LED光源散热说明材料介绍.ppt

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汽车灯具LED光源散热材料2017-02-26 随着汽车照明技术的不断发展，多颗粒集成大功率LED光源的散热已成为LED器件开发研制领域亟需关注和解决的技术问题。散热基板材料界面填充材料散热器材料 散热基板材料印刷电路基板(PCB)金属基印制板(MCPCB)陶瓷基板直接铜结合基板 常用FR4印刷电路基板（Fig1），其热传导率0.36W/m·K，热膨胀系数在13~17ppm/K。可单层设计，也可以多层铜箔设计(Fig2）优点：技术成熟，成本低廉，可适用在大尺寸面板缺点：热性能差，一般用于传统的低功率LEDFig1Fig2 金属基电路板的结构由于PCB的热导率差﹑散热效能差，只适合传统低功率LED。随着技术进步，将印刷电路基板贴附在金属板上。金属基电路板是由金属基覆铜板经印刷电路制造工艺制作而成。根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板，一般对于LED散热大多应用铝基板。散热性好热膨胀系数低尺寸稳定性好类别材质厚度规格扩张强度延伸率铝基材LF/L4M/LY12铝材1.0,1.6,2.0,3.2mm30kgf/mm25%铜基材C11000铜合金1.0-3.2mm25-32kgf/mm215%铁基材冷轧钢/殷钢1.0,2.3mm------以贝格斯为例，不同金属基材性能如下： 以烧结的陶瓷材料作为LED封装基板，具有绝缘性，无须介电层，有良好的热传导率，热膨胀系数(4.9-8ppm/K)，与LEDchip、Si基板或Sapphire较匹配，比较不会因热产生热应力及热变形。典型的陶瓷基板，如AIN，其热导率在170-230W/m·K，热膨胀系数3.5-5ppm/K。价格较贵，尺寸限于4.5平方英寸以下，无法用于大面积面板，适合高温环境高功率LED使用。 在金属基板直接共烧接合陶瓷材料，兼具高热传导率及低热膨胀性，还具介电性。允许制作温度、运作温度达800℃以上。 总结实际产品应用选择基板材料，低功率LED发热量不大，用PCB基板即可，对高功率LED，为满足其散热要求，采用MCPCB基板，陶瓷基板或DCB基板，满足性能要求时，则应考虑其成本。我司目前常用的基板是PCB基板。 为什么要用界面材料?由于散热器底面与LED芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，因空气是热的不良导体，空气间隙会严重影响散热效率，使散热器的性能大打折扣，甚至无法发挥作用。为了减小芯片和散热器之间的空隙，增大接触面积，必须使用导热性能好的导热材料来填充，如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂、相转变材料等。以下介绍几种常用界面材料的导热率界面材料导热率Liqui-BondSA2000导热胶2.0w/m·kDM6030HK-SD高导热银胶50w/m·kHN-G高性能导热硅脂≥1w/m·k 相转变材料相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料主要包括无机PCM、有机PCM类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。可以看出，基本上都需要溶液作为相变载体，考虑车灯的实际情况，我们无论在界面材料或者散热器腔体内引入溶液的可能性极低。 ADC12铝合金铝合金牌号导热系数成本ADC6138w/m·kADC14134w/m·kADC1121w/m·kADC3ADC12/ADC5/ADC10113w/m·k96w/m·k ADC12表面处理技术阳极氧化由于铝合金多采用压铸或者挤压成型，制品表面不清洁，阳极氧化处理的主要作用是提高金属的耐腐蚀性、耐磨性、硬度和着色性能，一般对于车灯散热器材料要求阳极氧化膜厚度不低于4μm黑色着色浸渍着色的原理主要是氧化膜对色素体的物理吸附和化学吸附。无机盐浸渍着色主要是靠化学反应沉积在多空层；有机染料的着色通常认为既有物理吸附也包括有机染料官能团与氧化铝发生络合反应形成。散热涂层增加辐射散热效果经实际测试散热效果并不理想，主要与散热器结构和热源位置有关。