第29卷第3期光學(xué)學(xué)報(bào)VoL 29. No. 32009年3月ACTA OPTICA SINICA文章編號(hào):0253-2239(2009)03-080506大功率 AlGaInp紅光LED散熱基板熱分析陳煥庭1·2呂毅軍12陳忠12張海兵2高玉琳12(廈門大學(xué)物理系,福建廈門361005;2福建省半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心,福建廈門361005)摘要采用有限體積數(shù)值模擬、瞬態(tài)熱阻測(cè)試方法以及熱沉溫度一峰值波長(zhǎng)變化的關(guān)系,對(duì)三種散熱基板上大功率 AlGaInP紅光發(fā)光二極管(LED)進(jìn)行熱特性分析。三種LED采用相同型號(hào)、規(guī)格,散熱基板,區(qū)別在于散熱通道以及材料。測(cè)量樣品的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線,基于結(jié)構(gòu)函數(shù)理論模型對(duì)溫度響應(yīng)曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)處理得出包含熱阻與熱容的結(jié)構(gòu)函數(shù)區(qū)分出樣品內(nèi)部熱流通道上各個(gè)區(qū)域的熱阻與熱容,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)散熱瓶頒區(qū)域。測(cè)試樣品在不同熱沉溫度下的電致發(fā)光光譜,通過熱沉溫度一峰值波長(zhǎng)系數(shù)為區(qū)別樣品散熱性能提供定性判斷依據(jù)。通過模擬與測(cè)試結(jié)果比較,為優(yōu)化陶瓷基板內(nèi)部散熱結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)最佳的散熱模型提供重要參考依據(jù)關(guān)鍵詞光學(xué)器件;發(fā)光二極管;陶瓷基板;瞬態(tài)熱阻測(cè)試法;結(jié)構(gòu)函數(shù);有限體積法中圖分類號(hào)TN3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼Adoi:10.3788/A0s20092903.0805Analysis of Thermal Spreading Boards for High-PowerAlGaInP Red LEDsChen Huanting.2 Li Yijun.2 Chen Zhong.2 Zhang Haibing.2 Gao Yulin,2(2 Fujian Engineering Research Center for Solid-State Lighting, Xiamen University, Xiamen, Fujian, 361005, ChinaAbstract The thermal characteristics of three kinds of thermal spreading boards with high-power AlGaInP LEDswere analyzed by finite volume thermal simulation method, transient thermal resistence measurement and therelationship of heat sink temperature and peak wavelength. with the same type and configuration of AlGaInP LEDsthe three kinds of thermal spreading boards, the difference lies in thermal spreading channels and materialsTransient temperature response curve is measured from which structure functions are extracted to evaluate thethermal resistance and the thermal capacitance in the heat flow path. Based on the structure function, thermalproblem during the heat flow path can be easily located. The