LED散热模块热传材料介绍
LED 散热材料分析
版权所有 转载请注明出处LED 散热材料分析夏俊峰 2011.03.15前言LED 进入高亮度、大功率以来，LED 的热量问题已经被大家所认识。
无论是上游的芯片制造，中游的封装，还是下游的应用，都在研究散热问题。
一些过去不为LED 行业人士所熟悉的材料逐渐被引入到LED 行业来。
有些材料被生产厂商宣传的过分理想，给LED 行业人士带来一些不正确的认识。
本文的目的就是简单地对一些材料做些分析，让大家有个明确的认识，避免不正确地应用。
一、针对LED 散热引入的新材料本文主要是分析“新”提出来改善散热的材料，有关芯片制造采用的衬底材料，需要更专业的人员去研究，本文就不涉及了。
这里主要讲讲封装和应用方面的“新”材料。
这里对“新”字加了引号，是说明这些材料其实并不一定是新研究出来的，很多是早已有之，只不过是新被LED 行业引入应用的。
所谓隔行如隔山，对于LED 行业的人来说，绝大多数人没有听说或接触过，所有就可以把它们当做新材料了。
至今，已经被提出改善LED 散热的“新”材料，主要有：封装方面：硅底座、陶瓷底座等。
应用方面：陶瓷散热器、导热塑料散热器、石墨类散热材料等。
二、封装方面的“新”散热材料分析最早封装大功率LED 时，芯片是固定于铜质底座上的。
这种方式，芯片的产生的热量能够很快传导到与之连接的散热器上。
即使现在来看，这也是最好的一种封装导热方法。
但是早期的封装，没有从应用方面很好地考虑，没有解决LED 与散热器的连接问题，见图1。
因此，使用时必须借助一块铝基板。
由此，铝基板开始在LED 行业大行其道。
正是由于这种封装的LED 的应用方面的问题，不久出现了将芯片直接固定于铝基板上的封装。
解决了LED 与散热器的连接问题。
不过这种封装没有流行起来。
但是，这种封装形式实际上就是现在的所谓COB 封装的雏形。
COB 封装若采用了铜基材，本质上就是回归到了图1、并改善了安装的状况。
这种封装对具有上下电极的芯片来说，有一个问题，就是底座带电。
LED灯具常用结构件材料及特性
LED灯具常用结构件材料及特性1.外壳材料：外壳是LED灯具的外部保护层，一般采用铝合金、塑料或陶瓷等材料。
铝合金具有优良的导热性能和机械强度，可以有效地散热，并且较为耐用。
塑料材料成本低，韧性好，可以根据需要进行塑性加工，但导热性能较差。
陶瓷材料具有良好的导热性能和绝缘性能，适用于高功率LED灯具。
2.散热器材料：散热器用于散发LED产生的热量，一般采用铝合金、铜合金等材料。
铝合金散热器具有优良的导热性能、轻巧易用和经济实惠等特点。
铜合金具有更高的热导率和导热能力，适用于高功率LED灯具和有限空间应用，但成本较高。
3.光学材料：光学材料用于调节和控制LED的光线方向和光强分布，常用的材料有玻璃和光学级塑料等。
玻璃具有优良的耐高温、气密性和透光性能，但重量较大。
光学级塑料具有较轻的重量、成本较低、易加工和抗冲击性能，但耐高温性能较差。
4.导热接触材料：导热接触材料用于提高LED芯片与散热器之间的热传导效率，常用的材料有硅胶脂、硅胶垫和热导片等。
硅胶脂具有良好的可塑性和封装性能，可以填充芯片与散热器之间的缝隙，提高导热效果。
硅胶垫具有良好的导热性能和压缩性能，适用于紧固压力小的应用。
热导片则可直接用于芯片和散热器之间的导热接触，具有较高的导热性能。
5.电子元器件材料：LED灯具中的电子元器件包括电阻、电容、电感器、集成电路等，常用的材料有陶瓷、金属、塑料等。
陶瓷具有良好的机械强度和耐高温性能，适用于特殊环境下的应用。
金属材料具有良好的导电性能和机械强度，塑料材料则具有低成本、轻质和可塑性等特点。
总之，LED灯具的结构件材料选择需要综合考虑散热性能、光学效果、导热效果和可靠性等因素，不同的应用场景和要求会选择不同的材料来满足需求。
特定的材料的应用也需要注意其优点和缺点，以便在实际生产中取得更好的效果。
led散热器技术参数
