热阻即热量在暖流途径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热才能的巨细，表明晰1W热量所引起的温升巨细，单位为℃/W或K/W。能够用一个类比来解说，假如热量相当于电流，温差相当于电压，则热阻相当于电阻。一般，LED器材在使用中，结构热阻散布为芯片衬底、衬底与LED支架的粘结层、LED支架、LED器材外挂散热体及自由空间的热阻，热阻通道成串联联系。
LED灯具作为新式节能灯具在照明过程中只是将30-40%的电能转换成光，其他的悉数变成了热能，热能的存在促进咱们必需要重视LED封装器材的热阻。一般，LED的功率越高，LED热效应越显着，因热效应而导致的问题也突显出来，例如，芯片高温的红移现象;结温过高对芯片的永久性损坏;荧光粉层的发光功率下降及加快老化;色温漂移现象;热应力引起的机械失效等。这些都直接影响了LED的发光功率、波长、正向压降以及使用寿命。LED散热已经成为灯具开展的巨大瓶颈。
应怎么评价LED封装器材的散热水平?
使用举例
1.封装器材热阻测验
(1)测验办法一：
测验热阻的过程中，封装产品一般的散热途径为芯片-固晶层-支架或基板-焊锡膏-辅佐测验基板-导热衔接资料。
旁边面结构及散热途径
依据测验，能够得出如下述的热阻曲线图，可读出测验产品总热阻(整个散热途径)为7.377K/W。该办法测验出的热阻需依据测验样品的结构，断定曲线中的热阻分层，取得封装器材的准确热阻。该办法更合适SMD封装器材。
热阻曲线图
(2)测验办法二：
与办法一不同，该办法需通过两次热阻测验，比照得出的热阻，可准确到器材基板外壳，无顺便测验基板数值。
两次测验的别离：第一次丈量，器材直触摸摸到基板热沉上;第2次丈量，器材和基板热沉中心夹着导热双面胶。因为两次散热途径的改动只是发生在器材封装壳之外，因而结构函数上两次丈量的分界处就代表了器材的壳。如下图所示的曲线改变，可得出器材的准确热阻。该办法合适COB封装器材。
屡次测验的热阻曲线比照图
(3)使用结构函数辨认器材的结构
惯例的，芯片、支架或基板、测验辅佐基板或冷板这三层的热阻和热容相对较小，而固晶层和导热衔接资料的热阻和热容相对较大。
如下面结构函数显现，结构函数上越挨近 y 轴的当地代表着实践暖流传导途径上挨近芯片有源区的结构，而越远离 y 轴的当地代表着暖流传导途径上离有源区较远的结构。积分结构函数是热容—热阻函数，曲线上平整的区域代表器材内部热阻大、热容小的结构，峻峭的区域代表器材内部热阻小、热容大的结构。微分结构函数中，波峰与波谷的拐点便是两种结构的分界处，便于辨认器材内部的各层结构。在结构函数的结尾，其值趋向于一条笔直的渐近线，此刻代表暖流传导到了空气层，因为空气的体积无穷大，因而热容也就无穷大。从原点到这条渐近线之间的 x 值便是结区到空气环境的热阻，也便是稳态情况下的热阻。
热阻曲线的两种结构函数
2.封装器材内部的缺点
固晶层内部缺点展现
比照上面两个器材的剖面结构，固晶层可见显着差异。如下图，左面为正常产品，右边为固晶层有缺点的产品。
固晶层缺点引发的热阻变大
依据上图显现，固晶层缺点会形成的热阻增大，影响散热功能，详细的影响程度与缺点的巨细有关。
3.结构无损检测
同批次产品，取固晶层无缺、边际缺点以及中心缺点的样品测验。固晶无缺的固晶层应为矩形，而边际和中心存在缺点，则固晶层不规则，下图两种缺点的图片。
固晶缺点示意图
测验出三条热阻曲线。因为三次测验的芯片是相同的，因而在结构函数中表征芯片部分的曲线是彻底重合在一起的。跟着固晶层损害程度的添加，该结构层的热阻逐步变大。这是因为空泛堵塞了有用的散热通道形成的。
固晶缺点热阻值比照
依据测验成果，不只能够定性地找出存在缺点的结构，并且还能定量得到缺点引起的热阻的改变量。
4.老化试验表征手法
下图为一个高温高湿老化事例中同相同品不同时期的热阻曲线。
老化后的热阻漂移现象
老化前后，从芯片后波峰的移动能够明晰地看出因为老化形成的分层，导致了芯片粘结层的热阻增大。对样品不同阶段的热阻测验，可得到每层结构的热阻改变，依据改变剖析老化机理，然后改进产品散热功能。
5.触摸热阻的丈量
跟着半导体制作技能的不断老练，热界面资料的热功能已经成为限制高功能封装产品的瓶颈。触摸热阻的巨细与资料、触摸质量是休戚相关的。惯例的触摸资料或方法有：(1)导热胶;(2)导热垫片;(3)螺钉衔接;(4)干触摸。下图为关于触摸热阻的一次专门测验。
不同触摸方法的热阻
由上图发现，触摸热阻的巨细不只与触摸资料有关，还与触摸的质量有关。触摸资料的导热系数越大，触摸热阻越小。触摸质量越好，触摸热阻越小。
6.热电参数特性举例
电压温度曲线
由上图可见，跟着温度的上升，该样品LED的电压呈线性递减。
光通量温度曲线
由上图可见，跟着温度的上升，该样品LED的光通量呈线性递减。
色坐标漂移曲线
由上图可知，跟着温度的上升，该样品LED的色坐标会往高色温方向漂移。
