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陶瓷輻射散熱技術 應用於 LED 之現況

陶瓷輻射散熱技術 應用於 LED 之現況. 章烱煜. OUTLINE. 二十一世紀新光源 LED 發光原理 LED 光電特性 LED 熱輻射散熱技術 結構分析 Q&A. 二十一世紀新光源. 攝於 1998 年 2 月 26 日 在 ITRT. 人類的光源 ( 能量轉換 ). 傳統光源 : 熱→光 燒 → 熱 → 光 : 鑽木取火、蠟燭. 4. 現代光源. 電→熱→光 : 白熾燈、燈泡 電→電漿 ( 離子 )→ 光 : 日光燈、太陽燈、霓虹燈 ……. 5. 新光源. 電 → 光 : LED ( 發光二極體 ). 6.

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陶瓷輻射散熱技術 應用於 LED 之現況

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Presentation Transcript

  1. 陶瓷輻射散熱技術應用於LED之現況 章烱煜

  2. OUTLINE 二十一世紀新光源 LED 發光原理 LED光電特性 LED 熱輻射散熱技術 結構分析 Q&A

  3. 二十一世紀新光源 攝於1998年2月26日 在ITRT

  4. 人類的光源(能量轉換) 傳統光源:熱→光 燒 → 熱 → 光:鑽木取火、蠟燭 4

  5. 現代光源 電→熱→光: 白熾燈、燈泡 電→電漿(離子)→光: 日光燈、太陽燈、霓虹燈…… 5

  6. 新光源 電 → 光: LED (發光二極體) 6

  7. 世紀新光源的取代法則 性能 壽命 消耗的能源 流明/價格 7

  8. LED發光原理

  9. (Lighting Emitting Diode) 利用p型材質(電洞)及n型材質(電子) 通入順向電壓 電子與電洞於 pn 型接面結合而產生光 發光二極體

  10. LED結構截面 P電極（＋） P型層 發光層（活性層） 光 N型層 N型襯底 N電極(-)

  11. P電極(4-5mil) P層 P/N接合層 N層 N電極 典型的LED結構截面 單電極 晶片 透明保護層 GaN 雙電極 晶片 P電極 Si：GaN Al2O3 N電極 頂面圖 剖面圖

  12. 發光二極體光電特性

  13. 電的特性 V-I特性：發光二極體的電壓與電流的關係

  14. 正向工作電流If 發光二極體正常發光時的正向電流值。

  15. 正向工作電壓VF 工作電壓: 給定的正向電流下得到的值。 一般是在IF=20mA時測得的。 發光二極體正向工作電壓VF在1.4～3.8V。

  16. 正向工作電壓VF PN節 溫度升高時，VF將下降。

  17. LED的電壓電流（V-I）特性：

  18. 反向漏電流 IR 一般發光管反向漏電流IR<10μA以下

  19. LED 熱輻射散熱技術

  20. 熱傳遞方式 • 三種熱傳遞方式 • 熱對流 • 熱傳導 • 熱輻射 物質(系統)內的熱量轉移的過程

  21. 熱對流 液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過迴圈流動使溫度趨於均勻的過程。 熱對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式 氣體的對流現象比液體明顯。

  22. 熱傳導 熱量從系統的一部分傳到另一部分或由一個系統傳到另一系統的現象叫做熱傳導。 熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。

  23. 熱輻射 物體因自身的溫度而具有向外發射能量的本領，這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。 熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式，但它和熱傳導、對流不同。它能不依靠媒介把熱量直接從一個系統傳給另一系統。 熱輻射以電磁輻射的形式發出能量。

  24. 熱輻射 熱輻射是遠距離傳熱的主要方式 如太陽的熱量就是以熱輻射的形式，經過宇宙空間再傳給地球的。

  25. LED 熱輻射散熱的應用 熱輻射薄膜 能量 熱輻射

  26. 傳統LED封裝的散熱 螢光膠 LED 矽膠 支架 鋁基 鋁擠

  27. LED 熱輻射散熱封裝 LED 螢光膠 矽膠 散熱薄膜 基板 熱輻射 熱輻射

  28. LED 熱輻射散熱封裝

  29. 我們的實驗 T1 T2 T3 LED 螢光膠 矽膠 散熱薄膜 基板 熱輻射

  30. 結構分析 輻射散熱技術的應用 發光效能的提昇 封裝製程的改變

  31. 輻射散熱技術的應用 散熱薄膜 熱 熱輻射 LED

  32. 發光效能的提昇 增加電流 亮度提昇 • 低的節點溫度（Junction temp.) • 飽和電流密度（Current Density）之下

  33. Lower Tj Junction temp. VS LED Life

  34. 封裝製程的改變 薄膜輻射封裝技術 沒有支架 藍寶石基板後端不需要導熱金屬

  35. Q & A 感謝聆聽 ！

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