led散热器技术参数LED散热器技术参数随着LED技术的快速发展，LED灯具在照明行业中得到了广泛的应用。
然而，由于LED本身在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效散热，会导致LED的寿命缩短甚至出现故障。
因此，LED散热器成为了LED灯具设计中非常重要的一个组成部分。
本文将从散热器的材质、结构、尺寸和散热性能等方面，对LED散热器的技术参数进行详细介绍。
一、材质LED散热器常用的材质包括铝、铜和陶瓷等。
铝具有优良的导热性能和轻质的特点，能够快速将LED产生的热量传导到散热器表面，并且具有较好的散热效果。
铜的导热性能更好，但相对较重，适用于一些有特殊散热要求的LED灯具。
陶瓷散热器由于其特殊的材质和结构，具有良好的隔热性能和导热性能，能够有效地将热量从LED传导到散热器表面，并通过辐射和对流的方式散热。
二、结构LED散热器的结构通常由散热板和散热片组成。
散热板是散热器的基座，用于与LED灯珠接触，将其产生的热量传导到散热片上。
散热片通过增加表面积，提高热量的散发效率。
此外，散热器还可以通过风扇或风道来增强散热效果，提高散热器的整体散热性能。
三、尺寸LED散热器的尺寸对其散热性能有着重要的影响。
散热器的尺寸越大，表面积越大，散热效果也就越好。
然而，尺寸过大会增加LED 灯具的体积和重量，不利于应用。
因此，在设计LED散热器时，需要根据实际需求合理选择尺寸，以在满足散热要求的同时，尽量减小体积和重量。
四、散热性能LED散热器的散热性能通常通过热阻来衡量，单位为摄氏度每瓦特（℃/W）。
热阻越小，代表散热器具有更好的散热性能。
热阻的计算公式为：热阻 = (散热器表面温度 - 环境温度) / 散热功率。
在实际应用中，为了保证LED的工作温度不超过规定范围，需要根据LED的功率和工作环境的温度等因素，选择合适的散热器，并计算其热阻是否满足要求。
LED散热器的技术参数包括材质、结构、尺寸和散热性能等方面。
LED散热技术之散热方式及散热材料
LED 散热技术之散热方式及散热材料
散热是影响LED 灯具照明强度的一个主要因素。
LED 灯具比传统的白炽灯能效高80%，但是其LED 组件和驱动器电路散热量很大。
如果这些热量没有适当的排放出去，LED 灯具的发光度和寿命将会急剧下降。
散热片能解决低照明度LED 灯具的散热问题。
灯具厂商能生产40W LED 替代灯以及60W LED 替代灯。
高照明度LED 灯具就会遇到散热问题。
一个散热片是无法解决75W 或者100W LED 灯具的散热问题的。
对高亮度灯泡的需求显而易见，75W 和100W 灯泡占据了照明市场很大份额。
市场都渴望利用LED 灯具固有的节能和维修优势。
2007 年的美国能源独立和安全法案要求从2012 年起使用更高效率的照明灯具。
这些新要求促使消费者们寻找照明质量好、寿命高并且照明度强的灯具来替代现有的白炽灯。
为了达到理想的照明强度，必须使用主动冷却技术来解决LED 灯具组件释放的热量。
一些主动冷却解决方案例如风扇的寿命没有LED 灯具高。
为了给高亮度LED 灯具提供一个实用的主动冷却解决方案，散热技术必须是低能耗的；并且能适用于小型灯具；其寿命要与灯源相似或高于灯源。
散热方式
一般说来，依照从散热器带走热量的方式，可以将散热器分为主动式散热和被动式散热。
所谓的被动式散热，是指通过散热片将热源LED 光源热量自然散发到空气中，其散热的效果与散热片大小成正比，但因为是自然散发热量，效果当然大打折扣，常常用在那些对空间没有要求的设备中，或者用于。
LED散热问题的解决方案
LED散热问题的解决方案LED（Light Emitting Diode）是一种半导体发光器件，由于其高效、节能的特点，被广泛应用于照明、显示等领域。
然而，由于LED本身的特性，会产生大量的热量，如果不能有效散热，会导致LED的寿命缩短甚至损坏。
因此，解决LED散热问题是非常重要的。
