LED半導體光源的特點及相關熱管理

這里Rth表示熱阻，表征熱流傳輸的阻力。單位為℃/W；

Po為熱流，即單位時間傳輸的熱量Po=Q (熱量)/t (時間)，量綱與功率相同。

△T表示熱流傳輸途中兩點間的溫差，即此兩點間熱阻上的溫差。

在檢測電子電路時我們常用萬用表檢測相關結點的電位和電位差即電壓。而在檢測熱流傳輸時則可用點溫計、熱電偶及及紅外熱像儀來檢測熱流傳輸路徑上相關節點的溫度及溫差。

在歐姆定律中，串聯電路中電流處處相等，而熱流傳輸則并不如此，在某些點會因為熱阻過大而使熱流傳輸受阻，使熱量積聚。

用“熱歐姆定律”可以檢測和估算的有：

類似于電路分析中建立等效電路，在熱流分析時亦可建立等效熱流路徑圖。

檢測和估算LED結溫Tj；

判別相關結點間的散熱效果，熱阻大小；評估使用不同材質散熱器時LED工作狀態的優劣。

在熱流分析時有幾個重要的溫度結點分別是：

芯片PN結的結點溫度Tj ，應小于產品規定的額定值，以使其工作在安全范圍內。

焊點溫度Ts，即LED引出端與基座板焊盤處的溫度。

散熱器片與外環境界面溫度Ta

要使熱源LED產生的散出來，使結溫Tj保持在合理安全的數值，以期獲得器件允許的最大正向電流If得到最高的發光效果是關鍵所在。

分析實例

這里要介紹的三實例是：熱流圖的建立、計算某SMT封裝結構(SMD型)LED的結溫Tj，以及使用不同散片材料對LED性能影響的初步實驗。

1．等效熱流圖

圖1和圖2分別為SMT封裝(即SMD型)LED內部結構圖和靜態等效熱路。

圖1：SMD型LED內部結構圖（點擊圖片查看原圖）

圖中箭頭所指為熱流傳輸路徑。

圖2：SMD型 LED靜態等效熱路圖在此靜態等效熱路中，內部熱阻由4部份串聯而成，即內部熱阻=芯片熱阻+芯片鍵合(附著)熱阻+引線框熱阻+焊點熱阻。外部熱阻由特定應用條件所決定，如LED組裝在PCB板上，則其外部熱阻=焊盤熱阻+PCB熱阻。

Po為熱流，Tj為結溫，Ts為焊點溫度，Ta為環境界面溫度。

2. 結溫檢測及估算：