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1、白光LED灯用发光材料,研究历程,1.爱迪生于19世纪后期发明的白炽灯泡；,2.20世纪中期开始普及的荧光灯管；,3.21世纪开始普及的崭新的光源发光二级管（简 称LED）。,现状,21世纪将普及崭新的光源LED，从理论上讲其转换效率可以达到100%。发光二级管是一种将电能转换为光能的固体电致发光器件，辐射主要集中在可见光区域，也消除了非可见光区电磁波对人体的危害。白光LED的制造与使用过程中不会引入汞的污染，是新一代绿色环保能源，又由于其采用不同的荧光粉封装时，可实现从暖白色到普通白色，冷白色直至日光色的不同色温和不同色坐标，从而可用于不同场合，被认为是第三代照明光源，大有取代传统照明光源之
2、势。,存在问题LED灯的散热问题,LED 芯片的表面面积较小，工作时电流密度大， 且用于照明时往往要求多个LED 组合而成，LED 密集度大，导致芯片发热密度高。而结温上升会导致光输出减少，芯片加快蜕化，缩短器件寿命。发光二极管随结温的上升向长波方向漂移。如果要考虑到实际应用中对色漂移的不良影响，热设计也要对最高结温进行限制。由于LED芯片输入功率的不断提高，对这些功率型LED 的封装技术就提出了更高的要求。如今散热问题已成为制约高功率LED 发展的关键因素。特别对于应用到汽车车灯上，由于结构设计要符合车型审美的限制进一步恶化了LED 的散热环境。,解决途径LED 灯具热量传递过程,对于一个L
3、ED 灯具，热量首先从LED 芯片产生，然后通过热传导、对流、辐射三种方式进行传递。结合灯具的实际结构来看，热传导是最主要的传热方式，因此设计人员在考虑如何提高LED 灯具的散热性能的时候，主要是通过改变LED 灯具系统各个环节的热传导能力来达到目的的。,LED 灯具系统散热性能的好坏直接由LED线路板空气的热阻的大小决定，而这个通道中又涉及到三个主要环节:(1) LED 器件自身热阻的大小，直接影响到芯片产生的热量能否导出到支架或热沉上，需要从LED 封装结构、封装材料、制作工艺方面来提高LED 散热性能; (2) 从LED 到线路板的热阻， 往往由线路板的材料、LED 之间的间距、电阻的分
4、布、LED 与线路板的连接方式决定;(3) 如果线路板到空气的热阻过大，即使热量都从芯片传到金属线路板上，聚焦的热量会使线路板的温度急剧上升，导致温度过高，增加了LED 失效的可能性，造成LED 光衰加剧、寿命缩短。因此，我们从这三方面提高LED 灯具的散热能力，从而控制LED 结温在一定范围内。,LED 内部散热对于LED 器件自身的内部散热，由于P-N 结产生的热量绝大部分通过衬底、粘合剂和热沉传到外界，所以内部散热的改进就牵涉到芯片衬底、粘合剂、热沉等的选材以及制作工艺、封装结构的设计。最先能想到也是最简单的就是提高内部衬底、粘合剂、热沉的热导率，同时增大传热面积，这样可以降低热阻。但是受到空间限制，传热面积的增大受到限制，同时内部材料的选取也受到材料性能、价格、工艺水平等各方面因素影响。,近年来也发展了以下一些散热技术应用到LED 系统:,1.采用微热管来达到散热,2.合成微喷技术,3.微槽道散热技术,4. 热电制冷散热技术,