一、散热原理LED的散热原理主要是通过导热材料和散热器来将LED产生的热量传导并散发到周围环境中。
在LED灯具中，LED芯片通过导热材料与散热器相连接，导热材料起到了导热的作用，将LED产生的热量迅速传导到散热器上，再通过散热器的散热片将热量散发出去。
二、散热材料的选择1. 导热胶：导热胶是一种常用的散热材料，其具有导热性能好、易于施工的特点。
在LED灯具中，可以将导热胶涂抹在LED芯片和散热器之间，起到填充缝隙、提高导热效果的作用。
2. 铝基板：铝基板是一种具有良好导热性能的散热材料，常用于LED灯具的散热设计中。
铝基板可以将LED芯片与散热器紧密连接，有效地传导热量，并且具有良好的散热效果。
3. 铜基板：铜基板是一种导热性能更好的散热材料，与铝基板相比，铜基板具有更高的导热系数和更好的导热性能。
在某些对散热要求较高的LED灯具中，可以选择铜基板作为散热材料。
三、散热器的设计散热器是LED灯具中非常重要的组成部分，其设计合理与否直接影响到LED的散热效果。
以下是几种常见的散热器设计：1. 散热片式散热器：散热片式散热器是一种常见的散热器设计，其通过散热片的设计增大散热面积，提高散热效果。
散热片通常采用铝合金材料制成，具有良好的导热性能和散热效果。
2. 风扇散热器：风扇散热器通过风扇的运转产生风流，增加空气流动速度，提高散热效果。
风扇散热器通常由散热片和风扇组成，散热片通过导热材料与LED 芯片相连接，风扇通过产生风流将热量带走。
3. 管状散热器：管状散热器是一种利用导热材料制成的管状结构，通过管道内的液体或气体循环流动，将热量带走的散热器。
LED散热方式及散热材料设计介绍
LED散热方式及散热材料设计介绍散热的方式——主要是物理方式1.辐射辐射是指机体以发射红外线方式来散热。
当皮肤温高于环境温度时，机体的热量以辐射方式散失。
辐射散热量与皮肤温、环境温度和机体有效辐射面积等因素有关。
在一般情况下，辐射散热量占总散热量的40%。
当然，如果环境温度高于皮肤温，机体就会吸收辐射热。
炼钢工人在炉前作业，炎热的夏季农民在日照下田间劳动也会遇到这种情况。
2.传导与对流传导就是机体通过传递分子动能的方式散发热量。
当人体与比皮肤温低的物体（如衣服、床、椅等）直接接触时，热量自身体传给这些物体。
临床上，用冰帽、冰袋冷敷等方法给高热病人降温，就是利用这个原理。
对流就是空气的流动，这是以空气为介质来进行散热。
散热器与环境的热交换当热量传到散热器的顶部后，就需要尽快地将传来的热量散发到周边环境中去，对风冷散热器而言就是要与周围的空气进行热交换。
这时，热量是在两种不同介质间传递，所依循的公式为Q=α X A X ΔT，其中ΔT为两种介质间的温差，即散热器与周围环境空气的温度差；而α为流体的导热系数，在散热片材质和空气成分确定后，它就是一个固定值；其中最重要的A是散热片和空气的接触面积，在其他条件不变的前提下，如散热器的体积一般都会有所限制，机箱内的空间有限，过大会加大安装的难度，而通过改变散热器的形状，增大其与空气的接触面积，增加热交换面积，是提高散热效率的有效手段。
、要实现这一点，一般通过用鳍片式设计辅以表面粗糙化或螺纹等办法来增大表面积。
当热量传递给空气后，和散热片接触的空气温度会急速上升，这时候，热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流等热交换方式来将热量带走，对风冷散热器来说，最主要的手段便是提高空气流动的速度，使用风扇来实现强制对流。
这点主要和风扇的设计和风速有关，散热器风扇的效能(例如流量、风压)主要取决于风扇扇叶直径、轴向长度、风扇转速和扇叶形状。
风扇的流量大都采用 CFM为单位(英制，立方英尺/分钟)，一个CFM大约为0.028mm3/分钟的流量。
热界面材料的种类
热界面材料的种类
热界面材料是一种用于增强热传导和保护热界面的材料，主要用于电子器件、LED灯、太阳能电池等领域。
根据其特性和
用途，热界面材料主要分为以下几种类型：
