伴随着近年来世界能源紧缺及环境污染等问题的加剧，LED作为一种电致发光器件，由于具有节能、环保、可靠性高等优点而日益受到人们的青睐。随着LED功率及光效等参数的日益提高。LED已经开始逐步取代向炽灯、荧光灯等．被广泛应用在照明、指示、装饰、交通等领域。世界各国纷纷出台优惠政策积极发展LED灯。中国作为世界首要能源消耗国之一。每年的耗电量占世界总量的12％～15％。因此大力发展节能照明产业在中国显得尤为重要。但是，LED的电光转换效率只有15％～20％，其余电能全部转化为热能散发出去。单颗LED芯片面积只有lmmXlmm，其热流密度高达几百W／cm2，如果LED灯散热不良，导致芯片结点温度过高，则会导致LED的寿命、可靠性及光效等受到严重影响。因此。伴随着大功率I．ED灯的迅速发展，其散热问题变得日益重要。LED热分析及结构优化逐渐成为LED发展的关键。
为了提高大功率LED的散热能力、使用寿命及出光效率，众多学者运用模拟及实验的方法做了大量研究。郑同场等对采用半导体制冷器制冷的50W大功率LED模组系统进行散热模拟，指出采用半导体制冷的LED模组系统存在一个散热器热阻的最大限制值．只有散热器热阻小于这一限制值时制冷器才能降低LED结温，使用多级半导体制冷给LED模组系统散热更具有价值。王乐等基于计箅流体动力学(CFD)方法。分别采用带浮力修正的h模型和P-t模型计算对流换热和热辐射，构建了包括LED同体部件和外部流体空间的全场三维数学模型，并对LED自然对流散热过程进行模拟及物理试验，结果表明。温度场与对流换热系数分布均具有各向异性特征，辐射在整个散热过程中起着重要的作用，它不仅能减小热阻、降低结温，而且能弱化温度场的不均性，提高整体散热效率。清华大学的钱可元等将理论分析与实验验证相结合，指出了倒装焊芯片的优势以及芯片结构巾各层材料的选取及丁艺参数的优化对产品散热性能的重要性．通过芯片结构的优化和芯片粘结T艺的改进，正装芯片LED可以达到与倒装焊LED芯片相当的散热能力。鲁祥友等提出了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的热管散热器，并进行了试验研究，结果表明。热管散热器的热阻在0．2l～2．6K／W。且整个散热器具有均匀的温度分布。冷喷涂(Coldspray)又称冷空气动力学喷涂法(CGDSM：Coldgas dynamic spray method或CGDS、CGSM)，是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其喷涂过程是利用高压气体通过缩放管，“生超音速流动，将粉末粒子从轴向送人高速气流中，经加速后。在完全固态下撞击基体．通过较大的塑性流动变形而沉积于基体表面上形成涂层，主要用于喷涂具有一定塑性的材料．如纯金属、金属合金、塑料以及复合材料等呻]。本实验室长期致力于冷喷涂的研究．已经成功利用冷喷涂技术制造了新的LED散热器模型，充分利用铜及锡膏良好的导热能力代替导热系数较小的导热硅脂，经实验验证其散热效果远远好于传统LED散热模型。本研究在冷喷涂模型的基础上设计了4种散热方案验证铜涂层面积对LED散热的影响．通过ANSYS模拟方法对各个方案散热效果进行对比，分析影响LED散热的主要因素．得到在节能环保的前提下最好的散热效果。
摘要：LED作为弟四代照明光源已被广泛应用于显示、照明等领域，但是由于LED结点温度直接对LED寿命及可靠性造成较大影响。所以如何降低LED结点温度成为现令研究的热点课题。提出了一种利用冷喷涂技术优化LED散热途径的方法，并利用ANSYS软件对其进行了模拟对比，证明采用冷喷涂结合锡焊技术、降低铜基板厚度可有效降低LED散热热阻。
关键词：LED散热；ANSYS；冷喷涂技术；锡焊
实验略
结论
(1)采用全喷涂方式可以有效将LED产生的热量散发出去，降低LED结点温度。
(2)相比于导热硅胶，无铅锡膏更能有效降低导热热阻，且环境友好。
(3)采用锡焊方式不存在压接方式高温情况下的热应力问题及硅胶老化增大接触热阻问题，可以通过降低铜基板的厚度以减小沿程导热热阻。
(4)冷喷涂技术是帮助大功牢LED灯具散热的有效手段。通过冷喷涂铜涂层结合锡焊技术可以有效降低LED导热热阻．减小LED结温，提高LED的散热效率。
参考文献略
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