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板中进行,同时也已热辐射的形式从表面向外界散热。
表1IMS板的结构及材料性质3计算机模拟首先我们建立一个安装在IMS板上的LED三维有限元模型,IMS板的尺寸是13mm13mm207mm。从图2中可以看出整个模型的网格划分情况,共划分了48560个单元。该LED封装是通过基于表面贴装技术(SMT)的焊接材料安装在IMS板上的。图3反应了LED封装后的截面图。由于结点的热量主要是通过连接到IMS
f板的引线结构散出去的,因而覆盖在LED层上塑料的散热作用将被忽略。利用多物理软件包(PHYSICA)对其进行热分析。
图2LED封装的网格划分结果传热IMS板上热对流的效应对其周围空气及芯片的温度都会有显著的影响。系数可以定义为以对流的方式从系统中散出去的热量。利用该方法产生一个简单的模型,而这个模型就可以显示出合理准确的温度分布结果。
f图3
具有间隙的LED截面图
在一个特定的环境下确定传热系数是一个复杂的工作,这与材料性能、温度差异以及环境温度分布密切相关,而这些因素又会随时间发生改变。因此,为了解决大气层压的自由对流问题,我们使用一个简化的公式如下所示:
其中h是传热系数Wm2°CΔTTWT∞(°C)。L指水平维度,单位m。通过这个公式,可计算出IMS板表面以及引脚框架的传热系数,如表2所示。
f表2
边界表面的传热系数
表3
LED封装内部各材料性质参数
如图4所示,模拟结果显示了LED封装的温度分布。其中芯片的温度最高。当开启一个芯片是时,其结点温度为726°C,而开启三个芯片时温度为135°C。结点的预测温度与INS板的尺寸密切相关,如果尺寸增大,那么结点预测温度便会降低。
f图44参数分析
单芯片和三芯片开启时IMS板上LED封装的温度分布情况
一旦周围环境条件设定好之后,我们将对参数进行设置进而优化LED的散热。为了简化安装过程,需要在安装前对LED进行独立包装。在本文的例子中,由结点向外界环境的总热阻RJA主要来自两个方面,内部热阻以及外部热阻。其中内部热阻指的是从结点到焊点的热阻,而外部热阻是指从焊点到外部环境的热阻。IMS板的结构对外部热阻有较大的影响,而影响内部热阻的则是封装的工
f艺。41板材结构的影响当一个芯片(蓝色)开启时,本文着重研究了板材结构的下列参数对实验的影响。(1)铜箔厚度(2)有没有贴片表4显示了铜箔的厚度与结点温度之间的关系。正如之前预测的,当铜箔厚度减少时,结点温度随之上升。当箔片的厚度从0035mm增加到0105mm时,总热阻也从2229降至2205°CW。
表4铜箔厚度的影响同样的我们r
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