1. 硅脂：是一种半固态热传导材料，常用于电子器件和LED
灯等领域。
具有良好的可涂覆性和柔韧性，可以填充微小间隙，提高热传导效率。
2. 硅胶：是一种胶状的热传导材料，具有较高的热导率和绝缘性能。
广泛用于电子器件和散热器的热界面填充。
3. 石墨片：石墨片是一种具有高热导率的材料，常用于高功率电子器件和散热器的热界面。
其良好的导热性能可以有效地将热量从散热源传导到散热器。
4. 金属导热垫：金属导热垫主要由金属材料制成，具有良好的热导率和机械强度。
常用于高功率半导体器件和太阳能电池等领域。
5. 碳纳米管颗粒：碳纳米管颗粒是一种具有高热导率的材料，能够提高热界面的热传导效率。
常用于电子器件和散热器的热界面填充。
6. 热胶带：热胶带是一种具有良好的热导率和粘接性能的材料，适用于各种形状和尺寸的热界面。
常用于电子器件和散热器的热界面填充和固定。
这些热界面材料各有其特点和适用范围，可以根据具体的应用需求选择合适的材料使用。
led导热材料
常见物质的导热系数
物质名称 钻石 银 铝 铁 玻璃 云母 水 空气 导热系数（w/m-k） 2300 429 237 80 1.09 0.43 0.54 0.024
led灯具为什么要选用导热材料
• • • • 1、LED热量的来源 · 输入的电能中（约85%）因无效复合而产生的热量； · 来自工作环境的热量。 2、led产生的热量要迅速全面的传导出来选用导热界面材料很有必要。 3、一些散热界面还有绝缘的需求，而大部分导热界面材料是绝缘的。 4、一般而言，导热界面材料应该有以下特点： 软性、回弹性好; 服帖性好；可操作性强、可大批量产线操作；
欢迎大家联络一起探讨
• 以上内容是个人的一点浅见。
• 各位灯油对有什么疑问或吐槽可以发邮件 给我，大家可以一起讨论，共同学习，一 起进步。 • 联络方式：T15625221234 Q 948857129 • 谢谢！
•
•
导热硅胶片
• 导热硅胶片最早是替代陶瓷片（云母片）和导热硅脂的二元导热，陶瓷片和 导热硅脂并用才能达到导热绝缘的性能。现在单单导热硅胶片就能达到这种 性能。操作性远远高于前者。 如何选择合适的导热硅胶片？ 主要看发热功率和热传界面的面积，热密度越高应该选用高导的导热硅胶片。 在可以解决绝缘的前提下，同样导热系数的导热硅胶片，导热硅胶片越薄， 热阻越小，导热效果越好。 导热硅胶片的硬度（软性）也会影响最终的导热效果。
LED照明企业照明导热材料相关资料
一、什么是导热材料 二、led灯具为什么要选用导热材料 三、led灯具导热材料有哪些 1、导热硅脂 2、导热硅胶片 3、导热双面胶 4、导热石墨片 5、导热粘接胶 6、导热泥 7、导热灌封胶 四、led灯具如何选择导热材料 五、导热材料在led灯具上的经典应用案例 六、欢迎大家联络一起探讨
LED散热基础培训教程-(多场景)
LED散热基础培训教程一、引言LED（LightEmittingDiode）作为一种新型的绿色光源，具有节能、环保、寿命长等优点，已广泛应用于照明、显示屏、指示等领域。
然而，LED在工作过程中会产生热量，若不能有效地散发这些热量，将会影响LED的光效、寿命和稳定性。
因此，LED散热技术的研究和应用至关重要。
本教程将介绍LED散热的基础知识，帮助读者了解LED散热原理和散热材料，提高LED产品的散热性能。
二、LED散热原理1.热传导：热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
在LED中，热量通过材料（如基板、散热器等）的分子振动传递。
提高材料的热导率有利于提高散热性能。
2.对流：对流是指流体（如空气、水等）在温度差的作用下，热量通过流体流动传递的过程。
在LED散热中，空气对流是一种常见的散热方式。
通过优化散热器的设计，可以提高空气对流的效率。
3.辐射：辐射是指物体表面以电磁波的形式向外界传递热量的过程。
在LED散热中，辐射散热主要发生在LED器件表面与周围环境之间。
