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发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是由化合物半导体制作而成的发光器件,是由电子和空穴复合之后,将电能转换成光的形式激发释出。随着LED额定功率越来越大,LED结温也会变得越来越大,这样会导致LED器件寿命变短和出光率变低,所以LED散热研究是很有必要的。封装的功能在于提供芯片足够的保护,防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤甚至失效。本论文介绍了大功率LED芯片热设计基本理论,基于此理论通过有限元软件COMSOL建立COB(Chip On Board)封装的大功率LED的散热模型,并对其散热进行研究和优化。首先,本论文通过COB封装的大功率LED散热模型研究了绝缘层对COB封装的大功率LED热性能的影响。结果表明:当绝缘层的热导率从0.5W/(m·K)增大到2.5W/(m·K)时,大功率LED结温明显下降,绝缘层的热导率此时对大功率LED结温起着决定性的作用。然而,它的热导率超过6.5W/(m·K),绝缘层热导率的影响可以忽略。然后,研究不同热导率下绝缘层厚度对结温的影响。结果表明:当绝缘层热导率小于2.5W/(m·K)时通过减少绝缘层厚度才能有效地减小大功率LED结温。最后,针对绝缘层对大功率LED芯片进行了优化。第一种优化方案:微孔对绝缘层的优化;第二种优化方案:直接将大功率LED芯片封装在电绝缘散热器上面。仿真表明:这两种方案都具有很好的优化效果,在额定功率为11W时,大功率LED芯片结温分别降低了28.3℃和13℃。其次,本论文研究了散热器对多芯片COB封装的大功率LED模组芯片结温的影响。结果表明:随着空气对流传热系数增加,大功率LED芯片最高结温呈降低趋势,空气对流传热系数在5W/(m~2K)到15W/(m~2K)之间对3×3芯片COB封装的大功率LED模组最高结温降低幅度显著。然后,研究了芯片距离对芯片结温的影响。结果表明:当芯片间距是4.0mm时,3×3芯片COB封装的大功率LED模组最高结温变化幅度已经很小,热耦合现象很弱了。最后,模拟仿真2×8、4×4两种摆放布局方式下大功率LED模组的温度场分布图。结果表明:2×8摆放布局方式最高结温最低,温度差异最小,2×8芯片COB封装的大功率LED模组散热性能比4×4芯片COB封装的大功率LED模组好。