LED 热管理及散热技术应用

　　《LED热管理及散热技术应用》基于传热学基本原理，结合国内外LED热管理*新技术，重点解决LED应用中散热技术的工程应用，全面系统地闸述了LED封装、模组和系统各应用体系热管理的基本知识、实用散热技术及工艺。全书共11章，层次分明，基本涵盖了传热基本知识、LED热管理基本知识、LED芯片和封装热管理、LED村底和基板热管理、LED热界面材料、LED灯具散热设计、先进散热技术、实验热测试方法、数值热模拟及热设计等基础知识和解决方案。

　　李月锋，上海应用技术大学理学院副教授，主要从事太阳能高温相变材料的热性能研究。邹军，上海应用技术大学理学院副教授，主要从事LED和LD相关氮化物和氧化物材料与器件研究。

第1章绪论1
 
 
 
 
1.1半导体照明技术的进展3
 
1.2热效应对LED的影响6
 
1.2.1温度对大功率LED光电性能的影响（参数失效）6
 
1.2.2温度引起大功率LED的失效（灾难性失效）10
 
1.3热管理的作用、目的及思路12
第2章
传热学基本知识14
 
 
 
 
2.1热传导14
 
2.2对流换热15
 
2.3热辐射17
 
2.4界面热阻18
 
2.5扩散热阻19
 
2.6散热器20
 
2.6.1肋片20
 
2.6.2散热器的散热特性22
第3章
LED热管理基本知识23
 
 
 
 
3.1LED工作原理23
 
3.1.1LED发光原理23
 
3.1.2LED系统及构成26
 
3.1.3LED发光效率29
 
3.1.4LED主要参数与特性33
 
3.2LED发热原因及LED温升特性38
 
3.2.1LED芯片及封装热量产生原因38
 
3.2.2LED芯片温升特点39
 
3.3LED器件热阻网络40
 
3.3.1LED热系统结构40
 
3.3.2LED串并联热阻41
 
3.3.3LED结温计算方法42
 
3.3.4LED热阻的几点说明42
第4章
LED芯片热管理44
 
 
 
 
4.1GaN基正装LED芯片热阻基本构成44
 
4.2GaN基正装LED芯片制约因素45
 
4.3LED芯片提高发光效率及热管理方案47
 
4.4LED芯片常见芯片尺寸、材质及规格57
第5章
LED封装热管理61
 
 
 
 
5.1LED封装工艺61
 
5.2LED封装热阻模型66
 
5.3LED封装热阻的影响因素分析70
 
5.3.1固晶层70
 
5.3.2支架76
 
5.3.3扩散热阻85
 
5.3.4荧光粉及封装方法87
 
5.4LED封装热阻计算实例92
 
5.5LED封装主要厂商、类型及特色97
第6章
热界面材料113
 
 
 
 
6.1材料导热微观机理113
 
6.1.1金属导热机理113
 
6.1.2无机非金属导热114
 
6.1.3聚合物高分子导热115
 
6.2热界面材料分类116
 
6.3有机热界面材料117
 
6.3.1本征型热界面材料117
 
6.3.2填充型热界面材料119
 
6.3.3常见LED有机热界面材料135
 
6.4无机热界面材料139
 
6.4.1钎料基础知识139
 
6.4.2典型无铅钎料139
 
6.4.3焊膏143
 
6.5热界面材料涂覆工艺144
 
6.6热界面材料热阻模型151
 
6.7热界面材料生产厂商及产品简介153
第7章
LED基板热管理159
 
 
 
 
7.1基板类型159
 
7.2印刷电路基板160
 
7.3金属芯印刷电路基板162
 
7.4陶瓷基板164
 
7.5挠性印刷电路基板168
 
7.6基板热阻模型169
 
7.7基板生产厂商及产品简介171
第8章
LED灯具散热设计174
 
 
 
 
8.1LED灯具特征及应用174
 
8.1.1LED灯具介绍174
 
8.1.2LED灯具应用176
 
8.2LED灯具常用传热和散热方式183
 
8.2.1传热和散热基本概念183
 
8.2.2LED强化传热方法185
 
8.2.3LED常用散热方法187
 
8.2.4LED灯具散热器热辐射应用技术195
 
8.3LED电源热管理198
 
8.3.1LED驱动电源的分类198
 
8.3.2LED驱动电源的热损耗200
 
8.3.3LED驱动电源热管理方案201
 
8.4LED灯具热设计的基本方法及实例201
 
8.4.1LED灯具热阻模型201
 
8.4.2LED灯具热管理方法206
 
8.4.3LED灯具散热器热分析与热设计207
 
第9章
先进散热技术214
 
 
 
 
9.1热柱214
 
9.1.1热柱工作原理214
 
9.1.2热柱种类215
 
9.1.3铜热柱材料215
 
9.1.4热柱制造工艺217
 
9.1.5热柱的应用219
 
9.2相变抑制（PCI）传热技术220
 
9.2.1PCI传热技术概述220
 
9.2.2PCI传热技术优点221
 
9.2.3PCI传热技术应用221
 
9.3合成喷射式散热技术221
 
9.3.1工作原理221
 
9.3.2技术优点223
 
9.3.3在LED灯具散热中的应用223
 
9.4液态金属散热225
 
9.4.1液态金属的基本性质225
 
9.4.2液态金属传热性质225
 
9.4.3液态金属传热在LED灯具散热中的应用226
 
9.5离子风散热技术226
 
9.5.1离子风散热基本原理226
 
9.5.2离子风散热特点227
 
9.5.3离子风散热器应用228
第10章
LED灯具热测试方法229
 
 
 
 
10.1热测试概况229
 
10.1.1测试标准及测量参数229
 
10.1.2测试常见方法230
 
10.2LED灯具热测试常用仪器231
 
10.2.1温度传感器231
 
10.2.2红外热成像仪237
 
10.2.3热阻测试仪240
第11章
LED热管理的数值计算245
 
 
 
 
11.1数值计算概况245
 
11.1.1数值解法基本思路245
 
11.1.2计算区域离散化245
 
11.1.3计算时间离散化246
 
11.1.4控制方程离散方法246
 
11.1.5有限差分基本思路247
 
11.2控制方程离散化248
 
11.2.1控制体内节点方程248
 
11.2.2控制体边界节点方程250
 
11.3节点离散方程组求解253
 
11.4常用LED照明热仿真软件254
 
11.4.1计算流体力学软件254
 
11.4.2工程流体力学软件255
 
11.4.3专业电子散热软件257
 
11.4.4专用散热器计算软件258
参考文献259