高功率LED开发之CFD模拟散热解决方案

　　要计算垂直通过芯片的热阻，须测量芯片黏合层、芯片垫片、TIM、散热片以及与基体间的介电层，每阶层都各自拥有自己的导热特性(表2)，其中通过芯片，也就是接面到外部环境的热阻Rja可透过方程式(1)、(2)加以计算：

　　其中RJ-MS=10 ℃/W

　　Rja代表热能由LED芯片传递到外界的能力，也就是说，Rja的数值越低、散热效能越好，图2分别显示封装结构的3D、2D横切面图，有助于了解整个散热路径。

　　图2　上图为LED星状包装的3D剖面图，下图为带散热片LED星状封装的2D剖面图。

　　进行数值分析/实验结果分析

　　安排在MCPCB上的LED封装通常采用铝挤方式做为基底，一百一十根鳍片的鳍片型散热片则透过导热胶带黏贴在星形MCPCB背面，封装以1.2瓦驱动，焊接点的温度TMetalSlug则透过安排在封装散热块上的热电偶加以测量(图3)，测量只有在温度到达稳定时才进行。

　　图3　Moonstone LED封装上的测量点

　　表2为仿真模型结果与测量数据的比较，可视化仿真结果分别显示在图4，当仿真结果温度高于测量温度时，代表数值模型忽略部分的冷却现象。

　　表2　仿真结果与测量数据的比较

　　图4　上图为LED星形封装的可视化模拟结果，下图为详细散热片模型的MCPCB LED封装可视化仿真结果。