LED照明散熱技術(shù)是關(guān)鍵
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 作者:cofee 編輯:數(shù)字音視工程 2011-03-01 00:00:00 加入收藏
在全球環(huán)保意識高漲下,LED照明已成為許多國家主要發(fā)展的政策之一,就整體LED照明市場發(fā)展來看,過去LED照明應(yīng)用以可攜式照明、裝飾燈照明、間接照明為主。美國預計在2014年全面停止使用白熾燈,全球也開始陸續(xù)跟進該項政策,拜科技進步之賜,下世代的照明技術(shù)即將進入全面普及時期,LED照明市場預計在未來2~3年內(nèi)快速起飛,其中,散熱一直是關(guān)鍵技術(shù)之一。為因應(yīng)白熾燈于2012年禁產(chǎn)禁售規(guī)范,LED燈泡出貨量將顯著成長,產(chǎn)值預估將高達約80億美元,再加上北美、日本、南韓等國家對于LED照明等綠色產(chǎn)品實施補貼政策,以及賣場、商店及工廠等有較高意愿置換成為LED照明等因素驅(qū)動下,全球LED照明市場滲透率有很大機會將突破10%。就因為LED產(chǎn)值潛力無限,再加上符合永續(xù)經(jīng)營的企業(yè)條件,許多零組件廠商紛紛看準了這塊新興市場的爆發(fā)力,積極研究相關(guān)技術(shù),其中散熱最為關(guān)鍵。
LED應(yīng)用散熱為其關(guān)鍵因素
先從散熱材料來談,目前有幾種材料選擇,以MCPCB的基板部分為例,由于MCPCB需增加絕緣層(陶瓷基板本身已經(jīng)絕緣),所用的絕緣材熱膨脹系數(shù)過高,在溫度太高時會產(chǎn)生龜裂。有相關(guān)的討論也指出,導熱膠膜或軟質(zhì)導熱墊片,是沒辦!法真正與基板密合的,貼合面其實仍存在許多孔隙,在電子顯微鏡下觀看這些孔隙,就像是空洞的氣穴,也是形成另一種形式的熱阻質(zhì)!在那么多空洞干擾熱傳導的熱阻下,散熱、導熱的效率就降低了。
觀陶瓷材料的可陣列封裝,可應(yīng)用于高電壓、高溫度制程,有著良好的熱膨脹匹配系數(shù),加上陶瓷不易變形,是最佳的散熱基板選擇。在材料中,以氧化鋁和氮化鋁為最佳選擇,前者因為價格較低、導熱系數(shù)佳、材料穩(wěn)定性高,成為中階功率(1~3W)主流應(yīng)用。氮化鋁則有更高的熱傳導系數(shù),成為高階功率(3W以上)的需求品?;蛴衅渌娜〈牧?,相信這都是大家所樂見的。
從封裝考量上來看,于第一階的LED晶粒封裝散熱基板因為直接受到晶粒的熱能傳遞,大家會考慮使用陶瓷材料基板做最佳的熱傳導規(guī)劃。而第二階的多顆LED模組電路基板封裝(COB),則因為散熱面積大且溫度已降低而考慮成本較低的MCPCB。但是隨著應(yīng)用層面的不同,會發(fā)現(xiàn)在高功率的LED照明且長時間的使用下,MCPCB所必須考量的因素就會變多,除目前在歐洲的安規(guī)無法通過之外,也因為絕緣電壓不夠,導致長時間開啟并經(jīng)過室外冷/熱季節(jié)交替的溫差影響,很容易就導通以致失去效果,造成光衰現(xiàn)象加重,進而影響到燈具壽命,產(chǎn)品無法運作而需要維修甚至賠償,額外浪費人力與物力。
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