用于高功率發(fā)光二極管的覆銅陶瓷基板研究

　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)去推斷，似乎進(jìn)一步發(fā)展是把接面和金屬片之間的熱阻降低。對(duì)于功率價(jià)值大于5W的LED 4K/W熱阻值可于不久的將來達(dá)到。

　　對(duì)于晶粒直焊基板封裝，基板本身已經(jīng)是熱管理的樽頸地帶，這趨勢(shì)會(huì)迫使基板作進(jìn)一步改良。

　　發(fā)光二極管封裝的熱能特性

　圖7 熱阻模擬

　　圖7顯示功率發(fā)光二極管封裝的散熱途徑。我們且不談散熱器而集中于RJ-B=RJ-S+RS-B的情況。

　　對(duì)于封裝型發(fā)光二極管的研究，我們使用了Lumileds Luxeon V (數(shù)據(jù)取自公開數(shù)據(jù)單)以作模擬，同時(shí)視察了優(yōu)化散熱的布局模式之熱分布結(jié)果。

　　圖8 幾何模型

　　材料是用一塊鋁覆銅基板1 mm Al / 75 μm絕緣介質(zhì)/70 μm Cu (介質(zhì): 2,2 W / mK)。邊界條件是把散熱器固定于攝氐20度。至于晶粒直焊基板模擬，我們使用一個(gè) 2x2mm的 GaAs正方型體，使用的軟件是 IcePack。

　　封裝型發(fā)光二極管的模擬結(jié)果

　　基板物料 RB 的熱阻顯示了和絕緣物厚度的相依性(圖9)。在封裝型發(fā)光二極管中，測量到最低值的靜態(tài)基板熱阻是0.3 K/W。

　　圖9 模擬熱阻(包括擴(kuò)散)

　　封裝內(nèi)的溫度分布顯示了大多數(shù)的熱能都分布在封裝內(nèi)的金屬片上。

　　圖10 結(jié)到基板的總熱阻

　　因此參考整體熱阻RJ-B顯示出基板熱阻的降低并未對(duì)發(fā)光二極管的芯片有很大的作用。 雖然溫度有肯定性的減低， Rth跌幅并不很明顯。這是因?yàn)榉庋b本身的熱阻太高而即使基板的熱阻降低卻未能影響到整體結(jié)果。

　　圖11 結(jié)到基板的總模擬熱阻

　　當(dāng)其封裝的熱阻要求再下降，封裝型發(fā)光二極管的情況需重新評(píng)估。