基于AlN隔热板的LED模块有效散热和几何优化

基于AlN隔热板的LED模块有效散热和几何优化

由于常规芯片上板（COB）的散热性受介电层导热性非常低的LED模块限制，因此提出了一个使用氮化铝（AlN）代替COB绝缘层来实现有效的散热。通过采用响应曲面法（RSM）对绝缘层绝缘板模型的几何结构进行了优化。在一维和传播热阻方面对每个设计参数的影响进行了分析。在AlN优化模式下，温度和总热阻值比常规的铜基板COB模块分别低了24.1%和55.2%。15W热输入时AlN优化模型比传统的COB模块发光效率提高13.9%。

在LED模块中，提出了一种使用AlN的增强模型，同时实现了电气绝缘和有效的散热。在增强模式下，应用于LED芯片和散热器之间的AlN绝缘板代替传统COB模块之间的介电层。AlN增强模型采用响应曲面法对配置进行了优化。在AlN增强模型中，AlN绝缘板和基板的厚度是达到有效散热的重要参数，通过减小AlN绝缘板和基板的厚度增加热扩散。随着AlN绝缘板厚度降低，一维热阻降低。优化后的AlN增强模型的总热阻比铜基板低55.2%，高于AlN基板14.4%；在15W热输入优化模型中，发光效率比铜基板高13.9%，但比AlN基板低1.4%。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2015年第76期

作者：Min Woo Jeong et al

编译：王亮