增加散热器表面积可以提高辐射散热效果。
三、LED散热材料1.散热基板：散热基板是LED散热系统的核心部件，其作用是将LED产生的热量迅速传递到散热器。
常用的散热基板材料有铝、铜、陶瓷等。
其中，陶瓷基板具有热导率高、热膨胀系数低等优点，适用于高功率LED。
2.散热器：散热器是LED散热系统的重要组成部分，其作用是增大散热面积，提高散热效率。
散热器材料有铝、铜、石墨等。
散热器的设计应考虑空气对流的优化，如增加鳍片、采用热管等技术。
3.热界面材料：热界面材料（TIM）填充在散热基板和散热器之间，降低两者之间的接触热阻。
常用的热界面材料有导热硅脂、相变材料等。
选择合适的热界面材料对提高LED散热性能具有重要意义。
四、LED散热设计1.散热器设计：散热器的设计应考虑散热面积、空气对流等因素。
增加散热器的鳍片数量、优化鳍片形状和分布可以提高散热效率。
LED散热问题的解决方案
LED散热问题的解决方案LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有高效、节能、寿命长等优点，在照明、显示等领域得到广泛应用。
然而，由于LED的工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热，会导致LED的性能下降、寿命缩短甚至损坏。
因此，解决LED散热问题是非常重要的。
一、散热原理LED散热的原理是通过热传导、热辐射和热对流来将LED产生的热量传递到周围环境中，以保持LED的工作温度在可接受的范围内。
1. 热传导：通过散热基板将LED产生的热量传导到散热器或散热风扇上。
散热基板通常采用导热性能较好的金属材料，如铝、铜等。
2. 热辐射：LED散热器表面的热辐射是一种通过辐射热量的方式进行散热。
散热器表面的辐射热量与散热器的表面积、表面温度以及表面发射率有关。
3. 热对流：通过散热风扇或其他风道设备将热量带走。
热对流可以增加散热速度，提高散热效果。
二、解决方案针对LED散热问题，可以采取以下几种解决方案：1. 优化散热结构设计：a. 合理设计散热基板的尺寸和形状，增大散热面积，提高散热效果。
b. 选择导热性能较好的材料作为散热基板，如铝、铜等。
c. 在散热基板上增加散热片或散热鳍片，增加表面积，提高散热效果。
d. 合理布置散热器或散热风扇，保证散热器表面与周围环境之间有足够的空间，方便热量的传递和散发。
2. 优化散热系统：a. 选择合适的散热器或散热风扇，根据LED的功率和工作环境，确定散热器和散热风扇的规格和型号。
b. 定期清洁散热器和散热风扇，防止灰尘和杂物堵塞，影响散热效果。
c. 对于高功率LED，可以采用风冷散热系统，增加风量，提高散热效果。
3. 优化LED的工作环境：a. 控制LED的工作温度，保持在合适的范围内。
过高的温度会导致LED的性能下降和寿命缩短。
b. 避免LED长时间在高温环境下工作，可以通过合理的散热系统设计和环境控制来降低温度。
4. 优化LED的电流和功率控制：a. 合理控制LED的电流和功率，避免过高的电流和功率导致LED发热量过大。
LED散热模块热传材料介绍
LED散热模块热传材料介绍作者：佚名信息来源：中国半导体照明网阅：1242 发布时间：2010年5月31日编录：admin概述在LED产品应用中﹐通常需要将多个LED组装在一电路基板上。
电路基板除了扮演承载LED模块结构的角色外﹐另一方面﹐随着LED输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色﹐以将LED晶体产生的热传派出去﹐因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。
传统LED由于LED发热量不大﹐散热问题不严重﹐因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。
