全新的陶瓷方法簡化LED散熱設計

　引言

　　LED的散熱問題將是限制它未來能否在市場上取得更大成功的主要因素。目前業界的很多研究都集中在散熱器上，但對LED和散熱表面之間的隔層研究較少。

　　不過，只要我們在設計思路和材料使用上做出一些改變，我們就不僅可以顯著提高熱管理性能和可靠性，而且還可以得到一個更簡化的系統。使用陶瓷作為散熱器、電路載體和產品設計的一個部分，要求我們有一些全新的思考模式和意愿，來戰勝傳統的設計模式。

　　基于計算流體力學（CFD）的仿真過程支持熱優化和產品技術設計。本文將闡述理論根據、概念驗證、以及如何最終用陶瓷散熱器實現這些改進。

　　1 模塊優化

　　眾所周知，LED的發光效率很高，而且還因為體積很小而深受設計師偏愛。但只有當不考慮散熱管理時，它們才真的“很小”。雖然與白熾燈光源高達2500℃的工作溫度相比，LED光源溫度要低得多。因此，很多設計師最終認識到，散熱是一個大問題。盡管LED也產生熱量，但它相對來說不是很高，因此散熱對LED本身來說還不是一個問題。不過，驅動LED工作的半導體器件允許的工作溫度低于100℃。

　　根據能量守恒定律，熱能必須轉移到周圍區域。LED只能使用100℃熱點和25℃環境溫度之間的一個很小的溫度間隙，因此只提供75 Kelvin。其結果是，需要使用一個較大的表面和powerful散熱管理。

　　兩個優化塊見圖1，Group 1是LED，它基本上是不能觸摸的。它的中心部位是一個裸片和一個散熱銅金屬塊，用于連接裸片與LED的底部。從散熱的角度看，理想的解決辦法是將裸片直接邦定到散熱器上。但從大批量生產的角度來看，這一想法在商業上是不現實的。我們將LED看作是一個標準化的不能修改的“目錄”的產品。它是一個黑盒子。