LED热阻计算：散热设计与关键技术

LED熱阻計算方法是LED技术发展中的关键问题，特别是在高功率应用中，由于LED的亮度增加和颜色多样性，它们的应用范围已经从简单的指示灯扩展到交通信号灯、显示屏、汽车照明系统、建筑装饰灯，以及逐渐渗透到普通照明市场。然而，LED的高效工作受到热管理的显著影响，因为过高的结温会导致产品质量下降和使用寿命缩短，据统计，约70%的LED故障源于温度过高。 降低LED热阻的关键在于封装材料的选择和结构设计。封装材料如芯片、金线、硅胶、环氧树脂和粘结剂应具备低热阻、良好的导热性能。合理的结构设计确保了材料间的连续导热和热膨胀系数匹配，避免形成散热瓶颈和因温度变化导致的机械应力，防止欧姆接触和固晶界面问题，从而延长LED的寿命。 测量LED热阻的方法多种多样，包括红外微象仪法、电压参数法、光谱法、光热阻扫描法和光功率法，其中电压法因其便利性而被广泛应用。LED在工作时，电能主要转化为光能和热能，大部分能量以非辐射复合形式转化为热能，这导致晶片温度上升，进一步降低发光效率。大功率LED面临的散热挑战主要包括PN结至外延层、外延层至封装基板、封装基板至外部冷却装置直至环境空气三个关键环节。 热传导可以通过传导、对流和辐射三种方式进行，其中传导是最基本的方式，涉及原子间的直接能量传递。对于大功率LED，优化这些热传导路径是至关重要的，任何环节的薄弱都可能导致整体散热设计失效。因此，研究和改进LED热阻计算方法对于提升产品性能、可靠性和使用寿命具有重要意义，是推动LED照明技术进步的重要驱动力。