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散熱對高亮度LED影響究竟有多大？

點擊：477次時間：2023-04-03
01、熱量管理是高亮度LED應用中的主要問題
 由于III族氮化物的p型摻雜受限于Mg受主的溶解度和空穴的較高啟動能，熱量特別容易在p型區域中產生，這個熱量必須通過整個結構才能在熱沉上消散；LED器件的散熱途徑主要是熱傳導和熱對流；Sapphire襯底材料極低的熱導率導致器件熱阻增加，產生嚴重的自加熱效應，對器件的性能和可靠性產生毀滅性的影響。
 02、熱量對高亮度LED的影響
 熱量集中在尺寸很小的芯片內，芯片溫度升高，引起熱應力的非均勻分布、芯片發光效率和螢光粉激射效率下降；當溫度超過一定值時，器件失效率呈指數規律增加。統計資料表明，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10%。當多個LED密集排列組成白光照明系統時，熱量的耗散問題更嚴重。解決熱量管理問題已成為高亮度LED應用的先決條件。
 03、芯片尺寸與散熱的關系
 提高功率LED顯示屏的亮度最直接的方法是增大輸入功率，而為了防止有源層的飽和必須相應地增大p-n結的尺寸；增大輸入功率必然使結溫升高，進而使量子效率降低。單管功率的提高取決于器件將熱量從p-n結導出的能力、在保持現有芯片材料、結構、封裝工藝、芯片上電流密度不變及等同的散熱條件下，單獨增加芯片的尺寸，結區溫度將不斷上升。