這里以芯片的各層結(jié)構(gòu)熱阻計算為例,建立熱AL7230力學(xué)模型時,各層結(jié)構(gòu)和材料性能在遵循實(shí)際情況的同時也可做如下相應(yīng)的簡化:

   (1)在芯片區(qū),主要發(fā)熱區(qū)是InGaN/GaN量子阱區(qū)。p-GaN和ll-GaN層由于體電阻的存在,也會產(chǎn)生小部分熱量。但是上述3個區(qū)域的厚度遠(yuǎn)小于其他層的厚度,因此近似認(rèn)為所有熱量都由InGaN/GaN量子阱區(qū)均勻產(chǎn)生,其他部位不產(chǎn)熱,不會給計算結(jié)果帶來很大誤差。

   (2)LED器件溫度較低,<⒛0℃,所以輻射散熱在計算過程中可以忽略。

   (3)芯片上方的環(huán)氧樹脂和塑料等材料的散熱性能很差,與芯片下方的金屬的熱導(dǎo)率相差2~3個數(shù)量級,因此,計算時忽略芯片上方散熱也不會對計算結(jié)果造成很大影響。

   (4)由于金屬電極導(dǎo)熱性非常好且厚度很薄,在計算時近似認(rèn)為金屬電極上下的材料之間是理想接觸,也就是說忽略金屬電極的熱阻。但對焊錫等倒裝焊焊料按照實(shí)際圖形進(jìn)行計算。

   (5)熱沉上的反射杯幾乎不會對芯片溫度造成影響,所以在建模時可忽略反射杯,簡化熱沉為立方體。

   (6) 芯片發(fā)熱量可用下式計算:

   其中,P為芯片消耗的電功率,Pli咖為芯片發(fā)出的光功率, Φ為芯片發(fā)出的光通量,氣ph表示單位光功率產(chǎn)生的光通量。不同波長的光對人眼刺激能力不同,對于確定的光譜分布氣ph一定是確定值。對于采用藍(lán)光LED+YAG熒光粉法制備的白光LED,此數(shù)值約為33011n、V0 。

   (7)邊界對流系數(shù)選取:當(dāng)對流換熱基本類型不同,流體的種類和溫度、流速不同,壁面的形狀和溫度不一樣時, 對流換熱系數(shù)經(jīng)常會相差很多。對于氣體自然對流換熱,對流系數(shù)取值范圍是2~25W/(m2・K)。對流系數(shù)的選取很多是建立在實(shí)驗(yàn)測量或經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,過實(shí)際溫度測量,再根據(jù)鋁基板和散熱片表面積進(jìn)行估算,鋁表面對流系數(shù)取10~⒛W/(m2・K)。