electroluminescence spectra of AlGaInP LEDs withdifferent thermal spreading boards under various electrical currents were investigated. In terms of the relationship ofheat sink temperature-peak wavelength, the thermal characteristics of samples can be qualitatively estimated. Bycomparison, thermal simulation and testing offer important evidence for the optimization and design of the mostsuitable thermal spreading model for ceramic boardsKey words optical device: light emitting diode(LED); ceramic board; transient thermal resistence meaststructure function; finite volume method1引言用于照明領(lǐng)域以及其它領(lǐng)域中[:。大功率LED耗與普通光源相比,發(fā)光二極管(LED)具有省電、散功率高,芯片溫升幅度大。芯片溫度升高將使其壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射、無(wú)污染等特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)輸出光通量減小,峰值波長(zhǎng)漂移熒光粉轉(zhuǎn)換效率降收稿日期:20080811;收到修改稿日期:20080901基金項(xiàng)目:國(guó)家863計(jì)劃重大專項(xiàng)(2000738建省V凵中國(guó)煤化工福建省自然科基金(20080030)資助課題者筒介:陳煥庭(1982一),男博士研究生,主要從事半導(dǎo)體照CNMHG23@yahoo.cn導(dǎo)師簡(jiǎn)介:呂毅軍(1973-)男,副教授碩士生導(dǎo)師主要從事Ⅲ-V材料的光學(xué)性質(zhì)研究,半導(dǎo)體照明測(cè)試研究E-mail;yilu@xmu.edu.cn光29卷低,在金屬界面區(qū)域形成金屬擴(kuò)散以及金屬化合物,譜,定性判別峰值波長(zhǎng)偏移幅度與散熱性能關(guān)系。隧穿電流增大3-5。因此如何提高大功率LED散熱性能是大功率LED器件封裝應(yīng)用要解決的關(guān)鍵2理論問題。大功率LED所產(chǎn)生熱量主要通過散熱基2.1結(jié)構(gòu)函數(shù)理論模型板傳導(dǎo)到外界環(huán)境中。不同的散熱基板材料導(dǎo)熱性V. Szekely等0·最早提出結(jié)構(gòu)函數(shù)理論模能各不相同。散熱基板選取對(duì)大功率LED器件熱型,將待測(cè)器件的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線a()經(jīng)過(1)性能有直接影響。常用的散熱基板材料包括硅金式轉(zhuǎn)換,得到對(duì)數(shù)時(shí)間坐標(biāo)系中的響應(yīng)變量a(x)屬芯印制板( MCPCB)、陶瓷(Al2O3,AN,SiC)和復(fù)(1)合材料等。 MCPCB是將印刷電路板貼附在另外一da(x)=R(z)⑧w(x),(2)種熱傳導(dǎo)效果更好的金屬上,增強(qiáng)散熱性能,可有效解決大功率器件所帶來(lái)的散熱問題。在實(shí)用陶瓷基pLz-exp(z)](3)板材料中,氧化鋁價(jià)格較低,從機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、導(dǎo)K(R:)(4)熱性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性等方面考慮,綜合性能好cA dx對(duì)傳統(tǒng)鋁基板以及氧化鋁陶瓷基板進(jìn)行熱特性/IA CA2(5)分析,選用有限體積法對(duì)樣品內(nèi)部溫度場(chǎng)分布進(jìn)行式中R(z)為時(shí)間常數(shù)譜型,⑧為卷積符號(hào),c為單數(shù)值模擬。