環(huán)氧復合材料粘接層對LED結溫的影響.pdf

1、隨著發(fā)光二極管(LED)發(fā)光效率的提高和大功率LED芯片的成功制造,固態(tài)照明用白光LED已經成為一種趨勢。但是由于LED所處的環(huán)境溫度和節(jié)點到環(huán)境的熱阻對其發(fā)光效率、使用壽命具有重要影響,因此大功率LED的高效穩(wěn)定散熱問題成為影響其推廣應用的重要障礙。
　　在大功率LED的散熱問題上,本文選擇了大功率LED中的某一粘接層進行研究。首先,利用有限元軟件COMSOL Multiphysic對輸入功率為1W、2W、3W的LED進行溫度場

2、仿真模擬,并著重分析了粘接層厚度和粘接材料的導熱性能對結溫的影響。在闡述導熱機理和熱導率影響因素之上,制備了單組份的B4C、Al2O3環(huán)氧復合材料,分析填料種類和含量對導熱性能及粘接強度的影響。最后,根據模擬和實驗測試的熱導率、粘接性能綜合考慮,得出粘接層的最佳厚度及最適合粘接的復合材料配比。研究主要內容如下:
　　①對大功率LED散熱進行有限元樹脂模擬研究,得到LED封裝的溫度場分布,改變中某一粘接層厚度和粘接材料的導熱系數,查

3、看它們對結溫的影響。模擬結果顯示:LED粘接層厚度和粘接材料導熱系數對結點溫度有很大的影響;隨著粘接層的厚度的增加結溫升高。粘接層材料熱導率的增加使結溫呈現先快速降低后緩慢降低的趨勢,且熱導率增加到一定時結溫基本保持不變。
　?、诓捎脫诫s微米氧化鋁及碳化硼的方法對環(huán)氧樹脂的導熱性能和粘接性能進行改進,制備了高導熱的環(huán)氧樹脂復合材料。用掃描電鏡對超聲波處理的粉末表面進行表征,結果表明超聲波處理方法能夠更好的分散微粒。穩(wěn)態(tài)導熱測試結果

4、顯示,復合材料的導熱系數λ隨著填料粒子量的增加明顯提高。與純環(huán)氧樹脂的導熱系數為0.20W/m·K相比,微米的碳化硼和氧化鋁的質量分數為50％時,復合材料的熱導率分別為1.4W/m·K和0.94W/m·K,有了很大程度的提高。掃描電鏡也顯示導熱微粒在環(huán)氧樹脂能夠較好的分散形成良好的導熱網絡,而顆粒與環(huán)氧樹脂之間能夠相互結合,沒有明顯的分離。
　?、郾疚倪€對粘接層厚度和微粒的摻雜量對粘接性能的影響進行了測試。結果表明對鋁板的剪切拉伸