[讨论] 高亮度LED寿命的致命问题分析

1、热量管理是高亮度LED应用中的主要问题

　　由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴的较高啟动能，热量特别容易在p型区域中产生，这个热量必须通过整个结构才能在热沉上消散；LED器件的散热途径主要是热传导和热对流；Sapphire衬底材料极低的热导率导致器件热阻增加，产生严重的自加热效应，对器件的性能和可靠性产生毁灭性的影响。

2、热量对高亮度LED的影响

　　热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热应力的非均匀分佈、芯片发率和萤光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。统计资料表明，温度每上升2℃，可靠性下降10%。当多个LED密集排列组成白光照明系统时，热量的耗散问题更严重。解决热量管理问题已成为高亮度LED应用的先决条件。

3、芯片尺寸与散热的关系

　　提高LED的最直接的方法是增大输入功率，而为了防止有源层的饱和必须相应地增大p-n结的尺寸；增大输入功率必然使结温升高，进而使量子效率降低。单管功率的提高取决于器件将热量从p-n结导出的能力、在保持现有芯片材料、结构、封装工艺、芯片上电流密度不变及等同的散热条件下，单独增加芯片的尺寸，结区温度将不断上升。