如何评估LED封装设备的散热水平?

热阻通道串联。热阻通道成串联关系。

led灯具作为一种新型节能灯具，在照明过程中只将30-40%的电能转化为光，其余的都转化为热能。热能的存在促使我们关注它LED封装器件的热阻。一般，LED功率越高，LED热效应越明显，热效应引起的问题就越突出，如芯片高温的红色移动现象；高温对芯片的永久光粉层发光效率降低、加速老化、色温漂移、热应力引起的机械故障等。这些都直接影响到它们LED发光效率、波长、正压降和使用寿命。LED散热已成为灯具发展的巨大瓶颈。

应如何评估LED封装设备的散热水平？

应用举例

1.封装器件的热阻试验

(1)测试方法1:

在热阻试验过程中，包装产品的一般散热路径为芯片-固晶层-支架或基板-焊膏-辅助试验基板-导热连接材料。

侧结构及散热路径

根据测试，可以得出以下热阻曲线，测试产品的总热阻(整个散热路径)为7.377K/W。该方法测试的热阻应根据样品的结构确定曲线中的热阻分层，以获得包装设备的准确热阻。该方法更合适SMD封装器件。

热阻曲线

(2)测试方法2:

与该方法不同，该方法需要进行两次热阻测试，比较热阻，可以准确到设备基板外壳，无附带测试基板值。

两次测试分别：第一次测量，设备直接接触基板热沉；第二次测量，导热双面胶夹在设备和基板热沉之间。由于两个散热路径的变化仅发生在设备的封装外壳之外，因此两个测量的边界代表了设备的外壳。以下曲线变化可以得到设备的精确热阻。该方法适用COB封装器件。

对比多次测试的热阻曲线

(3)用结构函数识别设备的结构

传统上，芯片、支架或基板、测试辅助基板或冷板的热阻和热容相对较小，而固晶层和导热连接材料的热阻和热容相对较大。

如下面的结构函数所示，结构函数越近 y 轴的位置代表了接近芯片有源区的实际热流传导路径的结构，越远 y 轴的位置代表热流传导路径上远离有源区的结构。积分结构函数是热容热阻函数，曲线上平坦的区域代表设备内部热阻大、热容小的结构，陡峭的区域代表 零件内部热阻小，热容大。在微分结构函数中，波峰与波谷的拐点是两种结构的分界处，便于识别设备内部的各层结构。在结构函数的末端，其值往往是垂直的 直的渐近线代表热流传递到空气层。因为空气体积无限大，热容无限大。从原点到这条渐近线 x 值是从结区到空气环境的热阻，即稳态下的热阻。

热阻曲线的两种结构函数

2.封装设备内部缺陷

显示固晶层内部缺陷

与上述两个设备的剖面结构相比，固晶层存在明显差异。左侧为正常产品，右侧为固晶层有缺陷的产品。

固晶层缺陷引起的热阻变大

固晶层缺陷会增加热阻，影响散热性能，具体影响程度与缺陷大小有关。