摘要：建立了大功率发光二极管(LED)器件的一种封装结构并利用有限元分析软件对其进行了热分析,比较了采用不同材料作为LED芯片热沉的散热性能。最后分析了LED芯片采用chip-on-board技术封装在新型高热导率复合材料散热板上的散热性能。

　　目前，比较成熟的商品化功率型发光二极管(LED)输入功率一般为1 w，芯片面积l mm×1mm，其热流密度达到了100 W/cm 。随着芯片技术的日益成熟，单个LED芯片的输入功率可以进一步提高到5 W 甚至更高，因此防止LED的热量累积变得越来越重要。如果不能有效地耗散这些热量，随之而来的热效应将会变得非常明显;结温升高，直接减少芯片出射的光子，取光效率降低;温度的升高会使得芯片的发射光谱发生红移，色温质量下降，尤其是对基于蓝光LED激发黄色荧光粉的白光LED器件更为严重，其中荧光粉的转换效率也会随着温度升高而降低。因此由于温度升高而产生的各种热效应会严重影响到LED器件的使用寿命和可靠性。

　　在封装过程中，LED芯片、金线、封装树脂、透镜，以及芯片热沉等各个环节，散热问题都必须很好地重视。大多数塑料和环氧树脂暴露在紫外辐射下都会变黄老化，这种老化随着封装结构温度的增加会越来越严重，且不可逆转。为了最大限度地减少LED封装树脂的老化效应，封装中多余热量应避免从取光途径散出，为此应通过设计低热阻LED封装结构将其芯片产生的大部分热量通过芯片热沉消散到外界环境。其突破点就是芯片热沉的结构、尺寸、和材料。

　　近年来，关于大功率LED封装的热问题，国际上已有很多相关报道，2001年，M.Arik等 论述了关于大功率LED器件级和系统级封装过程中的热问题，着重比较了采用不同芯片材料以及键合技术对LED散热性能的影响;在2003年，建立并分析白光LED中荧光粉颗粒的热模型 ，并于2004年通过有限元分析和实验得到关于LED芯片级封装过程中的一些关键性热问题。

　　本文主要针对目前大功率LED器件散热问题设计出一种有效的封装结构，分析了其等效热阻网络，并建立了基于热传导和对流的有限元数值模型;着重分析该芯片热沉结构的散热性能，比较芯片热沉所采用的材料对整个LED封装结构散热性能的影响。最后还给出了chip—on—board封装技术的有限元分析结果。

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