結(jié)合物理測(cè)試,驗(yàn)證仿真模型準(zhǔn)確性,位體積熱容,C,R分別為熱流量路徑上節(jié)點(diǎn)兩端的并對(duì)陶瓷基板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而大大提高散熱容和熱阻,Cx和Rx分別為C和R的疊加值,λ為熱性能。在熱阻測(cè)試中,由于芯片的溫度響應(yīng)時(shí)間熱導(dǎo)率,A為熱流通過的橫截面積,u(z)為時(shí)間變般在100gs以下,如果最初1ms瞬態(tài)溫度變化量,對(duì)(2)式去卷積運(yùn)算,得到待測(cè)器件的時(shí)間常數(shù)數(shù)據(jù)沒有被采集到,那么最終測(cè)試結(jié)果被低估10%譜分布R(z)R(z)為圖1(a) FOSTER網(wǎng)絡(luò)模型的~15%,因此需在1s時(shí)間分辨率下對(duì)LED芯片表達(dá)形式。 FOSTER網(wǎng)絡(luò)模型中熱容C連接不同的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線實(shí)時(shí)測(cè)量,保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確區(qū)域的兩個(gè)節(jié)點(diǎn),某節(jié)點(diǎn)熱容大小和相鄰兩節(jié)點(diǎn)溫。在不同熱沉溫度下,測(cè)試不同樣品的電致發(fā)光度相關(guān)。但在實(shí)際物理模型中某節(jié)點(diǎn)熱容是由該c工101(c) differential structure function(d cumulative structure function多10102中國(guó)煤化工圖1熱阻網(wǎng)絡(luò)模型以及結(jié)構(gòu)函數(shù)。(a) FOSTER網(wǎng)絡(luò)模型;(b)CAUCNMHGd)積分結(jié)構(gòu)函數(shù)Fig. 1 Model of thermal resistance network and structure function. (a)Model of FOSTER network:(b)model of CAUERnetwork,(c)differential structure function; (d)cumulative structure function陳煥庭等:大功率 AlGaInP紅光LED散熱基板熱分析節(jié)點(diǎn)溫度所決定的。因此需通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換將結(jié)構(gòu)函數(shù)。因此利用結(jié)構(gòu)函數(shù)理論就能檢測(cè)出芯片F(xiàn)OSTER網(wǎng)絡(luò)模型變換為 CAUER網(wǎng)絡(luò)模型[圖1結(jié)點(diǎn)到環(huán)境的熱傳導(dǎo)路徑發(fā)生的故障,如芯片粘結(jié)b)]。 CAUSER網(wǎng)絡(luò)模型中各個(gè)支點(diǎn)上的熱阻、熱空隙、焊接缺陷等對(duì)器件封裝內(nèi)部失效性的分析,容信息通過積分結(jié)構(gòu)函數(shù)[圖1(d)]體現(xiàn)出來(lái)。為具有重要實(shí)際意義了能清楚區(qū)分器件內(nèi)部熱流傳導(dǎo)路徑上不同材料交2.2有限體積理論界面,利用(4)式將積分結(jié)構(gòu)函數(shù)轉(zhuǎn)換為微分結(jié)構(gòu)函目前熱分析軟件運(yùn)用的數(shù)值算法主要為有限差數(shù)[圖(c)]結(jié)合(5)式可推斷出在微分結(jié)構(gòu)函數(shù)分法、有限元法、有限體積法。有限差分法只適合于圖中波峰位置表示熱導(dǎo)率高的材料,波谷位置表示規(guī)則的幾何形狀差分網(wǎng)格;有限元法占用大量計(jì)算熱導(dǎo)率低的材料。通過積分或微分結(jié)構(gòu)函數(shù)可以鑒機(jī)資源和處理時(shí)間而有限體積法綜合了有限元和別出器件內(nèi)部熱流傳導(dǎo)路徑上各個(gè)區(qū)域的熱阻與熱有限差分法的優(yōu)點(diǎn),并克服它們的缺點(diǎn)。因此本文容。在積分或微分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖中曲線變化區(qū)域就表采用有限體積法數(shù)值模擬法,其算法運(yùn)用 Navier示熱流經(jīng)過不同材料界面或者相交界面橫截面尺寸 Stokes方程在三維結(jié)構(gòu)模型中全面分析電子系統(tǒng)不同因此利用拐點(diǎn)位置判斷出不同材料的位置。的熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流以及流體溫度流體壓力、通過結(jié)構(gòu)函數(shù)理論分析可知在時(shí)間響應(yīng)精度流體速度和運(yùn)動(dòng)矢量等。其遵循的質(zhì)量、動(dòng)量、熱足夠高的條件下,基于半導(dǎo)體封裝設(shè)備的瞬態(tài)溫度量方程分別為響應(yīng)曲線就可通過上述理論反饋形成微分或積分+υ·VP=-p出+]-vp+/-3v(y,n)+2y,sT+nyT=y·(kyT)-(vp)2+2(s:S)+T+(y…plpl,式中p為密度V為速度矢量,戶為壓力C為定壓出兩款陶瓷散熱基板。熱容為時(shí)間g為重力加速度,μ為粘滯度,k為熱對(duì)同一廠家同一批次中眾多樣品的光電熱參導(dǎo)率S為應(yīng)變速度張量,T為溫度,β為膨脹率。數(shù)綜合測(cè)試比較,前期篩選出3個(gè)綜合性能參數(shù)基依據(jù)器件實(shí)際環(huán)境、材料參數(shù)定義方程并進(jìn)行本一致的倒裝硅襯底結(jié)構(gòu) AlGaInP紅光LED樣求解就可獲得器件在各種情況下溫度場(chǎng)的分布。品,從而確保樣品粘結(jié)在不同散熱基板后,具有可比性。樣品#1散熱底板為內(nèi)部增加9個(gè)散熱通道的3實(shí)驗(yàn)與模擬陶瓷基板;樣品#2散熱底板為無(wú)散熱通道的陶瓷氧化鋁陶瓷的玻璃成分一般有二氧化硅和其他基板;樣品#3散熱底板為通用鋁基板。 MCPCH的厚度、面積與兩款陶瓷基板相同。T3Ster是用于測(cè)氧化物組成玻璃含量可降低陶瓷的燒結(jié)溫度。本文的陶瓷基板材料采用純度為999%的ALO3和試CLED散熱器,熱管等電子器件熱特性的熱測(cè)試儀。采用 Mired公司的T3ster測(cè)試儀測(cè)試并比經(jīng)熔融法制備的低軟化點(diǎn)的硅酸鹽玻璃將兩種原較三種樣品的散熱能力。運(yùn)用 JEDEC靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方料按一定比例混合,經(jīng)濕法球磨后烘干。將烘干后法(JESD51-1),通過改變電子器件的輸入功率使的粉體配制成漿料,進(jìn)行注漿成型,制備出兩個(gè)整體得器件產(chǎn)生溫度變化。在變化過程中,T3Ser測(cè)試尺寸和形狀相同的坯體。其區(qū)別在于其中一個(gè)坯體出芯片的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線?；谏郎鼗蚪禍厍€的中心區(qū)域留有9個(gè)直徑為1mm間距為1m的可分析得到待測(cè)器件全面的熱特性,利用RC熱阻矩陣型排列的散熱通道,并在散熱通道中注入銀漿:網(wǎng)中國(guó)煤化工取出待測(cè)器件內(nèi)用絲網(wǎng)印刷方式在兩個(gè)陶瓷基板坯體上布上電路。部的YHtCNMHG函數(shù)和徽分結(jié)構(gòu)之后將兩個(gè)坯體放入電爐慢速升溫(3K/min)到函數(shù)。太式所小723K保溫1h進(jìn)行排膠,接著以5K/min的速率升至1073K并保溫2h,然后隨電爐自然冷卻制備光學(xué)學(xué)29卷功率型LED器件耗散電功率有約20%左右轉(zhuǎn)有直接影響,可利用 FLOTHERM自動(dòng)求解空氣換為可見光,該部分光對(duì)熱無(wú)貢獻(xiàn),為了準(zhǔn)確計(jì)算發(fā)界面換熱系數(shù)?？諝鈱?dǎo)熱系數(shù)、粘滯度、密度分別設(shè)光器件熱阻,必須測(cè)試其光功率。因此利用T3ster置為2.61×10-2W/mk,1.84×10-5N·s/m2,配備的 TERALED系統(tǒng)測(cè)試待測(cè)器件的光功率,加1.16Kg/m熱電流為350mA,測(cè)試電流為3mA,熱沉溫度控制范圍298~328K,每間隔10K采集待測(cè)器件的電4結(jié)果分析壓、光功率、溫度變化曲線。將待測(cè)器件電功率扣除利用結(jié)構(gòu)函數(shù)理論提取積分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖2為樣光功率得到其實(shí)際發(fā)熱功耗,依據(jù)電壓隨溫度變化品#3積分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖。