柔性微型无机发光二极管的瞬态传热分析

摘要

集成在柔性衬底上的微型无机发光二极管(microscale inorganic light-emitting diodes,μ-ILED)能够承受拉、弯、扭等载荷,可以实现与人体组织直接集成,可作为一种新型光学探测器应用于人体健康监测和临床医学诊断.但这种电子器件在工作时会发出大量的热,器件的传热特性成为应用的重要问题.本文采用分离变量方法针对具有轴对称形状柔性μ-ILED瞬态传热过程建立了理论和有限元仿真模型,得到了系统温升随时间和空间坐标的变化规律,理论预测结果得到了有限元仿真的验证.通过理论模型,讨论了μ-ILED与封装层/衬底材料面内尺寸之间比值对正常工作下柔性μ-ILED温升的影响关系,这些结果能够预测基于柔性μ-ILED的微小体征探测器的发热过程,对其热管理及相应的散热设计具有一定的指导意义.