大功率遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED散熱封裝設(shè)計(jì)
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圖片說(shuō)明： 第1期陳華，等:大功率遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED散熱封裝設(shè)計(jì)99封裝膠熒光粉層封裝膠透鏡芯片絕緣層基座散熱器圖1遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED封裝結(jié)構(gòu)Fig．1ConfigurationofremotephosphorwhiteLED熒光粉層封裝膠熱傳導(dǎo)透鏡熱傳導(dǎo)熱對(duì)流、熱輻射封裝膠熱傳導(dǎo)LED芯片基座熱傳導(dǎo)散熱器熱對(duì)流、熱輻射圖2熒光粉層和芯片的散熱路徑Fig．2Heattransferpathsoftheremotephosphorlayerandthechip從圖2可以看出，芯片的主要散熱路徑是通過(guò)基座、熱界面材料的熱傳導(dǎo)作用將熱量傳導(dǎo)至散熱器散出;熒光粉的主要散熱路徑包括向上通過(guò)透鏡向環(huán)境的熱傳導(dǎo)和向下通過(guò)LED芯片到達(dá)散熱器的熱傳導(dǎo)兩個(gè)途徑。由于封裝硅膠和硅樹(shù)脂透鏡的熱傳導(dǎo)系數(shù)很低，通常認(rèn)為該路徑的熱傳導(dǎo)作用可以忽略，即熒光粉的熱量主要通過(guò)LED芯片從散熱器散出，這就不可避免地產(chǎn)生了芯片和熒光粉的互熱作用。由于透鏡、硅樹(shù)脂對(duì)紅外熱輻射具有透射作用，同時(shí)它們和芯片的溫度不高，因此熱輻射的影響基本可以忽略不計(jì)。2．2傳統(tǒng)封裝LED散熱特點(diǎn)仿真分析圖3是針對(duì)上述遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行的仿真分析。假設(shè)芯片的總輸入功率為1W，芯片出光效率為30%，即芯片的發(fā)熱量為0．7W。取熒光粉的光轉(zhuǎn)換效率為70%，即有0．09W光能被熒光粉吸收變?yōu)閮?nèi)能。封裝結(jié)構(gòu)所采用的材料及其熱傳導(dǎo)系數(shù)見(jiàn)表1。分析時(shí)取環(huán)境溫度為30℃，忽略熱輻射的影響，燈珠的6８.６４８z6８.６０９xy透鏡封裝膠芯片基座熒光粉混合物層反光碗散熱器（a）（b）（c）73.577２.２９７１.００６９.７２６８.４３６７.１５６５.８７６４.５８６３.３０６２.０１６０.７３５9.４４５８.１６zxy整體溫度分布69.07469.0３５6?
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圖片說(shuō)明： 第1期陳華，等:大功率遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED散熱封裝設(shè)計(jì)99封裝膠熒光粉層封裝膠透鏡芯片絕緣層基座散熱器圖1遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED封裝結(jié)構(gòu)Fig．1ConfigurationofremotephosphorwhiteLED熒光粉層封裝膠熱傳導(dǎo)透鏡熱傳導(dǎo)熱對(duì)流、熱輻射封裝膠熱傳導(dǎo)LED芯片基座熱傳導(dǎo)散熱器熱對(duì)流、熱輻射圖2熒光粉層和芯片的散熱路徑Fig．2Heattransferpathsoftheremotephosphorlayerandthechip從圖2可以看出，芯片的主要散熱路徑是通過(guò)基座、熱界面材料的熱傳導(dǎo)作用將熱量傳導(dǎo)至散熱器散出;熒光粉的主要散熱路徑包括向上通過(guò)透鏡向環(huán)境的熱傳導(dǎo)和向下通過(guò)LED芯片到達(dá)散熱器的熱傳導(dǎo)兩個(gè)途徑。由于封裝硅膠和硅樹(shù)脂透鏡的熱傳導(dǎo)系數(shù)很低，通常認(rèn)為該路徑的熱傳導(dǎo)作用可以忽略，即熒光粉的熱量主要通過(guò)LED芯片從散熱器散出，這就不可避免地產(chǎn)生了芯片和熒光粉的互熱作用。由于透鏡、硅樹(shù)脂對(duì)紅外熱輻射具有透射作用，同時(shí)它們和芯片的溫度不高，因此熱輻射的影響基本可以忽略不計(jì)。2．2傳統(tǒng)封裝LED散熱特點(diǎn)仿真分析圖3是針對(duì)上述遠(yuǎn)程熒光粉型白光LED的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行的仿真分析。假設(shè)芯片的總輸入功率為1W，芯片出光效率為30%，即芯片的發(fā)熱量為0．7W。取熒光粉的光轉(zhuǎn)換效率為70%，即有0．09W光能被熒光粉吸收變?yōu)閮?nèi)能。封裝結(jié)構(gòu)所采用的材料及其熱傳導(dǎo)系數(shù)見(jiàn)表1。分析時(shí)取環(huán)境溫度為30℃，，忽略熱輻射的影響，燈珠的6８.６４８z6８.６０９xy透鏡封裝膠芯片基座熒光粉混合物層反光碗散熱器（a）（b）（c）73.577２.２９７１.００６９.７２６８.４３６７.１５６５.８７６４.５８６３.３０６２.０１６０.７３５9.４４５８.１６zxy整體溫度分布69.07469.0３５6?
【作者單位】： 武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院;
【基金】：湖北省自然科學(xué)基金(2015CFB220);湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2015CFA064) 湖北省科技支撐計(jì)劃(2014BEC055) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51578430) 武漢科技大學(xué)青年科技骨干培育計(jì)劃資助項(xiàng)目~~
【分類號(hào)】：TN312.8
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本文編號(hào)：2516200
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