LED的排热如今愈来愈为我们所高度重视，这是由于LED的光损或其使用寿命是同时和其结温相关，排热不行结温就高，使用寿命就短，按照阿雷纽斯规律溫度每减少10℃使用寿命会增加2倍。从Cree公司公布的衰耗和结温的关系图(图1)中还可以看得出，结温倘若可以操纵在65°C，那麼其光损至70%的使用寿命能够达到十万钟头!这也是大家朝思暮想的使用寿命，但是确实能够完成吗?是的，只需可以认真地解决它的排热难题也有很有可能保证!缺憾的是，如今具体的LED灯的排热和这一规定天差地别!以至LED灯具的使用寿命变成了一个危害其特性的首要难题，因此 一定要认真完成!

　　图1.光损和结温的关联

　　并且，结温不仅危害长期使用寿命，也还同时危害短期内的发亮高效率，比如Cree公司的XLamp7090XR-E的发亮量和结温的关联如图2所显示。

　　倘若以结温为25度时的发亮为100%，那麼结温升高至60度时，其发亮量就仅有90%;结温为一百度时就下滑到80%;140度就仅有70%。由此可见改进排热，操纵结温是十分关键的事。

　　除此之外LED的发烫还会继续促使其光谱仪挪动;色温高;正方向电流量扩大(恒流源供电系统时);反方向电流量也扩大;内应力提高;夜光粉环氧树脂胶脆化加快这些各种难题，所以说，LED的排热是LED灯具的制定中较为关键的一个难题。

　　第一部分LED芯片的排热

　　一.结温是怎么造成的

　　LED发烫的原因是由于所添加的电量并沒有所有转换为太阳能，只是一部分转换变成 能源。LED的特效现阶段只有100lm/W，其光电转化速率大概仅有20~30%上下。换句话说大概70%的电量都变成了能源。

　　从总体上，LED结温的发生是因为两种要素所造成的。

　　1.內部量子效率不高，也就是在电子器件和空穴复合型时，并不可以100%都造成光量子，一般 称之为由“电流量泄露”进而PN区自由电子的复合型率减少。漏电流乘于工作电压便是这些的输出功率，也就是转换为能源，但这一部分不占主要成分，由于如今內部光量子高效率己经贴近90%。

　　2.內部发生的光量子难以所有射出去到集成ic外界而最终转换为发热量，这一部分是具体的，由于现在这类称之为外界量子效率仅有30%上下，绝大多数都转换为发热量了。

　　尽管日光灯的特效很低，只有15lm/W上下，可是它基本上将全部的电量都转换为太阳能而辐射源出来 ，由于绝大多数的辐射是红外感应，因此 特效很低，可是却免去了排热的难题。

　　二.LED芯片究竟板的排热

　　LED芯片的特性是在很小的大小内造成很高的发热量。而LED自身的热导率不大，因此 需要以迅速把那些发热量传递出来 ，不然便会造成很高的结温。为了更好地最大限度地把发热量引出来到集成ic外边，大家在LED的集成ic构造上开展了许多改善。

　　为了更好地改进LED芯片自身的排热，其最首要的改善便是选用传热更强的衬底原材料。初期的LED仅仅选用Si硅做为衬底。之后就改成蓝色宝石做为衬底。可是蓝色宝石衬底的传热性能不太好，(在100°C时约为25W/(m-K))，为了更好地改进衬底的排热，Cree公司选用碳碳复合材料硅衬底，它的传热性能(490W/(m-K))要比蓝色宝石高接近20倍。并且蓝色宝石要应用银胶固晶，而银胶的传热也很差。而碳碳复合材料的唯一缺陷是成本费非常贵。现阶段仅有Cree公司生产制造以碳碳复合材料为衬底的LED。

　　图3.蓝色宝石和碳碳复合材料衬底的LED框架图

　　选用碳碳复合材料做为底材之后，确实能够大幅改进其排热，可是其成本费过高，并且有知识产权保护。近期中国的厂家逐渐选用光伏材料做为底材。由于光伏材料的底材不会受到专利权的限定。并且特性还好于蓝色宝石。唯一的情况是GaN的热膨胀系数和硅相差太多而易于产生开裂，处理的办法是在正中间加一层氮化铝(AlN)作缓存。

　　衬底原材料传热系数 W/(m·K)热膨胀系数 (x10E-6)可靠性传热性成本费ESD (防静电)

　　碳碳复合材料(SiC)490-1.4优良高好

　　蓝色宝石(Al2O3)461.9一般差为SiC的1/10一般

　　硅(Si)1505~20优良为蓝色宝石的1/10好

　　LED芯片封裝之后，从集成ic到引脚的传热系数便是在运用时最重要的一个传热系数，一般来说,集成ic的接面总面积的高低是排热的重要，针对不一样的最大功率，规定有相对应尺寸的接面总面积。也就主要表现为不一样的传热系数。几类种类的LED的传热系数以下所显示：

　　种类斗笠管食人鲳1W面发亮

　　传热系数 ºK/W150-200508-155

　　初期的LED芯片关键靠二根金属电极而引出来到集成ic外界，最常见的便是称之为ф5或F5的斗笠管，它的排热彻底靠二根细细金属材料输电线引出去，因此排热实际效果很差，传热系数非常大，这也就是为何这类斗笠管的光损很严重的缘故。除此之外，封裝时采取的资料也是一个很重要的难题。小输出功率LED一般 选用环氧树脂胶做为封裝原材料，可是环氧树脂胶对400-459nm的光源消化率达到45%，非常容易因为长期性消化吸收这类短光波长光源之后形成的衰老而使光损比较严重，50%光损的使用寿命不上1万钟头。因此在功率大的LED中需要选用硅橡胶做为封裝原材料。硅橡胶对一样光波长光源的消化率不上1%。进而能够把一样光损的使用寿命增加到4万钟头。

　　下边列举每家LED芯片企业所制造的各种各样型号规格LED的传热系数

　　公司名字主控芯片集成ic种类传热系数 °C/W

　　亿光EHP53931W冷白13

　　亿光EHP-A08L/UT011W，5600K15

　　爱迪生的发明Edixeon S series1W，5K-8K13-14

　　爱迪生的发明Edixeon K series1W,8

　　LumenledLuxeon Emitter1W，4.5K-5.5K15

　　NichiaNJSL036AT1W，30

　　CreeXLamp7090XR-E1W8

　　CreeXLampXP-G1W6

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