Çalışmamızda Samsung PLCC4 LED ve elektronik bileşenlerinin jonksiyon sıcaklığı üzerinde via etkisi hesaplamalı akışkanlar mekaniği analizleri ile araştırılmıştır. Analizlerde FloEFD 17.4 hesaplamalı akışkanlar dinamiği ticari programı kullanılmıştır. Elektronik komponentlerin ve diğer parçaların termal açıdan dayanımını kontrol etmek için analiz sınır şartlarının belirlenmesinde VW Şartnamesi (LAH.000.945) dikkate alınmıştır. Elektronik bileşenler silikon olarak, soğutucu kanatçıklar alüminyum ve LED yazılım içinde çip olarak tanımlanmıştır. Bu malzemelerin ısıl iletkenlik katsayıları, yoğunlukları, ısı sığaları programa girilmiştir. Via elektronik kartlar üzerinde ısı transferini hızlandıran baskı devresinin üzerine açılmış bakırla kaplanmış ufak deliklerdir. Çalışmada yapılan analizlerde ortam sıcaklığı 23°C olarak alınmıştır. Yerçekimi etkileri dikkate alınmıştır. Solar radyasyon uygulanmamıştır. İlgili elektronik bileşenlerin üzerinden geçen akım değeri 0.18A, LED sürüm gerilim değeri maksimum 2.5 V olarak alınmıştır. İlk analizde via sayısı 101 adet iken ikinci analizde via sayısı 2 katına çıkarılarak 202 adet olarak alınmıştır. Via sayısı 101 adet olan elektronik devre analiz sonucunda elde edilen LED üzerindeki maksimum sıcaklık değeri 70,01 °C dir. LED jonksiyon sıcaklığı 102,86° C olarak hesaplanmıştır. Via sayısı 202 olan devre analiz sonucunda Led üzerindeki maksimum sıcaklık değeri 69,79 °C ve Led jonksiyon sıcaklığı 102,64° C olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak via sayısının elektronik bileşenler üzerinde sıcaklık bakımından çok yüksek bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Bu sonucun baskı devresinin boyutlarının küçük olmasından kaynaklı olabileceği düşünülmektedir. Farklı boyutlularda baskı devrelerinde inceleme yapılmaya devam edilmektedir.  

Keywords - Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği, elektronik soğutma, ısı transferi, LED, via

[1] M., Alan, Solid state lighting- a world of expanding opportunities at LED 2002, III-Vs Review v16 (1) : 30-33, 2003

[2] Liu, S., Lin,T., Luo X., Chen M., Jiang X, A Microjet Array Cooling System For Thermal Management of Active Radars and HighBrightness LEDs, Electronic Comznts and Technology Conference, 2006

[3] Mehmet A,, S Weaver,., Chip scale thermal management of high brightness LED packages, Fourth International Conference on Solid State Lighting: 214-223, 2004

[4] Mehmet A,., C Becker., S Weaver., J., Petroski.,, Thermal Management of LEDs: Package to System , Proc. of SPIE Vol. 5187, 2004

[5] J Petroski., Understanding longitudinal fin heat sink orientation sensitivity for Light Emitting Diode (LED) lighting applications, International Electronic Packaging Technical Conference and Exhibition: 111-117, 2003

[6] K.C. Yung, H. Liem, H.S Choy., W.K Lun., Thermal performance of high brightness LED array package on PCB, International Communications in Heat and Mass Transfer 37, 2010

[7] Zhong, D., Qin, H., Wang, C., Xiao, Z., Thermal Performance of Heatsink and Thermoelectric Cooler Packaging Designs in LED, 2010

[8] C.K. Liu, M.J. Dai, C.K. Yu, S.L. Kuo, High efficiency silicon-based high power LED package integrated with micro-thermoelectric device, Proceedings of Technical Papers International Microsystems, Packaging, Assembly and Circuits Technology Conference, 2007, 2007, pp. 29–33.

[9] Hui H.,, De-Shau H.,, Ming-Tzer L, Heat dissipation design and analysis of high power LED array using the finite element method, Microelectronics Reliability, 2011

[10] Liu Y., On Thermal Structure Optimization of a Power LED Lighting, International Workshop on Information and Electronics Engineering (IWIEE), 2012

[11] Chun-Jen W.,, Advanced thermal enhancement and management of LED packages, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2009

[12] Yan L, Nicolás C.,, Frank B.,l, Frank T.,, Jörg K.,, Robert A, Dagmar W.,, Liquid Cooling of Bright LEDs for Automotive Applications, Applied Thermal Engineering, 2009