LED照明灯散热途径与陶瓷基板技术

LED半导体照明芯片工作时发的光线是不含紫外线和红外线的，因此它的光线不能带走热量，所以工作时温度就会不断上升。为了降低LED工作温度，延长LED灯的寿命就必须要把它发光时产生的热能及时导出。LED从芯片到整个散热器的每一个环节都必须充分考虑散热。任何一个环节不当的设计都会引起严重的散热问题。

温度对LED灯的影响

LED的光衰表明了它的寿命，随着使用的时间，亮度会就越来越暗，直到最后熄灭。通常定义衰减30% 的时间作为其寿命。LED温度与寿命的关系图如图1 所示，从图中我们可以看到，LED灯的寿命随着工作温度的升高而缩短。

图2 是结面温度与发光量之间的关系图，如果结温为25 度时发光为率100% 的话，那么当结温上升到50 度时，发光率下降到95%;100 度时下降到80%;150 度就只有68%。

LED温度产生原因分析

LED发热是因为加入的电能只有约20%-30% 转换成了光能，而一大部分都转化成了热能。LED结温的产生是由于两个因素所引起的。

(1)PN 区载流子的复合率并不是100%，也就是电子和空穴复合的时候不全都产生光子，泄漏电流及电压的乘积就是这部分产生的热能。但现在内部光子效率已经接近于90%，因此这部分热能并不是LED结温产生的主要因素。

(2)导致LED结温的是主要因素是内部复合产生的光子不能全部射出到芯片外部而转化的热能，目前这种外部量子效率只有30%左右，其大部分都转化为热量了。

LED散热可以通过以下途径实现：(1)从空气中散热;(2)热能直接由电路板导出;(3)经由金线将热能导出;(4)若为共晶及Flip chip 制程，热能将经由通孔至系统电路板而导出。

以上散热途径中，散热基板材料的选择与其LED晶粒的封装方式于LED热散管理上占了极为重要的一环。