但随着高功率LED越来越盛行PCB已不足以应付散热需求。
因此需再将印刷电路板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PC B，以改善其传热路径。
另外也有一种做法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层，再在介电层表面作电路层，如此LED模块即可直接将导线接合在电路层上。
同时为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。
接下来介绍了几种常见的LED基板材料﹐并作了比较。
印刷电路基板(PCB)常用FR4印刷电路基板，其热传导率0.36W/m.K，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。
可以单层设计，也可以是多层铜箔设计(如图2)。
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LED。
图1 多层PCB的散热基板金属基印制板(MCPCB)由于PCB的热导率差﹑散热效能差﹐只适合传统低瓦数的LED。
因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上﹐即所谓的Metal Core PCB。
金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)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。
如下图：图2 金属基电路板的结构MCPCB的优点：（1）散热性常规的印制板基材如FR4是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。
led灯具的 导热材料(共6张PPT)
其使用的方法示意如下图
灌胶机灌胶过程的示意图
A胶
B胶
AB胶混合区域
混合后的AB胶沿着此装置
到达胶管并灌入如产品
对不同的产品可以选择适合的胶管
将灌胶好的产品放入烤箱，使胶凝固
LED module 和散热器之间的导热材料
LED芯片传导至铝基板上之后，PCB板上的热量要迅速有效地传导至散热器上，才能保证led的结点温度能在合理的 温度下达到热平衡，进而保证led的可靠性。目前用于led模组和散热器之间的导热材料通常有以下三种形式： 1.导热膏 2.导热贴
housing表面，而且对驱动自身也起到抗震、密封的作用，能很好地保护驱动。常见的用于驱 动灌胶的材料有 8760 AB胶和KET132 AB胶，目前KET132 AB胶有取代8760 AB胶的势头，其性能不亚 于后者，且价格要比后者有优势，故得到很多LED灯具生产厂家的认可。
一般而言，灌封胶批量出货是
黏而性采非 用常导小热，贴故和需导要热通膏过的工艺的，则都需要借助螺丝将pcb板固定在散热器表面。
L常E见D芯的片用传于导驱至动铝灌基胶板的上材之料后有，87P6C0BA板B上胶的和热KE量T要13迅2 A速B有胶效，地目传前导KE至T散13热2 器AB上胶，有才取能代保87证6l0edA的B胶结此的点表势温面头度涂，能有其在可性合以能理导不的热亚温的于度胶后下水者达，，到且热价平格衡要，比进后而者保有证优
此混表合面 后涂的有AB导胶热沿膏着或此每装颗置led
根灌据胶不 机同灌的胶结过构程设的计示的意需图要选择不同的导热材料。
以LE上D芯三片种传方导式至中铝，基第板三上种之直后接，用P可C以B导板热上的胶热水量将要P迅C速B有板效和地散传热导器至粘散贴热在器一上起，才无能需保用证螺l丝ed固的定结，点这温种度的能性在价合比理目的前温来度说下是达最到好热的平。衡，进而保证
led培训教材散热材料结构及特性
六、选材建议---供参考 2、路灯、隧道灯等长时照明产品
此类市场价格较好，对品 质要求比较高。相对要求 导热系数1.5-2.2W左右, 耐电压要求4KV以上.
