LED芯片的结构与散热

一、正装结构

常规结构（正装、蓝宝石衬底）：

小功率直插LED

大功率LED

缺点：焊点、金线会挡光；蓝宝石导热差，芯片温度高；电极间距离近，易击穿；电流不均匀，电流拥堵。

二、倒装结构

倒装结构（蓝宝石衬底在上方、电极在下）（Luxeon系列）：

优缺点：焊点、金线不会挡光（也可不用金线，所谓的无金线封装）；用焊接材料导热，改善热阻，导热佳；仍存在电流拥挤；抗静电有改善。

三、垂直结构

垂直结构（SiC衬底导电，单电极，cree专利）：

优点：电流均匀；抗静电能力极强；SiC衬底导热性能是蓝宝石的10倍；也可用Si做衬底，成本更低（降低20-30%）。

四、高温的危害及散热方式

1、高温的危害

LED是温度敏感器件，温度每上升1℃，波长改变0.2～0.3nm，光强减少1％，同时电压下降，电流上升。对于白光LED，还会引起色温的变化。散热是影响LED性能的关键因素。工作温度相差10℃，寿命相差一倍。

LED通电后，温度上升，由于内部材料的膨胀系数（TCE）不一致，造成应力不同，不同材料之间剥离，发生断路、短路、闪烁等现象。

2、主动散热与被动散热

散热基本方式：对流、传导、辐射

被动（passive）散热：更好的封装方式（如COB）、更好的导热材料（导热油脂、纳米布、填充物等），散热鳍片，热管，半导体散热等。

特点：无需提供额外能源，不消耗功率。

主动（active）散热：风冷（风扇）、液冷、EHD/MHD等。

特点：需提供额外能源，可能制造噪声和电磁干扰。

五、散热能力比较

热阻：热阻（℃/W）的概念类似电阻定义，为温度差与功率的比，热阻越大，导热能力越差。

直插LED（非cree产品）热阻最高，高达K/W（即1W的LED，芯片温度可以比环境温度高度）。

导热能力：贴片食人鱼直插。

大功率LED导热能力：COB、垂直封装、倒装好于正装。

总结于年。可能有点old了。有时间了解一下最新的封装方式。

Mr李竞

拍案叫绝