘结材料和封装基板的LED热阻,得到不同粘结材料和封装基板对LED封装热阻及结温影响的规律.

  1 实验及结果

  采用美国Analysis Tech公司生产的Phase11型热阻测试仪,以表征热问题的关键参数热阻为基础,分别对采用不同粘结材料和封装基板的LED进行了测试.

  粘连材料的实验所用芯片均为台湾晶圆公司生产的蓝宝石衬底大功率LED.而基板材料的实验,则用的是中昊光电公司生产的同一个大功率LED,通过导热胶将其封装在不同的基板上.

  1.1 温度敏感系数K 的测量在相同小电流条件下,忽略其自加热效应,PN结结电压和结区温度有良好的线性关系[8-9],这一特性被用于测量和分析半导体器件工作时的温升,LED的温度系数就是这个线性关系的斜率.定标后的LED 结区可当做一个温度探测器,用于测量热阻.

  实验时将LED放在校准锅内,油浴加热和散热,LED通以1mA的测量电流.加热浴锅,使油温达到较高的温度(一般不超过LED芯片允许的最高……

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