对应产品为： 台虹LS系列 2W导热的铝 基板材； 台虹含PI的系列。 全宝T111、311、411 台湾清晰、聚鼎 美国贝格斯、莱尔德 日本Denka、NRK 价格500元/M2以上，价 差很大。
2、单纯应用环氧树脂胶做绝缘层的技术已遍地开花，且 面临发展瓶颈。
3、胶体添加粉体后，要提高导热率,就要多加粉体,造成胶 只能做胶厚，胶厚了,热阻又比较高，材料整体散热能 力受到制约；反之,为了把胶做薄，只能少添粉体,热阻 变小,整体的散热效果是实现了，但造成绝缘性能不 足。走进了循环。
4、PI技术的应用给散热铝基板行业提供了新的发展平 台。
PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um，Al=1mm
含PI
LSAE051020A12 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um， Al=1.2mm
LSAE051020A15 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um， Al=1.5mm
LSAE051020A20 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um，Al=2mm
LSAE001060A02 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=0.2mm
LSAE001060A10 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1mm
Non PI LSAE001060A12 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1.2mm LSAE001060A15 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1.5mm
低热阻，增加材料的整体散热能力。 « 重要优点：因聚鼎、全宝、生益等硬板系统的胶体比
LED术语——散热
【LED术语】散热（thermal design）LED由于发光部较小，为局部热源，因此必须充分考虑对该部分的散热对策。
LED亮度和寿命受温度影响会发生大幅变化，因此如果散热设计不完善，就无法获得期望的特性。
LED的温度上升，正向电压就会降低，不但会导致发光效率恶化，还会缩短寿命。
照明器具和汽车车灯采用多个白色LED，使用了手机背照灯数百倍的光通量。
为了增大电流，亮度越亮，就越需要采取各种散热对策。
温度容易升高的高功率产品，其封装也需要采用具有耐热性的贵重材料，因此还会导致成本增加。
也就是说，散热是关系到效率、成本和寿命等多个方面的重要因素。
LED散热主要是根据热传导原理传递热量。
因此，其构造为通过向多种材料传递热量，逐步扩大受热面积，最终向空气中散热。
传递途中存在多种固体材料，材料间存在接触部分。
由于固体与固体的接触面上存在的微小凹凸以及面的弯曲等，中间会产生缝隙，导致出现热阻现象。
如何抑制热阻现象的出现是提高LED整体导热性的关键。
热传导材料方面，具有热扩散作用的材料尤为重要。
充分利用将点的发热扩大到面的材料，使元件整体保持均匀的温度。
简而言之，热源与其周边几乎没有温差的状态是LED构造中最为理想的。
芯片→封装→印刷底板巧妙散发热量要提高使用LED的产品的散热性，必须将受电力输入影响而温度上升的LED芯片的热量充分导出。
为此，①在降低从芯片到封装的热阻的基础上，还要②降低从封装至印刷布线底板的热阻，③为了散发印刷布线底板的热量，最后还要准备一条将芯片热量顺利散发到空气中的通道。
利用散热片和散热管防止LED灯过热丰田汽车的“雷克萨斯LS600h”上配备的LED前照灯为了防止白色LED灯过热，在各灯的背面设置了散热片（a）。
为了能更有效地散热，还设置了散热管，预防灯壳过热（b）。
通过这些措施，即使不使用基于冷却扇的强制空冷，也可为白色LED灯散热。
随着高输出功率封装的采用不断增加，近来，LED照明器具大多在印刷底板中使用金属底板。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LED散热模块热传材料介绍时间:2010-5-30 18:24:58 来源:中国半导体照明网作者:LED照明技术总监房海明浏览185次为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。
接下来介绍了几种常见的LED基板材料﹐并作了比较。
概述在LED产品应用中﹐通常需要将多个LED组装在一电路基板上。
电路基板除了扮演承载LED模块结构的角色外﹐另一方面﹐随着LED输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色﹐以将LED晶体产生的热传派出去﹐因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。
传统LED由于LED发热量不大﹐散热问题不严重﹐因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。
但随着高功率LED越来越盛行PCB已不足以应付散热需求。
因此需再将印刷电路板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PCB，以改善其传热路径。
另外也有一种做法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层，再在介电层表面作电路层，如此LED模块即可直接将导线接合在电路层上。
同时为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。
