Tiefultraviolette Leuchtdioden (DUV-LED) können in vielen Bereichen wie Sterilisation, biochemischer Analyse, medizinischer Gesundheit und UV-Kommunikation breit eingesetzt werden. Die kommerziellen DUV-LEDs haben derzeit in der Regel eine elektrolumineszente Umwandlungseffizienz von weniger als 5 %, was zu starker Erwärmung der LED und erhöhten Übergangstemperaturen führt, was wiederum eine Rotverschiebung der Spitzewellenlänge, eine verstärkte Lichtdegradation und eine verkürzte Lebensdauer verursacht. Angesichts der Schwierigkeit, die elektrolumineszente Umwandlungseffizienz zu verbessern, ist es notwendig, die Wärmeableistung von DUV-LEDs zu verbessern, um die Arbeitstemperatur der Übergangszone zu senken. Der Wärmewiderstand ist ein direkter Parameter, der die Wärmeableistung der LED widerspiegelt und wird üblicherweise von der Wärmeleitfläche, der Materialdicke und der Wärmeleitfähigkeit beeinflusst. In dieser Arbeit wurde systematisch der Einfluss der Chipgröße von DUV-LEDs, der Füllung der Lötverbindungszone, der Wärmeleitpaste und des Substratmaterials auf den Wärmewiderstand der LED untersucht, und eine Simulation der Dicke der Befestigungszone und der Lötverbindungsschicht durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Vergrößerung der LED-Chipgröße, das Füllen der Lötverbindungsschicht, das Auftragen von Wärmeleitpaste zwischen Substrat und Kühlkörper oder der Austausch des Al-Substrats durch Cu-Substrat den Wärmewiderstand der LED reduzieren kann. Für die kommerzielle 20 mil×20 mil 275 nm DUV-LED wurde der Wärmewiderstand von 22,19 ℃/W auf 12,83 ℃/W reduziert, und bei 25 ℃ und einer elektrischen Leistung von 0,669 W sank die Chip-Temperatur von 14,69 ℃ auf 8,49 ℃. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Arbeitstemperatur der LED-Übergangszone linear mit abnehmender Dicke der Befestigungszone oder Lötverbindungsschicht abnimmt, wobei eine Erhöhung der Befestigungsdicke um 1 mm die Chip-Temperatur um 44,82 ℃ erhöht, sodass der Wärmewiderstand durch angemessenes Reduzieren der Dicke der Befestigungszone gesenkt werden kann.

tiefultraviolette Leuchtdiode;Wärmeableitungsleistung;Wärmewiderstand;Übergangstemperatur