積分結(jié)構(gòu)函數(shù)長(zhǎng)示待測(cè)器關(guān)系,計(jì)算溫度系數(shù)K。對(duì)樣品加載恒定電流件一維熱傳導(dǎo)路徑上RC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖,橫軸為熱350mA,熱沉溫度控制范圍28~348K,每隔20K阻值(R),縱軸為熱容對(duì)數(shù)坐標(biāo)。從圖中可直觀區(qū)采用 HR4000CG-UV-NIR高分辨率光纖光譜儀測(cè)試分出芯片結(jié)點(diǎn)-熱沉的熱阻以及熱容。芯片熱阻為樣品電致發(fā)光譜。2.020K/W,焊料熱阻為8.381K/W,硅襯底熱阻為依據(jù)LED實(shí)際封裝尺寸在有限體積模擬軟件0.814K/W,導(dǎo)電銀膠熱阻為23948K/W,銅層熱阻FLOTHERM中建模。建模過程對(duì)LED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化處為3.030K/W,導(dǎo)熱硅脂熱阻為6.284K/W,理,透鏡的熱導(dǎo)率很低,可認(rèn)為是絕緣材料。芯片由 MCPCB熱阻為3380K/W, MCPCB至熱沉的界p型、n型GaP、多量子阱 AlGaInP、電流擴(kuò)展層和電面熱阻為4.629K/W。從積分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖中分析極組成。優(yōu)化電流密度分布的電極對(duì)器件熱場(chǎng)分布可知,待測(cè)器件散熱瓶頸位于不同材料之間的粘結(jié)影響很小,在建模過程中將其忽略。由于量子阱和電層,如待測(cè)器件中焊料、銀膠、硅脂。受粘結(jié)材料以流擴(kuò)展層厚度在納米數(shù)量級(jí),也不予考慮。將GaP及封裝工藝制約,致使該區(qū)域熱阻較大。樣品#3近似當(dāng)作芯片材料。模型由GaP紅光芯片,焊料,硅的硅襯底與銅層之間采用導(dǎo)電銀膠粘結(jié),但銀顆粒襯底,導(dǎo)電銀膠銅層,導(dǎo)熱硅膠MCPB或陶瓷基板在空間分布不均使粘結(jié)界面產(chǎn)生空隙,嚴(yán)重影響待組成。在熱模擬過程中,換熱系數(shù)大小將對(duì)模擬結(jié)果測(cè)器件的熱性能,致使該區(qū)域熱阻增大。R/(Kw)圖2樣品#3積分結(jié)構(gòu)函數(shù)Fig 2 Cumulative structure function of the third sample圖3(a)為三種樣品的溫度響應(yīng)曲線圖,在流從器件內(nèi)部傳導(dǎo)至散熱基板上之后,就形成三維1gs~1.413s之間三種樣品溫度響應(yīng)曲線保持非熱輻射狀擴(kuò)散到外界,因此三種樣品熱阻相差較小。常高的重復(fù)性。這部分溫度響應(yīng)是由LED芯片到采用有限體積法模擬三種樣品的內(nèi)部熱場(chǎng)分布,設(shè)內(nèi)部銅層之間結(jié)構(gòu)引起的,說(shuō)明前期篩選出3顆定恒定0.67W熱流加載在芯片表面,可近似認(rèn)為AlGaInP紅光LED散熱能力具有較高一致性。圖有源層區(qū)域,對(duì)流模式為空氣自然對(duì)流,環(huán)境溫度為3(b)為三種樣品的微分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖。三種樣品從298中國(guó)煤化工料以及幾何尺寸芯片至散熱基板熱阻依次為46.144K/W,設(shè)定CNMHG品#3內(nèi)部溫度49.759K/W,47.857K/W。熱阻區(qū)別主要在于散場(chǎng),從器件內(nèi)部溫度場(chǎng)分布圖,可獲取樣品結(jié)面以及熱基板因?yàn)槿N散熱基板面積較大、厚度薄,且熱殼面溫度值,再依據(jù)(10)式就可計(jì)算出三種樣品熱3期陳煥庭等:大功率 AlGaInP紅光LED散熱基板熱分析4505050sample1021010+1031041010210410910102R。(Kw圖3三種樣品的瞬態(tài)溫度曲線(a),微分結(jié)構(gòu)函數(shù)(b)Fig 3 Transient temperature curve(a),differential structure function(b) of three samples阻模擬值。三種樣品的熱阻為45.875K/W,量在器件內(nèi)部堆積,局部位置過熱,嚴(yán)重影響陶瓷基47.629K/W,46.949K/W。