led散熱(芯片、散熱基板、散熱器)(編輯修改稿)
2025-07-21 18:57 本頁面
【文章內容簡介】 對於優(yōu)質鋁基板通常要求其熱阻小於1176。C/W。下表是某種鋁基板的規(guī)格： 性能指標I型鋁基板II型鋁基板熱阻（176。C/W）剝離強度（N/mm）絕緣電阻（MΩ）107106擊穿電壓（KV）33熱衝擊（260176。C） S（秒）120120燃燒性UL94V0UL94V0銅箔厚 （mm）,尺寸規(guī)格 （mm）500x600x(,,)國外和臺灣已經(jīng)能夠生產(chǎn)一種“全膠鋁基板”。所謂全膠是指它的絕緣層完全不用絕緣布，而是用一種絕緣膠。176。C/W。176。C/W，176。C/W。 一種性能更好的鋁基板是採用直接在鋁板上生成陶瓷印製電路。先在鋁的表面用微弧氧化生長一層100μm厚的氧化鋁薄膜，再用濺射或絲網(wǎng)印刷製作電路層。採用這種方法的最大優(yōu)點是結合力強，而且氧化層的熱膨脹係數(shù)和鋁差不多，所以它的剝離強度高達5N/mm以上。只是因為這種陶瓷鋁基板的加工製造過程複雜，成本高，所以還很少採用。 雖然鋁基板只是一種特殊的印製板，但是它卻承擔著很重的散熱任務，不僅絕緣層的導熱要好，粘結要牢，而且它的外形還必須和散熱器的外形配合，例如，在路燈裡，通常是長方形的外形，在射燈中，通常是圓形的，而在日光燈中，通常是長條形的。為了得到更好的導熱性，也有時採用導熱更好的銅基板，只是其價錢要更貴。而且最後還是要連接到鋁制散熱器上去。有可能會產(chǎn)生熱膨脹係數(shù)不同而裂開的問題。 鋁基板雖然已經(jīng)解決了從LED連接到以鋁板為基板的電路上，可以把熱傳遞到鋁板上，但是遺憾的是，這個鋁板往往還不是最終的散熱器，通常還要把這個鋁板連接到真正的散熱器上去。最簡單的方法就是用鉚釘或螺釘?shù)姆椒ㄟB接到散熱器。但是這種方法往往會形成空氣隙，而很小的空氣隙產(chǎn)生的熱阻會比其他熱阻大幾十倍。?k。所以必須塗上導熱膠來填充空隙。一般的導熱矽膠的導熱係數(shù)大約在12W/m?k。 但是導熱膠必須要流動性好，不然的話由於塗抹不均勻仍然會產(chǎn)生氣隙，可能比不用還壞。導熱膠的另一個缺點是本身的粘性不足以把鋁基板固定在鋁散熱器上。 所以另一種方法是採用有很強黏結性而又導熱的雙面膠片。這種導熱膠片是使用丙烯系列材料製造出來帶有粘性的熱傳導片，它是屬於有粘性和低熱抵抗的散熱材料。而且具備熱傳導性和柔軟性，可以緊貼零件上的凹凸部位，從而防止了氣隙的存在。導熱矽膠片的導熱係數(shù)通常在23W/m?k之間。它的抗拉強度可達8kg/cm2。足以黏結鋁基板和鋁散熱器。耐壓可達4KV/mm。 從鋁基板的構造人們一定會產(chǎn)生這樣的疑問，為什麼印製電路要先粘到一個薄鋁板上而不是直接粘到散熱器上？這樣還可以省去鑽孔、塗導熱膠、擰螺釘?shù)裙ば?，而且還可以省掉導熱膠的熱阻。主要原因是散熱器的形狀一般不是簡單的平面，要熱壓黏結比較困難，而且散熱器是由燈具廠設計製造的，而鋁基板則是由印製板廠製造的。解決這個問題的方法是採用柔性印製板再貼到鋁散熱器上去。 這是一種更為革命的徹底解決方法。對於1W以上的大功率LED，通常它的散熱銅底板是和兩個電極是絕緣的。為了使它能夠更直接散熱，最好把它的散熱底板直接和散熱器焊接在一起?？墒且话愕纳崞鞫际卿X合金製成的，是無法焊接的。如果採用銅散熱器當然可以解決這個問題，但是無論是價錢和重量都是無法接受的。一個簡單的解決方法是在鋁散熱器上噴鍍銅。然後再在柔性印製板上打洞，使得LED的銅底板直接暴露在散熱器面上，然後採用低溫焊錫進行焊接。這種方法可以免除掉鋁基板的熱阻和導熱矽膠或矽片的熱阻。從而大大提高了散熱效率?？傊琇ED到散熱器之間的介面越少越好。 在很多場合需要把LED所產(chǎn)生的熱量以最快的速度傳送到散熱器，這在採用集成式的單片大功率LED中尤其重要，因為它的熱量很大（功率可達50W100W）又很集中（有時只有30mm），這時候就必須採用熱管散熱。 熱管也稱為相變導熱器，因為在其中的液體從液相變?yōu)闅庀喽鴮帷Ｋ臒嶙璺浅Ｐ。?76。C/W。其內壁採用銅粉燒結，以利於變回液相的載熱體吸附其上而回流。然而，熱管只能把熱傳送到遠端，而並沒有把熱量散發(fā)到空氣中去。所以即使採用熱管，還是需要有普通的鋁散熱器把熱量散發(fā)出去。再次要提醒注意的是，採用銅熱管以後，要特別注意它和前端的鋁基板以及後端的鋁散熱器的結合部一定要互相緊密地接觸並防止由於熱膨脹係數(shù)的不同而脫開。在其結合部要採用高品質的導熱矽膠塗敷。 導熱效果更好的是回路熱管 回路熱管的最大優(yōu)點就是它的不需要外加動力裝置就可以迴圈導熱、導熱距離長，傳送功率大（幾百瓦），形狀多樣性和不受重力要求的限制，也就是說它可以任意放置。臺灣的陽傑科技公司採用了回路熱管技術以後，100W的LED路燈。 六．系統(tǒng)的熱阻 各部分的導熱能力也可以用系統(tǒng)的熱阻來說明，一個LED燈具的結構圖見圖9。 從圖中可以看出，LED晶片所產(chǎn)生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經(jīng)過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。而要定量地瞭解LED晶片的散熱過程，最好利用熱阻的概念。熱量就好像電荷，熱量流動起來就
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