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LED照明由于具有效率高、能耗低、寿命长、环保等诸多潜在的优点而被视为第四代照明光源。随着对LED功率的不断提高,传统的LED封装结构和热界面材料不能很好地解决越来越严重的散热问题。利用数值模拟的方法研究了散热结构中各因素对散热性能的影响,其中包括基板厚度、芯片数量和排列位置及散热方式等;利用DOE实验设计的方法设计了热电分离式大功率LED路灯,并对散热结构进行了数学优化;采用金属热强度和LED结温作为综合优化目标对阵列组件式大功率LED路灯的散热器进行了优化计算,得到了一系列的优化结构参数;设计了两种LED模组,每个模组在传热上可以近似认为是独立的单元,而不受模组个数、周围环境的影响。根据测量的LED封装结构的热扩散系数计算了Cu/SAC钎料的界面接触热阻;利用Surface Evolver软件预测了不同钎料量下的焊点形态,根据焊点形态结果计算了LED的键合热阻;采用SAC钎料作为LED芯片键合的热界面材料要明显优于导热胶和高导热银胶。采用SAC钎料作为DCB基板与Cu散热器键合(简称DC键合)和LED芯片与DCB基板键合(简称LD键合)的热界面材料,DC键合试样的DCB基板/钎料界面生成了(Ni,Cu,Au)3Sn4, Cu/钎料界面生成了Cu6Sn5; LD键合试样的LED芯片/钎料界面和DCB基板/钎料界面均生成了(Cu,Ni,Au)6Sn5;DC键合试样在老化过程中, DCB基板/钎料界面的(Ni,Cu,Au)3Sn4向(Cu,Ni,Au)6Sn5转化,在(Cu,Ni,Au)6Sn5层与Ni层间生成一层连续的Ni3Sn4化合物; Cu/钎料界面处还生成了一层连续Cu3Sn化合物;DCB基板侧(Cu,Ni,Au)6Sn5化合物在老化过程中的生长是受Cu扩散控制的,DCB基板侧IMC的厚度要小于另一侧IMC的厚度,并且当另一侧IMC增加到一定厚度后,DCB基板侧的IMC厚度的增加变的更为缓慢。