大功率LED封裝共晶爐及燈具傳熱過程仿真分析.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子產(chǎn)品向著高性能、高可靠性的方向發(fā)展,對(duì)共晶焊接設(shè)備的要求也越來越高。共晶爐就是基于共晶原理開發(fā)的專用設(shè)備,在真空或惰性保護(hù)氣體環(huán)境中按照不同焊接合金材料的共晶工藝要求,完成芯片的封裝。它有空洞率低、散熱性好等優(yōu)點(diǎn),尤其適用于高頻元器件對(duì)溫度的要求。
　　 本文介紹了大功率LED芯片封裝共晶爐爐體的結(jié)構(gòu),提出了共晶爐的加熱方式,并對(duì)共晶爐進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變及傳熱的綜合有限元分析,最后對(duì)封裝產(chǎn)品即LED燈

2、具進(jìn)行了散熱分析。第一章介紹了LED的應(yīng)用、封裝及共晶爐的研究現(xiàn)狀；第二章對(duì)共晶爐爐腔結(jié)構(gòu)采用有限元方法進(jìn)行分析,結(jié)果表明,爐腔應(yīng)力及變形主要集中在爐腔底部圓弧區(qū)和中心處,其結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)而為爐體完成進(jìn)一步的設(shè)計(jì)優(yōu)化。第三章詳細(xì)介紹了封裝大功率LED芯片的真空可控氣氛共晶爐的整個(gè)傳熱過程,并對(duì)其進(jìn)行了傳熱仿真。仿真分析結(jié)果表明,陶瓷基板上的溫度在加熱過程中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上相差不大,在滿足共晶溫度時(shí)基板上的溫度值相差不超過±1℃,說明焊

3、接芯片的陶瓷基板的受熱均勻性好。另外爐腔封蓋外表面最高溫度21℃,達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。選用不同夾具材料和同種材料不同厚度得到基板上不同的溫度曲線,這為夾具設(shè)計(jì)提供了參考。第四章對(duì)共晶爐封裝的產(chǎn)品即大功率LED燈具進(jìn)行了散熱仿真,通過仿真分析表明,四種LED燈具在同種條件下,芯片功率越高,結(jié)溫就越大:結(jié)溫與環(huán)境溫度值之間呈線性關(guān)系；在空氣流速0.001～0.25m/s之間,結(jié)溫幾乎沒有變化。14粒、18粒LED燈具在有散熱孔比沒散熱孔的結(jié)溫