模擬值與測(cè)試結(jié)果基板上器件性能,因此大大限制了陶瓷基板的應(yīng)用。本可一一對(duì)應(yīng),模擬值比測(cè)試結(jié)果偏小。因?yàn)橐环嚼糜邢摅w積數(shù)值模擬對(duì)陶瓷基板內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)面仿真建模過程對(duì)芯片簡(jiǎn)化處理’忽略電極、電流擴(kuò)計(jì),在陶瓷基板內(nèi)部增加9個(gè)填充銀漿矩陣型排列展層、量子阱結(jié)構(gòu)等;另一方面忽略待測(cè)器件內(nèi)部的的散熱通道。通過模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可證實(shí)經(jīng)過改銅柱上表面銀層,該金屬層可將芯片向背面發(fā)出的良后的陶瓷基板大大增強(qiáng)散熱能力,與另外兩種散光線反射出來(lái)提高LED的出光效率。熱模擬方法熱基板相比體現(xiàn)出最佳散熱性能熱阻比一般陶瓷快速、方便分析不同封裝材料對(duì)器件熱性能的影響,基板低3.615K/W,比通用鋁基板低1.713K/W作為有效評(píng)價(jià)大功率LED封裝性能的工具。模擬通過數(shù)值模擬以及瞬態(tài)測(cè)試熱阻方法,直接判熱瞬態(tài)響應(yīng)曲線可有效判斷大功率LED的粘結(jié)層斷不同樣品散熱能力。同時(shí)可依據(jù)LED峰值波長(zhǎng)性能{。從實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果可知,三種樣品封裝與熱沉溫度的關(guān)系,間接論證經(jīng)過改良后陶瓷基板設(shè)計(jì)區(qū)別在于散熱基板材料以及尺寸。樣品#3的的散熱性能得到提高。加載不同電流以及脈沖條件散熱基板為 MCPCB,熱流依次通過銅箔、絕緣層、下,LEDs的峰值波長(zhǎng)隨結(jié)溫變化發(fā)生偏移11鋁板然后再通過鋁板擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。該結(jié)構(gòu) AlGaInP LED的峰值波長(zhǎng)隨溫度變化的系數(shù)為的散熱瓶頸在于絕緣層的厚度以及熱導(dǎo)率,絕緣層0.156mm/K1,測(cè)試樣品在不同熱沉溫度下的電熱導(dǎo)率低,因此 MCPCB的大部分熱阻取決于絕緣致發(fā)光光譜,分析不同封裝散熱能力對(duì)芯片性能的影層其厚度是影響熱阻的關(guān)鍵因素設(shè)計(jì)時(shí)需盡量減響結(jié)溫與峰值波長(zhǎng)的關(guān)系以及溫度效應(yīng)影響。芯片少絕緣層的厚度,能大大減少 MCPCB熱阻,有利于產(chǎn)生的熱量若無(wú)法及時(shí)的經(jīng)過散熱通道傳導(dǎo)到環(huán)境提高散熱性能,樣品#2為普通氧化鋁陶瓷基板。中,將使峰值波長(zhǎng)發(fā)生移動(dòng)。A( aInP LED峰值波長(zhǎng)從測(cè)試結(jié)果而知氧化鋁熱導(dǎo)率低其熱阻高于通用發(fā)生紅移可歸因于結(jié)溫升高引起帶隙收縮。三種鋁基板。芯片產(chǎn)生的熱流無(wú)法及時(shí)傳導(dǎo)到外界熱樣品加載電流350mA下,熱沉溫度控制范圍為288~348K每間隔20K測(cè)試樣品電致發(fā)光譜。峰值波長(zhǎng)與熱沉溫度的關(guān)系由下式確定:λp(TH)=kTH+Ap(10)k=。/dTH為峰值波長(zhǎng)與熱沉溫度的系數(shù),288λn(TH)為熱沉溫度為T時(shí)待測(cè)樣品峰值波長(zhǎng),λ∞3008為熱沉溫度為273K時(shí)峰值波長(zhǎng)。如圖5所示三種樣品中國(guó)煤化工:0.1380m/K0.146熱沉溫度增大圖4模擬樣品#3的內(nèi)部溫度分布不同村CNMH長(zhǎng)偏移幅度大小Fig 4 Simulation result of interal temperature體現(xiàn)出來(lái)。在熱沉溫度變化幅度相同條件下,樣品for the third sample#1峰值波長(zhǎng)變化最小,散熱速率快,有源區(qū)產(chǎn)生的81029卷熱流能及時(shí)經(jīng)過陶瓷基板中的9個(gè)散熱通道傳導(dǎo)至2 Guan baolu. Guo Xia, Gu Xiaoling e a,. Characteristic of micro周圍環(huán)境中。