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銅基板在COB LED中優(yōu)勢更顯著?仿真研究揭示其潛在價值

2025-05-21 20

針對多芯片COB封裝LED的溫度場仿真研究,以下是分點(diǎn)總結(jié)與解析:

溫度影響:LED的性能及壽命與工作溫度緊密相關(guān),在COB封裝中,由于多芯片密集排布,致使基板溫度分布不均勻,局部過熱情況可能出現(xiàn)。

材料對比:鋁基板和銅基板的導(dǎo)熱性存在差異(銅導(dǎo)熱系數(shù)約為400 W/m·K,鋁約為200 W/m·K),這成為研究的關(guān)鍵所在。

ANSYS建模:構(gòu)建三維熱仿真模型,對熱源(LED芯片功率)、材料屬性以及邊界條件(環(huán)境溫度、對流散熱等)進(jìn)行設(shè)定。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:借助熱電偶或紅外熱像儀測量實(shí)際溫度,將其與仿真結(jié)果對比,以此驗(yàn)證模型的可靠性,保證模擬的準(zhǔn)確性。

表面分布:

芯片集中區(qū):溫度梯度較大,這是因?yàn)闊嵩醇校瑹崃啃枰蜻吘墧U(kuò)散。

邊緣區(qū):溫度相對均勻,得益于邊緣良好的散熱條件。

厚度方向:銅基板因具有高導(dǎo)熱性,在厚度方向上的溫度梯度更小,整體熱阻更低。

整體溫度:由于銅基板的導(dǎo)熱性更高,其整體溫度低于鋁基板。

均勻性:銅基板在芯片集中區(qū)的溫度梯度更小,分布更為均勻,降低了熱點(diǎn)出現(xiàn)的風(fēng)險。

潛在優(yōu)勢:銅基板或許能夠提升LED光效的穩(wěn)定性(減少因溫度變化導(dǎo)致的波長偏移)。

權(quán)衡因素:雖然銅基板的散熱性能較好,但成本更高、重量更大,需要依據(jù)應(yīng)用場景來做出選擇。

未提及因素:

熱應(yīng)力:材料熱膨脹系數(shù)不同可能會對長期可靠性產(chǎn)生影響。

涂層影響:基板絕緣層的導(dǎo)熱性能未被討論,在實(shí)際中可能會引入額外的熱阻。

仿真細(xì)節(jié):需要明確熱源設(shè)置(如單芯片功率)、基板尺寸/厚度以及界面熱阻處理。

動態(tài)條件:分析不同環(huán)境溫度、功率負(fù)載下的溫度響應(yīng),能夠增強(qiáng)研究的實(shí)用性。

擴(kuò)展分析:進(jìn)行熱應(yīng)力模擬、多物理場耦合(如光電熱)分析,可為設(shè)計提供更全面的指導(dǎo)。

結(jié)論

在多芯片COB LED中,銅基板展現(xiàn)出更優(yōu)的散熱性能和溫度均勻性,為高功率LED設(shè)計提供了重要參考。未來的研究需要結(jié)合更多實(shí)際因素(如成本、安裝條件)進(jìn)行綜合優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)高效可靠的熱管理解決方案。


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