淺談LED街燈風(fēng)扇以外的新散熱解決方案
受限于技術(shù),LED目前的轉(zhuǎn)換效率仍然不令人滿意,也就是說(shuō)有一部分的電能會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能,因而散熱問(wèn)題是LED照明面臨的重要挑戰(zhàn)。尤其LED發(fā)光熱能是集中于小范圍,因此在電力輸入功率較大的路燈應(yīng)用中,LED接口溫度相當(dāng)高,再加上路燈為長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作,熱能的產(chǎn)生更為可觀,因此若散熱模塊不能有效散熱,LED街燈便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的光衰現(xiàn)象,導(dǎo)致使用壽命大幅縮短。隨著中國(guó)大陸近年力推“十城萬(wàn)盞”半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程政策,LED街燈裝設(shè)數(shù)量迅速增多,LED街燈光衰問(wèn)題更為突顯。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/222261.htmLED光衰現(xiàn)象和散熱效能息息相關(guān),為有效達(dá)成散熱目的,相關(guān)業(yè)者紛紛循各種途徑尋求解決之道。就整體的散熱設(shè)計(jì)來(lái)看,散熱基板材料與LED晶粒封裝方式極為關(guān)鍵。首先,LED散熱基板的運(yùn)作方式為利用散熱基板材料本身的熱傳導(dǎo)性,將熱源從LED導(dǎo)出,而從LED散熱途徑來(lái)看,又可將LED散熱基板細(xì)分為L(zhǎng)ED晶?;迮c系統(tǒng)電路板兩大類,此兩種散熱基板分別承載著LED晶粒與LED芯片。其中,LED晶?;逯饕亲鳛閷ED晶粒的熱能傳導(dǎo)至系統(tǒng)電路板的的媒介;系統(tǒng)電路板則是負(fù)責(zé)將熱能傳導(dǎo)至散熱鰭片、外殼或大氣中的材料。
慎選散熱基板材質(zhì)及導(dǎo)熱膠
在系統(tǒng)電路板散熱這個(gè)部分,早期LED產(chǎn)品的系統(tǒng)電路板多以PCB為主,但隨著LED街燈應(yīng)用等高功率LED需求的增加,PCB材料的散熱能力不足以應(yīng)付,因此業(yè)界已發(fā)展出高熱導(dǎo)系數(shù)鋁基板(MCPCB),主要是利用金屬材料散熱較佳的特性達(dá)到高功率產(chǎn)品散熱的目的。
除了散熱基板的材料需要注意外,鋁基板黏合使用的導(dǎo)熱膠也必須慎選。冠品化學(xué)研發(fā)部副總經(jīng)理葉圣偉博士指出,部分廠商以為導(dǎo)熱膠膜或?qū)崮z墊越厚越好,卻忽略越厚則熱阻越大。再者,導(dǎo)熱膠膜或軟質(zhì)導(dǎo)熱墊片并無(wú)法與基板真正密合,存在于貼合面的許多孔隙是另一種形式的熱阻質(zhì)。綜合這些因素,散熱導(dǎo)熱的效率將有所降低,需用對(duì)導(dǎo)熱膠才能降低熱阻。
網(wǎng)印施工的軟陶瓷導(dǎo)熱膠為軟質(zhì)半液態(tài),在網(wǎng)印機(jī)刮刀涂布于鋁基板時(shí),導(dǎo)熱粒子會(huì)滲入基板表面的孔隙并予以填滿,進(jìn)而形成完全平整且無(wú)孔隙的平面,與LED晶粒載板黏合時(shí)會(huì)完全密合,如此就能減少熱阻,熱度可迅速被傳導(dǎo)出去,LED晶粒環(huán)境溫度隨之降低,LED街燈的光衰現(xiàn)象自然得以延緩發(fā)生。他并強(qiáng)調(diào),網(wǎng)印施工的軟陶瓷導(dǎo)熱膠具有延展性,在高溫烘烤或回焊時(shí),會(huì)隨著鋁基板的熱脹冷縮一起變化,應(yīng)力非常小,因此不會(huì)造成鋁基板彎曲,甚至是爆板。
盡管系統(tǒng)電路板能將LED芯片所產(chǎn)生的熱有效散熱至大氣環(huán)境,但是首先是LED晶粒所產(chǎn)生的熱能必需有效的從晶粒傳導(dǎo)至系統(tǒng)電路板,否則,隨著LED功率的提升,整體LED的散熱瓶頸將出現(xiàn)在LED晶粒散熱基板。目前市面上LED晶?;逯饕蕴沾苫鍨橹?,依線路備制方法不同略可區(qū)分為厚膜陶瓷基板、低溫共燒多層陶瓷,以及薄膜陶瓷基板三種,其中薄膜陶瓷基板為相對(duì)較新的技術(shù),可有效滿足倒裝片(FlipChip)封裝方式所要求的布線精確度與燒結(jié)收縮比例問(wèn)題。
評(píng)論