LiSiGi莱思格国际照明科技（北京）有限公司散热技术散热是固态照明产品设计中最重要的考虑因素。热量增加对固态照明产品的作用产生如下效果：降低光通量，增加波长（光线偏红），正向压降，降低使用寿命。因此，温度控制对固态照明产品的性能起着决定性的作用。为使固态照明产品达到最佳性能，通常使用散热片、导热胶、导热油脂等进行散热。常见的导热油脂包括两种：人工合成的无硅散热油脂和含硅的散热油脂；常见的散热片可以见下图例。LiSiGi莱思格国际照明科技（北京）有限公司Lamina的散热技术1.LTCC-M模组级热导技术LTCC-M(multilayerLowTemperatureCo-FiredCeramiconMetal)称作金属基多层低温烧结陶瓷技术。利用这一技术封装LEDs，在热处理方面与传统封装方法相比有着大幅度的改善。传统塑料封装工作温度一般不超过70°C，而采用LTCC-M技术，由于其热到系数高达170-W/mK，工作温度可高达250°C。另外，由于LED芯片直接焊装在Cu/M/Cu金属基板上形成高密度阵列，目前可以取得90lumens/cm2的光密度。低温烧结陶瓷（LTCC）烧结温度约在950°C，低于银和金的熔点，更可以广泛采用各种电阻和绝缘材料一次性烧结模成无源器件。此外，还可以采用多层结构直接植入元器件，而且适合表面贴装和芯片倒装。更为可贵的是LTCC具有优异的热导性能。不过，LTCC烧结时的收缩很难预测，常常需要不断试验才能达到最终的设计要求。基于低温烧结陶瓷技术发展出来的金属基低温烧结陶瓷（LTCC-M）将陶瓷直接绑定于金属上，据此开发的电路具有一系列优点。另外，LTCC-M技术在封装尺寸方面提供了多种可能。比如，可以堆叠24层，层厚0.05~0.25mm（标准为0.1mm），每层可以布线或植入无源元件。如此拥有复杂电路或有若干分立电路的器件可以封装在一个较小的体积内。此外，大面积基板（40cm×40cm）可以集成高密度的元件，拥有更高的翘曲强度。同时，LTCC-M技术可采用大晶圆工艺，可以一次性烧结多个电路再予切分。LiSiGi莱思格国际照明科技（北京）有限公司2.热膨胀系数（TCE）匹配：与传统光源一样，LED工作期间也会产生热量，其多少取决于量子效率。LED对温度敏感，一般来说，结温要保持在125°C一下以避免性能下降甚至失效。事实上，即使结温在125°C以下，寿命和输出光通也会随着温度的升高而下降。如何保持LED工作温度较低以获得更高的可靠性和光学指标就取决于基板材料的热传导性能。材料的热胀冷缩也是LED封装的一个值得考虑的问题。LED外延材料与封装材料之间热膨胀系数（TCE）的差异可能导致LED芯片和封装之间的开裂，进而导致发光失效或导热减弱。TCE匹配与热压分布关系分析铜铝Cu/M/Cu90006000LiSiGi莱思格国际照明科技（北京）有限公司Lamina开发了新型封装技术，通过提高热导系数、降低热膨胀系数不匹配度来增强LED的热处理性能。LED芯片直接焊装在镀镍的Cu/M/Cu复合金属基板上，这种基板具有超高的热导能力和耐热性能。常见材料的热导系数(k)材料铜铝Cu/Mo/Cu复合金属铜-钨氮化铝氧化铝焊料空气k(W/m-°C)90-40050-237170(z方向)210(x-y方向)200823030-500.027高热导性能使得LED芯片的温度维持在较低的水平，然而为了更可靠起见，还必须考虑材料的TCE匹配问题。由下图可见，由于TCE不匹配，温度超过350度以上就会出问题热压超过抗张强度的极限,连接芯片的材料内部就会发生机械裂缝，导致焊层分离。下表列出了常见材料的TCE值。由表可见，与铜和铝等常用封装材料相比，Lamina的Cu/M/Cu基材的膨胀系数(TCE)与半导体外延材料的非常接近。材料铝铜Cu/Mo/CuGaAs砷化镓GaN氮化镓GaP磷化镓SiC碳化硅AIN氮化铝Sapphire蓝宝石TCE(ppm/°C)2316.55.85.55.64.653.74.47.9常见的LED外延材料铝和铜的TCE与常见LED外延材料的TCE相差很大LiSiGi莱思格国际照明科技（北京）有限公司3.散热器热阻计算散热装置对于大功率固态照明光源来说极为重要，散热设计可依据如下公式：Τ式中：R散热器=125°C-安全温度阀值-环境温度功率?TR发光引擎?TR界面125℃是结温的典型值；安全温度阀值一般来说取10℃；TR发光引擎是LED封装结构自身的热阻；TR界面是LED封装结构与散热器之间的界面热阻。从公式可知，可控制的对散热器界面热阻影响最大的是发光引擎热阻和界面热阻，其中界面热阻又是相对容易解决的。就界面热阻