全新的陶瓷方法簡化LED散熱設(shè)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(yè)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(shè)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(tǒng)。使用陶瓷作為散熱器、電路載體和產(chǎn)品設(shè)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(zhàn)勝傳統(tǒng)的設(shè)計模式。

　　基于計算流體力學(xué)（CFD）的仿真過程支持熱優(yōu)化和產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計。本文將闡述理論根據(jù)、概念驗證、以及如何最終用陶瓷散熱器實現(xiàn)這些改進(jìn)。

　　1 模塊優(yōu)化

　　眾所周知，LED的發(fā)光效率很高，而且還因為體積很小而深受設(shè)計師偏愛。但只有當(dāng)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(dá)2500℃的工作溫度相比，LED光源溫度要低得多。因此，很多設(shè)計師最終認(rèn)識到，散熱是一個大問題。盡管LED也產(chǎn)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(qū)動LED工作的半導(dǎo)體器件允許的工作溫度低于100℃。

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

　　兩個優(yōu)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(chǎn)的角度來看，這一想法在商業(yè)上是不現(xiàn)實的。我們將LED看作是一個標(biāo)準(zhǔn)化的不能修改的“目錄”的產(chǎn)品。它是一個黑盒子。