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Charakterisierung thermischer Einflüsse von Interfacematerialien in LED-Packages

Zhang, Hui (2015):
Charakterisierung thermischer Einflüsse von Interfacematerialien in LED-Packages.
Darmstadt, TU Darmstadt, Fachgebiet Lichttechnik, [Master Thesis]

Abstract

In dieser Masterarbeit wird die Charakterisierung thermischer Einflüsse von Interfacematerialien in LED-Packages untersucht, inklusive der thermischen Einflüsse des LED-Chips, dem Leitkleber und der Leiterplatte. Die Arbeit besteht aus vier Teilen: Der erste Teil beschreibt unter anderem die geschichtliche Entwicklung der Lichtquellen. Die Betonung liegt auf dem Funktionsprinzip einer LED und deren elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften. Schließlich werden die Materialien des LED-Packages vorgestellt, die zur Wärmeabfuhr dienen. Um das Temperaturproblem von LEDs zu lösen, ist es wichtig, die Temperaturänderung in der pn-Schicht korrekt zu messen. Der zweite Teil stellt eine Messmethode vor, mit der die Temperaturänderung der pnjunction nach einem Aufheizungsprozess schnell gemessen wird. Da die Zeit-Temperatur-Antwort des LED-Packages im Mikrosekundenbereich liegt, muss das Messgerät eine sehr hohe Abtastfrequenz aufweisen. T3Ster von Mentor Graphics erfüllt diese Forderungen mit 1 Mikrosekunde als zeitliche Messauflösung. Der Aufbau und das Fertigungsverfahren des LED-Packages werden im dritten Teil dargestellt. Um die Charakterisierung thermischer Einflüsse verschiedener Schichten zu optimieren, ist es notwendig, das Fertigungsverfahren des LED-Packages zu kennen. Nach den verschiedenen Optimierungsparametern werden unterschiedliche LED-Variationen entworfen. Aus der Sicht der Wärmeleitfähigkeit, der Dicke, der Spreizung und auch der Aushärtetempratur werden diese LED-Variationen gemessen. Mithilfe der thermischen Analysesoftware T3Ster Master können die Messdaten ausgewertet werden. Durch den Vergleich der Ergebnisse werden Optimierungen aufgezeigt, mit denen das LED-Package eine bessere Wärmeableitung erhält. Schließlich können diese Messergebnisse mit Simulationsdaten verglichen werden. Diese Masterarbeit ist eine externe Arbeit. Die aufgebauten LED-Packages stammen von Excelitas Technologies. Alle Messungen bis auf die Herstellung und Aufnahme der Schliffbilder sind am Fachgebiet Lichttechnik der Technischen Universität Darmstadt durchgeführt worden.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2015
Creators: Zhang, Hui
Title: Charakterisierung thermischer Einflüsse von Interfacematerialien in LED-Packages
Language: German
Abstract:

In dieser Masterarbeit wird die Charakterisierung thermischer Einflüsse von Interfacematerialien in LED-Packages untersucht, inklusive der thermischen Einflüsse des LED-Chips, dem Leitkleber und der Leiterplatte. Die Arbeit besteht aus vier Teilen: Der erste Teil beschreibt unter anderem die geschichtliche Entwicklung der Lichtquellen. Die Betonung liegt auf dem Funktionsprinzip einer LED und deren elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften. Schließlich werden die Materialien des LED-Packages vorgestellt, die zur Wärmeabfuhr dienen. Um das Temperaturproblem von LEDs zu lösen, ist es wichtig, die Temperaturänderung in der pn-Schicht korrekt zu messen. Der zweite Teil stellt eine Messmethode vor, mit der die Temperaturänderung der pnjunction nach einem Aufheizungsprozess schnell gemessen wird. Da die Zeit-Temperatur-Antwort des LED-Packages im Mikrosekundenbereich liegt, muss das Messgerät eine sehr hohe Abtastfrequenz aufweisen. T3Ster von Mentor Graphics erfüllt diese Forderungen mit 1 Mikrosekunde als zeitliche Messauflösung. Der Aufbau und das Fertigungsverfahren des LED-Packages werden im dritten Teil dargestellt. Um die Charakterisierung thermischer Einflüsse verschiedener Schichten zu optimieren, ist es notwendig, das Fertigungsverfahren des LED-Packages zu kennen. Nach den verschiedenen Optimierungsparametern werden unterschiedliche LED-Variationen entworfen. Aus der Sicht der Wärmeleitfähigkeit, der Dicke, der Spreizung und auch der Aushärtetempratur werden diese LED-Variationen gemessen. Mithilfe der thermischen Analysesoftware T3Ster Master können die Messdaten ausgewertet werden. Durch den Vergleich der Ergebnisse werden Optimierungen aufgezeigt, mit denen das LED-Package eine bessere Wärmeableitung erhält. Schließlich können diese Messergebnisse mit Simulationsdaten verglichen werden. Diese Masterarbeit ist eine externe Arbeit. Die aufgebauten LED-Packages stammen von Excelitas Technologies. Alle Messungen bis auf die Herstellung und Aufnahme der Schliffbilder sind am Fachgebiet Lichttechnik der Technischen Universität Darmstadt durchgeführt worden.

Place of Publication: Darmstadt
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Light Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
Date Deposited: 03 May 2016 16:36
Referees: Khanh, Prof. Dr. Tran Quoc
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 21 April 2015
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