用于高功率發(fā)光二極管的覆銅陶瓷基板研究

　　根據這些數據去推斷，似乎進(jìn)一步發(fā)展是把接面和金屬片之間的熱阻降低。對于功率價(jià)值大于5W的LED 4K/W熱阻值可于不久的將來(lái)達到。

　　對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。

　　對于封裝型發(fā)光二極管的研究，我們使用了Lumileds Luxeon V (數據取自公開(kāi)數據單)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(包括擴散)

　　封裝內的溫度分布顯示了大多數的熱能都分布在封裝內的金屬片上。

　　圖10 結到基板的總熱阻

　　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。這是因為封裝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果。

　　圖11 結到基板的總模擬熱阻

　　當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估。