散热对高亮度LED的影响

助全球 性的能源短缺和环境污染状况，LED显示屏 以其节能及环保的特点有着广阔的应用空间，在照明领域中LED发光产 品的应用正吸引着世人的目光。一般来说， LED灯工作是否稳定，品质好坏，与灯体 本身散热至关重要，目前市场上的高亮度LED灯的散热，常常采用自然散热，效果并不理想。LED光源打造的LED 灯具，由LED、散热结构、驱动器、透镜组成，因此散 热也是一个重要的部分，如果LED不能很好散热、它的寿命也会受影响。

1、热量管理是高亮度LED应用中的主要问题

由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受主的 溶解度和空穴的较高启动能，热量特别容易在p型区域中产生，这个热 量通过整个结构才能在热沉上消散； LED器件的 散热途径主要是热传导和热对流；Sapphire衬底材 料极低的热导率导致器件热阻增加，产生严 重的自加热效应，对器件 的性能和可靠性产生毁灭性的影响。

2、热量对高亮度LED的影响

热量集 中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热 应力的非均匀分布、芯片发 光效率和萤光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失 效率呈指数规律增加。统计资料表明，元件温度每上升2℃，可靠性下降10%。当多个LED密集排 列组成白光照明系统时，热量的 耗散问题更严重。解决热 量管理问题已成为高亮度LED应用的先决条件。

3、芯片尺 寸与散热的关係

提高功率LED显示屏 的亮度直接的方法是增大输入功率，而为了 防止有源层的饱和相应地增大p-n结的尺寸；增大输 入功率必然使结温升高，进而使量子效率降低。单管功 率的提高取决于器件将热量从p-n结导出的能力、在保持现有芯片材料、结构、封装工艺、芯片上 电流密度不变及等同的散热条件下，单独增加芯片的尺寸，结区温度将不断上升。

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