而樣品#2無(wú)散熱通道陶瓷基板熱導(dǎo) emitting diodes[j. Chinese J.Lawr2,208,32):245-248率低隨著熱沉溫度增大,熱量在器件內(nèi)部堆積,導(dǎo)關(guān)璐郭顧曉玲等.可調(diào)諧微腔發(fā)光極管微光機(jī)電系統(tǒng)懸臂梁的特性[].中國(guó)激光,2008,35(2):245~248致其峰值波長(zhǎng)紅移幅度明顯。樣品#3熱沉溫度3T. Taguchi, H. Kudo, Y, Yamada. Effect of high current峰值波長(zhǎng)系數(shù)介于樣品#1與樣品#2之間。利用jection on the blue radiative recombination in In GaN singlequantum well light emitting diodes[J]. Jpn. J. Appl. Ph ys.熱沉溫度-波長(zhǎng)系數(shù)定性判斷不同樣品的熱阻高低998,37(3B):1462~1464以及散熱能力,與熱阻測(cè)試和數(shù)值模擬結(jié)果一致Analysis ofdeterioration in In solder for GaAlAs DH lasers[J]. Appl. PhysLett.,l979,35(11):861~8635x. A Cao, J. M. Teetsov, M P, Evelyn e al.. Elsample 3characteristics of In GaN/ GaN light-emitting diode grown on Ga andsample 2 k=0. 146substrates[J]. Appl. Phys. Lett., 2004.85(1): 7-96 Liu Shanpeng, Bai Yu, Liu Xiang d al.. Lifetime prolongationE 638sample 3k0. 1360by graded junction for blue organic light emitting diodes[J].Actapelk=0.1283Optica sinica,2007,27(9):1687~1690劉善鵬,白鈺,劉向等.利用緩變結(jié)提高藍(lán)色有機(jī)發(fā)光二極管的壽命[.先學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(9):1687~16907 Kuang Hai, Liu Junlin. Cheng Haiying a al.. Effect oftransferred ansferred submount materials on properties of Gan-28029030031032030340350based led chips grown on Si substrate[J]. Acta Optica Sinica鄺海,劉軍林,程海英等.轉(zhuǎn)移基板材質(zhì)對(duì)Si襯底GaN基圖5三種樣品熱沉溫度與峰值波長(zhǎng)關(guān)系LED芯片性能的影響[J.光學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(1):143~145Fig 5 RelaThermal analysis ofwavelength for three samplesLED array system with heat pipe[J]. Thermochim. Acta, 2007455(1):21~259 V. Sekely. THERMODEL: a tool for compact dynamic thermal5結(jié)論odel generation[J]. Microelectron J, 1998. 29(4): 257-26710 A Csendes, V. Szekely, M. Rentz. An efficient thermal simulation結(jié)合有限體積數(shù)值模擬、瞬態(tài)熱阻測(cè)試方法以tool for ICs, microsystem elements and MCMsTHERMANALO] Mcroelectron J. 1998. 29(4): 241-255及熱沉溫度-峰值波長(zhǎng)變化的關(guān)系,分析比較三種散11 M. Rene, A, poppe, E. Kollar a al.. Increasing the accuracy of熱基板封裝 AlGalnP紅光LED熱特性?