引言

　　相對于傳統光源，LED具有環保、體積小、使用壽命長、反應速度快等一系列優點。未來幾年，LED有望替代白熾燈、熒光燈進入普通照明領域，成為21世紀最有發展潛力的新照明光源。隨著LED器件功率的不斷增加，散熱問題變得更加突出，LED如何提高散熱能力是器件發展的技術關鍵。

　　傳統正裝結構的GaN基LED芯片由于熱量需要經由熱導率僅為38W/mk的藍寶石襯底傳導至金屬基板，導熱路徑較長，因此芯片熱阻較大，散熱性能較差。除此之外，正裝結構的出光效率受到P電極鍵合線的遮擋，以及Ni-Au金屬電極層對光的透射率等方面的影響，導致其出光效率較低。相比較而言，倒裝焊芯片通過倒裝焊技術，將LED芯片的光傳輸通道和熱傳輸通道分離，芯片產生的光從紫外透過率高的藍寶石襯底出射，芯片有源層產生的熱量則在另一側通過焊接層傳到至熱導率較高的硅襯底，再經硅襯底傳導至金屬基板，從而有效地降低了芯片熱阻，提高了散熱能力，并增大了出光效率。基于上述優點，倒裝芯片在近年來得到了快速發展和廣泛研究。

　　相對于正裝結構，倒裝焊芯片的結構較為復雜，其熱學特性受到眾多因素的影響。有試驗表明，凸點結構、凸點缺陷、粘結材料的使用、粘結層空洞等對芯片溫度分布有較大影響，倒裝焊芯片由于采用倒裝技術，在散熱通道中增加了凸點、粘結層、散熱基板燈一系列功能結構與節點，同事，藍寶石襯底在芯片散熱通道的位置與作用也與正裝芯片有較大差異。因此，研究倒裝焊芯片的熱學性能與凸點及其分布、粘結層材料、藍寶石襯底結構之間的依賴關系，對優化倒裝芯片的散熱結構具有重要的理論指導作用。

　　有限元法是求解數理方程的一種數值計算方法，在傳熱學模擬中有著重要應用。ANSYS分析軟件以有限元法為基礎，通過求解偏微分方程或偏微分方程組來實現屋里現象的仿真，在處理熱分析問題方面具有強大的功能。

　　本文采用有限元方法建立了GaN基倒裝LED芯片的三維熱學模型，病利用ANSYS軟件對芯片溫度分布進行模擬，比較了再不同凸點分布、不同藍寶石襯底厚度以及不同藍寶石圖形化的倒裝芯片溫度分布，并根據芯片傳熱模型對模擬結果進行了分析。