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0431-81702023
光学工程
LED照明灯具散热方式及材料的选择

LED照明散热问题一直是行业内最难攻克的城堡,解决散热不仅在照明行业,在整个电子行业都是重点。LED的散热问题将是限制LED照明未来能否在市场上取得更大成功的主要因素。因此做好一款灯具,如何选择LED灯具散热方式及散热材料是关键。

众所周知,LED的发光效率很高,而且还因为体积很小而深受设计师偏爱。但只有当不考虑散热管理时,它们才真的“很小”。虽然与白炽灯光源高达2500℃的工作温度相比,LED光源温度要低得多。因此,很多设计师最终认识到,散热是一个大问题。尽管LED也产生热量,但它相对来说不是很高,因此散热对LED本身来说还不是一个问题。不过,驱动LED工作的半导体器件允许的工作温度低于100℃。

散热问题是LED照明主要障碍

随着LED材料及封装技术的不断演进,促使LED产品亮度不断提高,LED的应用越来越广,以LED作为显示器的背光源,更是近来热门的话题,主要是不同种类的LED背光源技术分别在色彩、亮度、寿命、耗电度及环保诉求等均比传统冷阴极管(CCFL)更具优势,因而吸引业者积极投入。

最初的单芯片LED的功率不高,发热量有限,热的问题不大,因此其封装方式相对简单。但近年随着LED材料技术的不断突破,LED的封装技术也随之改变,从早期单芯片的炮弹型封装逐渐发展成扁平化、大面积式的多芯片封装模组;其工作电流由早期20mA左右的低功率LED,进展到目前的1/3至1A左右的高功率LED,单颗LED的输入功率高达1W以上,甚至到3W、5W封装方式更进化。

由于高亮度高功率LED系统所衍生的热问题将是影响产品功能优劣关键,要将LED组件的发热量迅速排出至周遭环境,首先必须从封装层级(L1&L2)的热管理着手。目前业界的作法是将LED芯片以焊料或导热膏接在一均热片上,经由均热片降低封装模组的热阻抗,这也是目前市面上最常见的LED封装模组,主要来源有Lumileds、OSRAM、Cree和Nicha等LED国际知名厂商。

许多终端的应用产品,如迷你型投影机、车用及照明用灯源,在特定面积下所需的流明量需超过上千流明或上万流明,单靠单芯片封装模组显然不足以应付,走向多芯片LED封装,及芯片直接黏着基板已是未来发展趋势。

散热问题是在LED开发用作照明物体的主要障碍,采用陶瓷或散热