Los diodos emisores de luz ultravioleta profunda (DUV-LED) pueden aplicarse ampliamente en múltiples campos como la desinfección, pruebas bioquímicas, salud médica y comunicaciones ultravioletas. Actualmente, la eficiencia de conversión electro-óptica de los DUV-LED comerciales suele ser inferior al 5%, lo que provoca un calentamiento severo del LED, aumento de la temperatura de unión, lo que conduce a un desplazamiento hacia el rojo de la longitud de onda pico, degradación de la luz y reducción de vida útil. Dado que es difícil mejorar la eficiencia de conversión electro-óptica, es necesario mejorar la disipación térmica de los DUV-LED para reducir la temperatura de la unión de trabajo. La resistencia térmica es un parámetro directo que refleja el rendimiento de disipación térmica del LED, normalmente influenciado por el área de conducción térmica, espesor del material y conductividad térmica. Este artículo estudia sistemáticamente el efecto del tamaño del chip DUV-LED, relleno de la capa de soldadura, pasta térmica y material del sustrato en la resistencia térmica del LED, y realiza un estudio de simulación sobre el espesor de la zona de pegado y la capa de soldadura. Los resultados muestran que aumentar el tamaño del chip LED, rellenar la capa de soldadura, aplicar pasta térmica entre el sustrato y el disipador térmico o reemplazar el sustrato de Al por uno de Cu puede reducir la resistencia térmica del LED. Para el DUV-LED comercial de 20 mil×20 mil a 275 nm, este estudio redujo su resistencia térmica de 22.19 ℃/W a 12.83 ℃/W, y a 25 ℃ con una potencia eléctrica de 0.669 W, el aumento de temperatura del chip disminuyó de 14.69 ℃ a 8.49 ℃. Los resultados de simulación muestran que la temperatura de unión de trabajo del LED disminuye linealmente con la reducción del espesor de la zona de pegado o la capa de soldadura, donde cada aumento de 1 mm en el espesor de la zona de pegado eleva el aumento de temperatura del chip en 44.82 ℃, por lo que es posible reducir la resistencia térmica afinando adecuadamente el espesor de la zona de pegado.
关键词
diodo emisor de luz ultravioleta profunda;rendimiento de disipación térmica;resistencia térmica;temperatura de unión