基于有限元法的白光LED可靠性研究.docx

摘要：白光LED作为新生代光源，相比较于传统照明光源白炽灯或者荧光灯，具有无汞污染、低碳排放、体积小、光效高、工作时间长，响应速率快等诸多优势。近年来，白光LED产业发展迅猛，性价比不断提高，加上能源短缺问题愈发严重，这使得它正在逐步取代传统光源，并被大规模地运用于显示屏、景观照明、背光照明、通用照明、车灯照明等方面。美国、日本和中国等一些世界强国将白光LED作为战略发展规划部署，相信在不久的将来，白色LED的发展前景将更为宽阔。但是由于白光LED散热不佳 ，会使白光LED芯片和荧光胶温度过高，特别是随着白光LED功率的增大，产生的热量增多，如果热量不能及时地散出去，会导致白光LED的光效大大降低，另一方面，会加速器件老化，如荧光粉、封装胶等，极大地缩短了白光LED的使用寿命。所以白光LED散热问题成为白光LED产业的重要研究课题。

本论文简要介绍LED的发展进程、发光原理、应用领域、发展前景、封装技术及可靠性研究意义。以白光LED封装器件为研究对象，建立三维模型，通过改变不同散热条件，运用ANSYS仿真软件模拟白光LED的表面温度分布，研究发现最高温度出现在LED的芯片及荧光胶部分，芯片及荧光胶温度过大会影响白光LED器件的可靠性。

关键词:白光LED，散热，可靠性， 有限元仿真，ANSYS

目录

摘要

Abstact

第一章 绪论-6

1.1 LED发展简史-6

1.1.1 早期电致发光现象研究-6

1.1.2 准现代LED-6

1.1.3 现代LED-7

1.2 LED发光原理-7

1.3 LED应用-9

1.3.1显示屏-9

1.3.2 景观照明-10

1.3.3 背光照明-11

1.3.4 通用照明-12

1.3.5 汽车用灯-13

1.4 LED国内外研究现状-13

1.5 本论文工作内容-14

第二章 LED封装技术及其可靠性-15

2.1 LED可靠性-15

2.1.1 可靠性的基本概念-15

2.1.2 LED可靠性的研究意义-16

2.2 LED封装技术及发展-16

2.3 LED封装材料及发展-18

2.4 本章小结-19

第三章大功率白光LED有限元分析原理与建模-20

3.1热分析原理-20

3.1.1热传导原理-20

3.1.2热对流原理-20

3.1.3热辐射原理-20

3.2有限元分析原理-20

3.3 ANSYS软件简介-21

3.4 LED热模拟建模-22

3.5 本章小结-22

第四章大功率白光LED的散热仿真-23

4.1导入材料热导系数-23

4.2 导入三维模型-24

4.3 边界条件的添加-25

4.3.1 添加材料-25

4.3.2 划分网格-25

4.3.3 添加散热温度-25

4.3.4 添加空气对流-26

4.3.5 添加热源-26

4.4 仿真结果-27

4.5 本章小结-29

第五章 总结-30

参 考 文 献-31

致 谢-32