；谖tructure function hased thermal material parameter measurementsU]. IEEE T Compom. Puck T, 2005, 28(1): 51-57分、積分結(jié)構(gòu)函數(shù)圖,區(qū)分器件內(nèi)部熱流通道上各個(gè)12V. Sekely, T.v.Bien. Fine structure of heat flow path in區(qū)域的熱阻與熱容。發(fā)現(xiàn)待測(cè)器件散熱瓶頸區(qū)域semiconductor devices: a measurement and identification method[]. Solid-State Electron, 1988. 31(9):1363-1368有利論證了結(jié)構(gòu)函數(shù)理論可為評(píng)價(jià)器件散熱性能、13T.H.Le,LKm.w. J. hwang d, Thermal analysis.f內(nèi)部失效提供可靠的依據(jù)。采用有限體積數(shù)值模擬 temperature profile approac.Phy.sat,So.B,2004,241樣品內(nèi)部熱場(chǎng)分布,優(yōu)化普通陶瓷基板內(nèi)部結(jié)構(gòu),并(12);2681~268414 H. H. Kim, S. H. Choi, S. H. Shin d al.. Thermal transient通過實(shí)驗(yàn)中論證其散熱性能明顯提高,對(duì)于陶瓷基haracteristics of die attach in high power LED PKG [J]板廣泛應(yīng)用具有重要的參考作用。不同樣品散熱性Microelectronics Reliability, 2008, 48(3): 445-45415 V. Szekely. A new evaluation method of thermal transient能也可利用峰值波長(zhǎng)偏移幅度體現(xiàn)。在加載相同電neasurement results[]. Mecrmelectron J., 1997, 28(3):277-292功率,不同熱沉溫度下,若峰值波長(zhǎng)變化幅度小,則16 T. Gessmann, E. F. Schubert. High-efficiency AlGaInP lightemitting diodes for solid-state lighting applicationsD]. J. Appl表明樣品散熱速率快,芯片熱流能及時(shí)經(jīng)過散熱底2004,95(5):2203~221617 N, C. Chen, Y. N. Wang, C. Y. Tseng e al.. Determination板。若樣品散熱底板熱導(dǎo)率低,熱量在器件內(nèi)部堆unction temperature in AlGaInPGaAs light emitting diodes by積,則導(dǎo)致峰值波長(zhǎng)偏移明顯。通過熱沉溫度-波長(zhǎng)[門.App.Phy2006,89(10):10114-1~1011143系數(shù)為區(qū)別樣品散熱性能提供定性判斷依據(jù)。18 S. Chhajed, Y. Xi, Y. L. Li e al.. Influence of junctiontemperature on chromaticity and color-rendering properties oftrichromatic white light sources based on light-emitting diodes參考文獻(xiàn)[].J.App.Py:,2005,97(5):0545061-05450681 Zhong Gaoyu, Zhou Suyun, Chen Guanyu d al.. An invalidation I9 P. Manninen, P. Orrevetelainen, On spectral and thermalechanism in organic light-emitting diodes [J]. Chinese中國(guó)煤化工7,91(18121Lasers,2008.35(1):36~38鐘高余周素云陳冠雨等.有機(jī)發(fā)光器件的一種失效機(jī)制[]HCNMHG中國(guó)激光,2008,35(1):36~38