1、發(fā)光二極管(Lightemittingdiode,簡(jiǎn)稱(chēng)LED)是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件,由于其工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn),被視為新一代照明光源,成為近幾年研究熱點(diǎn)。不過(guò)目前單顆LED光通量不高,通過(guò)集成多個(gè)LED組合成大功率LED光源模塊,是實(shí)現(xiàn)LED照明的一種主要方法。目前LED芯片的電光轉(zhuǎn)換效率不高,熱問(wèn)題突出,分析、控制大功率LED的熱問(wèn)題顯得尤為重要。文本對(duì)一種大功率LED器件進(jìn)行了熱分析,通過(guò)理論、數(shù)

2、值仿真兩種手段對(duì)結(jié)溫、熱阻、溫度場(chǎng)分布等進(jìn)行了研究。
　　 本文首先介紹了LED中熱的產(chǎn)生、熱特性以及熱管理、熱問(wèn)題的研究現(xiàn)狀,同時(shí)介紹了光源模塊及其熱問(wèn)題。指出MARC有限元分析軟件在熱分析中的應(yīng)用。對(duì)要研究的對(duì)象建立了熱阻模型,計(jì)算得到內(nèi)部熱阻和外部熱阻,從而得到整個(gè)器件總熱阻為7.623K/W。
　　 用數(shù)值模擬方法直觀地顯示了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下器件封裝體內(nèi)各個(gè)部分的溫度分布。結(jié)果顯示,所研究器件總熱阻為8.235K

3、/W,稍大于理論分析結(jié)果,這是由于理論計(jì)算沒(méi)有考慮接觸熱阻的影響。同時(shí)提出了單顆LED的封裝改進(jìn)方案,模擬結(jié)果顯示熱阻降低了大約1K/W,提高了LED的散熱能力。仿真結(jié)果顯示,在使用大功率(＞4.5W)LED時(shí),自然對(duì)流不能滿(mǎn)足光源模塊的散熱要求,必須加載強(qiáng)制對(duì)流裝置。同時(shí)模擬了大功率LED光源模塊的溫度分布,由于各個(gè)LED之間距離較近,存在著熱耦合現(xiàn)象,因此模塊芯片比單顆芯片工作時(shí)結(jié)溫高。而且分析了底面對(duì)流換熱系數(shù)與LED功率、LED