大功率散热技术

大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及以下几个环节：1、 晶片PN结到外延层；2、 外延层到封装基板；3、 封装基板到外部冷却装置再到空气。为了取得好的导热效果，三个导热环节应采用热导系数高的材料，并尽量提高对流散热。LED发出的热量通过导热硅脂传递给散热板，再通过铝散热器将绝大部分热量通过辐射和对流的方式带走到周围的空气中，将热量排除，这样就形成了从LED，然后通过导热硅脂和铝基板，到周围空气的散热通路。材料热传导性能的一个很重要的指标是热阻，热阻是指热量传递通道上两个参点之间的温度差与两点间热量传递速率的比值： Rth=△T/qx （1）其中：Rth=两点间的热阻（℃/W或K/W），△T=两点间的温度差（℃），qx=两点间热量传递速率（W）。在热传导模型的热阻计算由下式给出： Rth=L/λS （2）其中：L为热传导距离（m），S为热传导通道的截面积（㎡），λ为热传导系数（W/mK）热传导系数（W/mK）：是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度（W/m·K，此处为K可用℃代替）。从公式（2）可知，越短的热传导距离、越大的截面积和越高的热传导系数对热阻的降低越有利，这就要求设计合理的封装结构和选择合适的材料。