LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來，世界上一些經(jīng)濟發(fā)達國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術競賽。其中LED散熱一直是一個亟待解決的問題！
有研究數(shù)據(jù)表明，假如LED芯片結(jié)溫為25度時的發(fā)光為100%，那么結(jié)溫上升至60度時，其發(fā)光量就只有90%；結(jié)溫為100度時就下降到80%；140度就只有70%。可見改善散熱，控制結(jié)溫是十分重要的事。
◎ LED芯片結(jié)溫是怎么產(chǎn)生的
LED發(fā)熱的原因是因為所加入的電能并沒有全部轉(zhuǎn)化為光能，而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能。LED的光效目前只有100lm/W，其電光轉(zhuǎn)換效率大約只有20—30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。
具體來說，LED結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個因素所引起的。
1．內(nèi)部量子效率不高，也就是在電子和空穴復合時，并不能100％都產(chǎn)生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉(zhuǎn)化為熱能，但這部分不占主要成分，因為現(xiàn)在內(nèi)部光子效率已經(jīng)接近90％。
2．內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法全部射出到芯片外部而最后轉(zhuǎn)化為熱量，這部分是主要的，因為目前這種稱為外部量子效率只有30％左右，大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了。
LED的散熱現(xiàn)在越來越為人們所重視，這是因為LED的光衰或其壽命是直接和其結(jié)溫有關，散熱不好結(jié)溫就高，壽命就短。
◎ 大功率LED白光應用及LED芯片散熱解決方法
當今LED白光產(chǎn)品被逐漸運用于各大領域投入使用，人們在感受其大功率LED白光帶來的驚人快感同時也在擔心其存在的種種實際問題！
首先從大功率LED白光本身性質(zhì)來說。大功率LED仍舊存在著發(fā)光均一性不佳、封閉材料的壽命不長尤其是其LED芯片散熱問題很難得到很好的解決，而無法發(fā)揮白光LED被期待的應用優(yōu)點。
其次從大功率LED白光市場價格來說。當今大功率LED還是一種貴族式的白光產(chǎn)品，因為大功率產(chǎn)品的價格還是過高，而且技術上還是有待完善，所以說大功率白光LED產(chǎn)品不是誰想用就能夠用的。 下面OFweek半導體照明網(wǎng)來分解下大功率LED散熱的相關問題。
近些年在業(yè)界專家的努力下對大功率LED芯片散熱問題提出了一下幾點改善方案：
1. 通過提高LED晶片面積來增加發(fā)光量。
2. 采用封裝數(shù)個小面積LED晶片。
3. 改變LED封裝材料和螢光材料。
那么是不是通過以上三種方法就可以完全改進大功率LED白光產(chǎn)品的散熱問題了呢？實則斐然！首先我們雖然將LED芯片的面積增大，以此獲得更多的光通量希望能夠達到我們想要的白光效果，但因其實際面積過大，而導致在應用過程與結(jié)構上出現(xiàn)了一些適得其反的現(xiàn)象。
那么是不是大功率LED白光散熱問題就真的無法解決了呢？當然不是。針對單純增大晶片面積而出現(xiàn)的負面問題，LED白光業(yè)者們就根據(jù)電極構造的改良及覆晶的構造并利用封裝數(shù)個小面積LED晶片等方式從大功率LED晶片表面進行改良從而來達到60lm/W的高光通量低高散熱的發(fā)光效率。
其實還有一種方法可以有效改進大功率LED芯片散熱問題，那就是將其白光封裝材料用硅樹脂取代以往的塑料或者有機玻璃。更換封裝材料不僅能夠解決LED芯片散熱問題更能夠提高白光LED壽命。為什么現(xiàn)在大功率LED中必須采用硅膠作為封裝材料？因為硅膠對同樣波長光線的吸收率不到1%。但是環(huán)氧樹脂對400-459nm的光線吸收率高達45%，很容易由于長期吸收這種短波長光線以后產(chǎn)生的老化而使光衰嚴重。
當然在實際的生產(chǎn)生活中還會出現(xiàn)很多像大功率LED白光芯片散熱這樣的問題，因為人們對大功率LED白光越廣泛的應用就會出現(xiàn)越深入難解的種種問題！
LED芯片的特點是在極小的體積內(nèi)產(chǎn)生極高的熱量。而LED本身的熱容量很小，所以必須以最快的速度把這些熱量傳導出去，否則就會產(chǎn)生很高的結(jié)溫。為了盡可能地把熱量引出到芯片外面，人們在LED的芯片結(jié)構上進行了很多改進。為了改善LED芯片本身的散熱，其最主要的改進就是采用導熱更好的襯底材料。
即使能夠解決從晶片到封裝材料間的抗熱性，但因從封裝到PCB板的散熱效果不好的話，同樣也是造成LED晶片溫度的上升，出現(xiàn)發(fā)光效率下降的現(xiàn)象。
因此，在面對不斷提高電流情況的同時，如何增加抗熱能力，也是現(xiàn)階段的急待被克服的問題，從各方面來看，除了材料本身的問題外，還包括從晶片到封裝材料間的抗熱性、導熱結(jié)構、封裝材料到PCB板間的抗熱性、導熱結(jié)構，及PCB板的散熱結(jié)構等，這些都需要作整體性的考量。
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