如何評估LED封裝設備的散熱水平?

熱阻通道串聯。熱阻通道成串聯關係。

led燈具作為一種新型節能燈具，在照明過程中隻將30-40%的電能轉化為光，其餘的都轉化為熱能。熱能的存在促使小黄鸭导航福利關注它LED封裝器件的熱阻。一般，LED功率越高，LED熱效應越明顯，熱效應引起的問題就越突出，如芯片高溫的紅色移動現象；高溫對芯片的永久光粉層發光效率降低、加速老化、色溫漂移、熱應力引起的機械故障等。這些都直接影響到它們LED發光效率、波長、正壓降和使用壽命。LED散熱已成為燈具發展的巨大瓶頸。

應如何評估LED封裝設備的散熱水平？

應用舉例

1.封裝器件的熱阻試驗

(1)測試方法1:

在熱阻試驗過程中，包裝產品的一般散熱路徑為芯片-固晶層-支架或基板-焊膏-輔助試驗基板-導熱連接材料。

側結構及散熱路徑

根據測試，可以得出以下熱阻曲線，測試產品的總熱阻(整個散熱路徑)為7.377K/W。該方法測試的熱阻應根據樣品的結構確定曲線中的熱阻分層，以獲得包裝設備的準確熱阻。該方法更合適SMD封裝器件。

熱阻曲線

(2)測試方法2:

與該方法不同，該方法需要進行兩次熱阻測試，比較熱阻，可以準確到設備基板外殼，無附帶測試基板值。

兩次測試分別：第一次測量，設備直接接觸基板熱沉；第二次測量，導熱雙麵膠夾在設備和基板熱沉之間。由於兩個散熱路徑的變化僅發生在設備的封裝外殼之外，因此兩個測量的邊界代表了設備的外殼。以下曲線變化可以得到設備的精確熱阻。該方法適用COB封裝器件。

對比多次測試的熱阻曲線

(3)用結構函數識別設備的結構

傳統上，芯片、支架或基板、測試輔助基板或冷板的熱阻和熱容相對較小，而固晶層和導熱連接材料的熱阻和熱容相對較大。

如下麵的結構函數所示，結構函數越近 y 軸的位置代表了接近芯片有源區的實際熱流傳導路徑的結構，越遠 y 軸的位置代表熱流傳導路徑上遠離有源區的結構。積分結構函數是熱容熱阻函數，曲線上平坦的區域代表設備內部熱阻大、熱容小的結構，陡峭的區域代表 零件內部熱阻小，熱容大。在微分結構函數中，波峰與波穀的拐點是兩種結構的分界處，便於識別設備內部的各層結構。在結構函數的末端，其值往往是垂直的 直的漸近線代表熱流傳遞到空氣層。因為空氣體積無限大，熱容無限大。從原點到這條漸近線 x 值是從結區到空氣環境的熱阻，即穩態下的熱阻。

熱阻曲線的兩種結構函數

2.封裝設備內部缺陷

顯示固晶層內部缺陷

與上述兩個設備的剖麵結構相比，固晶層存在明顯差異。左側為正常產品，右側為固晶層有缺陷的產品。

固晶層缺陷引起的熱阻變大

固晶層缺陷會增加熱阻，影響散熱性能，具體影響程度與缺陷大小有關。