学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大功率发光二极管导热界面功能复合材料的研究

作　者: 钟道远
导　师: 吴建生；龙荷荪
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料工程
关键词: HPLED 导热界面材料相变散热模型
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 446次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着人类照明技术的发展,以及环境保护意识的提高,越来越多以高效、节能、环保、长寿命为标志的新技术,新发明在照明领域产生并逐渐推广使用;以高亮度、高发光效率、冷光、体积微小、快速响应、被动高功率因子、全色彩光、高显色性、固体光源、长寿命为显著特点的现代大功率高亮度发光二极管简称HPLED(High Power Light Emitting Diode)的逐渐广泛应用为其标志之一.随着HPLED照明领域从装饰性照明扩展到普通照明,一方面对其单位功率发光亮度要求的不断提高(每瓦流明数);另一方面通过单位面积上聚集的功率的不断上升,以提高总的流明数,例如单颗HPLED封装体积不变,但功率却从1W、3W到5W,处于实验室级别的产品功率更高.这就要求如何更加有效将HPLED发光芯片上的热取出,以最快最低热阻的方式传导给其散热装置,避免由于热蓄积引起的温升而对HPLED芯片造成致命负面影响.而HPLED的典型应用装置即HPLED灯,隐蔽微小是其不同于传统照明的一个突出方面,正因为如此,通常HPLED灯的散热装置均采用被动方式即自然方式:传导、自然对流、辐射.前两种是其散热的主要方式.从HPLED灯的发光芯片到灯体外表面或其散热装置,无可避免的要经过一处,或两处乃至三处的实体之间的界面,根据目前实用灯具的情况看两次以上的界面是最普通的应用方式.而如何将这些界面的热阻降至最低,使得热流能最大限度的通过,将是避免HPLED芯片PN结温度过高的一个行之有效的方面.本文的研究对象是具有相变特点的功能复合界面材料,因其具有相变:固-液相变的特点,能实现实体界面之间的无缝连接,再由于其中添加了有机硅等为主要成分的填料,在正常使用条件下不会因为固-液相变导致材料层析、偏聚、缺失等情况,并由于有机硅本身相对较高的热传导系数,极弱的导电性,及低廉的价格,非常适合在HPLED的实体界面之间的应用.本文根据具有相变特点的导热界面功能复合材料的传热特点,采用有限元分析理论,通过专用的热分析计算机技术,以特定的HPLED投光灯模型为例,建立相应的实体模型,并结合相应的实验建立了在特定功率下,不同温度,不同厚度,不同操作工艺,不同掺杂成分下,非金属基导热界面功能复合材料对HPLED投光灯的散热影响,通过其升降温曲线,特定温度测点温度变化情况分析,以期对HPLED灯的实际使用可以比较正确的指导.

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章研究背景及文献综述  11-30
  1.1 LED 发展简史  11-12
  1.2 LED 外观样式  12-13
  1.3 LED 发光原理  13-16
  1.4 LED 应用背景  16-17
  1.5 LED 的优势及发展趋势  17-18
  1.6 目前 LED自身不足之处和技术难点  18-22
  1.7 LED 目前在照明领域的典型应用  22-23
  1.8 散热功能材料的研究进展  23-29
  1.9 本章小结  29-30
第二章HPLED 实际应用情况热分析  30-34
  2.1 HPLED 实际应用情况的热分析  30-33
  2.2 本章小结  33-34
第三章 HPLED 散热理论数学物理建模  34-48
  3.1 导热  34-38
  3.2 对流  38-39
  3.3 热辐射  39-40
  3.4 热阻  40-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 HPLED 的数值分析  48-95
  4.1 PCMTIMs 相变传热数学模型  48-51
  4.2 数值分析方法  51-53
  4.3 HPLED 投光灯模型散热的数值分析  53-94
  4.4 本章小结  94-95
第五章 HPLED 导热界面材料温升实验研究  95-107
  5.1 温升实验准备工作  95-100
  5.2 实验过程  100-102
  5.3 HPLED 温升实验结果分析  102-106
  5.4 本章小结  106-107
第六章结论与展望  107-109
  6.1 结论  107-108
  6.2 展望  108-109
参考文献  109-112
致谢  112-113
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  113

大功率发光二极管导热界面功能复合材料的研究

内容摘要

全文目录

相似论文