中心議題：

• LED結溫及其降低方法

解決方案：

• 減少LED本身的熱阻
• 減少LED與二次散熱機構安裝介麵之間的熱阻
• 控製額定輸入功率

1、什麼是LED的結溫?

LED的基本結構是一個LED照明的P—N結。實驗指出

，當電流流過LED元件時
，P—N結的溫度將上升，嚴格意義上說
，就把P—N結區的溫度定義為LED的結溫。通常由於元件芯片均具有很小的尺寸


，因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結溫。

2
、產生LED結溫的原因有哪些?

在LED工作時，可存在以下五種情況促使結溫不同程度的上升：

A
、元件不良的電極結構，視窗層襯底或結區的材料以及導電銀膠等均存在一定的電阻值，這些電阻相互壘加，構成LED元件的串聯電阻。當電流流過P—N結時，同時也會流過這些電阻，從而產生焦耳熱
，引致芯片溫度或結溫的升高。

B、由於P—N結不可能極端完美
，元件的注人效率不會達到100%，也即是說
，在LED工作時除P區向N區注入電荷(空穴)外，N區也會向P區注人電荷 (電子)，一yi般ban情qing況kuang下xia，後hou一yi類lei的de電dian荷he注zhu人ren不bu會hui產chan生sheng光guang電dian效xiao應ying，而er以yi發fa熱re的de形xing式shi消xiao耗hao掉diao了le。即ji使shi有you用yong的de那na部bu分fen注zhu入ru電dian荷he

，也ye不bu會hui全quan部bu變bian成cheng光guang，有you一yi部bu分fen與yu結jie區qu的de雜za質zhi或huo缺que陷xian相xiang結jie合he
，最zui終zhong也ye會hui變bian成cheng熱re。

C、實踐證明，出光效率的限製是導致LED結溫升高的主要原因。目前


，先進的材料生長與元件製造工藝已能使LED極大多數輸入電能轉換成光輻射能，然而由於LED芯片材料與周圍介質相比

，具有大得多的折射係數
，致使芯片內部產生的極大部分光子(>90%)wufashunlidiyichujiemian，erzaixinpianyujiezhijiemianchanshengquanfanshe，fanhuixinpianneibubingtongguoduocineibufanshezuizhongbeixinpiancailiaohuochendixishou，bingyijinggezhendongdexingshibianchengre
，cushijiewenshenggao。

D、顯然
，LED元(yuan)件(jian)的(de)熱(re)散(san)失(shi)能(neng)力(li)是(shi)決(jue)定(ding)結(jie)溫(wen)高(gao)低(di)的(de)又(you)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)條(tiao)件(jian)。散(san)熱(re)能(neng)力(li)強(qiang)時(shi)，結(jie)溫(wen)下(xia)降(jiang)
，反(fan)之(zhi)，散(san)熱(re)能(neng)力(li)差(cha)時(shi)結(jie)溫(wen)將(jiang)上(shang)升(sheng)。由(you)於(yu)環(huan)氧(yang)膠(jiao)是(shi)低(di)熱(re)導(dao)材(cai)料(liao)，因(yin)此(ci)P—N結處產生的熱量很難通過透明環氧向上散發到環境中去，大部分熱量通過襯底、銀漿、管殼、環氧粘接層
， PCB與熱沉向下發散。顯然，相關材料的導熱能力將直接影響元件的熱散失效率。一個普通型的LED，從P—N結區到環境溫度的總熱阻在300到 600℃/w之間，對於一個具有良好結構的功率型LED元件，其總熱阻約為15到30℃ /W。巨大的熱阻差異表明普通型LED元件隻能在很小的輸入功率條件下
，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦級甚至更高。

3
、降低LED結溫的途徑有哪些?

A、減少LED本身的熱阻;

B、良好的二次散熱機構;

C、減少LED與二次散熱機構安裝介麵之間的熱阻;

D
、控製額定輸入功率;

E
、降低環境溫度

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LED的輸入功率是元件熱效應的唯一來源
，能量的一部分變成了輻射光能，其餘部分最終均變成了熱，從而抬升了元件的溫度。顯然
，減小LED溫升效應的主要方法
，一是設法提高元件的電光轉換效率(又稱外量子效率)

，使(shi)盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)的(de)輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)光(guang)能(neng)，另(ling)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)途(tu)徑(jing)是(shi)設(she)法(fa)提(ti)高(gao)元(yuan)件(jian)的(de)熱(re)散(san)失(shi)能(neng)力(li)，使(shi)結(jie)溫(wen)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)

，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)途(tu)徑(jing)散(san)發(fa)到(dao)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)中(zhong)去(qu)。