接下来介绍了几种常见的LED基板材料﹐并作了比较。
印刷电路基板(PCB)常用FR4印刷电路基板，其热传导率0.36W/m.K，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。
可以单层设计，也可以是多层铜箔设计(如图2)。
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LED。
图1 多层PCB的散热基板金属基印制板(MCPCB)由于PCB的热导率差﹑散热效能差﹐只适合传统低瓦数的LED。
因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上﹐即所谓的Metal Core PCB。
金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)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。
如下图：图2 金属基电路板的结构MCPCB的优点：（1）散热性常规的印制板基材如FR4是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。
而金属基印制板可解决这一散热难题。
（2）热膨胀性热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质CTE(Coefficient of thermal expansion)即热膨胀系数是不同的。
印制板(PCB)的金属化孔壁和相连的绝缘壁在Z轴的CTE相差很大，产生的热不能及时排除，热胀冷缩使金属化孔开裂、断开。
金属基印制板可有效地解决散热问题，从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性。
（3）尺寸稳定性金属基印制板，显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。
铝基印制板、铝夹芯板，从30℃加热至140~150℃，尺寸变化为2.5~3.0%. MCPCB的结构目前市场上采购到的标准型金属基覆铜板材由三层不同材料所构成：铜、绝缘层、金属板（铜、铝、钢板），而铝基覆铜板最为常见。
a）金属基材以美国贝格斯为例﹐见下表(图3)：b）绝缘层起绝缘层作用，通常是50~200um。
若太厚，能起绝缘作用，防止与金属基短路的效果好，但会影响热量的散发；若太薄，能较好散热，但易引起金属芯与组件引线短路。
绝缘层（或半固化片），放在经过阳极氧化，绝缘处理过的铝板上，经层压用表面的铜层牢固结合在一起。
c）铜箔铜箔背面是经过化学氧化处理过的，表面镀锌和镀黄铜，目的是增加抗剥强度。
铜厚通常为0.5、1.2盅司。
如美国贝格斯公司使用的是ED铜，铜厚有1、2、3、4、6盅司5种。
我们为通信电源配套制作的铝基板使用的是4盅司的铜箔（140微米）。
MCPCB技术参数和特点技术参数(图4) 产品特点﹕(1) 绝缘层薄，热阻小(2) 机械强度高(3) 标准尺寸：500×600mm(4) 标准尺寸：0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、3.0mm(5) 铜箔厚度:18um 、35um、70um 、105um MCPCB应用产品举例(图5)陶瓷基板(Ceramic Substrate)Ceramic Substrate: 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，有不错的热传导率，热膨胀系数(4.9 ~ 8ppm/K)，与LED chip、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，其热导率约在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。
AlN陶瓷基板与其它材料之热特性比较(图7)AlN陶瓷基板有不错的热传导率，热膨胀系数LED chip (CTE=5ppm/K)较匹配。
直接铜结合基板(DBC Substrate)特点︰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。
允许制程温度、运作温度达800℃以上。
由德国Curamik公司所发展的直接铜接合基板，是在铜板与陶瓷(Al2O3、AlN)之间，先通入O2使其与Cu响应生成CuO，同时使纯铜的熔点由1083℃降低至1065℃的共晶温度。
接着加热至高温使CuO与Al2O3或AlN回应形成化合物，而使铜板与陶瓷介电层紧密接合在一起。
(图5)此种含介电层的铜基板具有很好的热扩散能力，且介电层如为Al2O3则其热传导率为24W/m.K，热膨胀系数7.3ppm/K，如为AlN则其热传导率为170W/m.K，热膨胀系数5.6ppm/K，比前几种基板具有更佳的热效能，同时适合于高温环境及高功率或高电流LED 之使用。
图8 直接铜板接合基板之制作流程各种LED基板材料的特性比较(图9)应根据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。
LED导热界面材料为什么要用界面材料?图10 LED界面间隙由于散热器底面与LED芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，其中都是空气。
由于空气是热的不良导体，所以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。
Liqui-Bond SA2000导热胶(example)介绍Liqui-Bond SA2000是由深圳恒通热导公司生产的一种高导热性而绝缘的硅胶粘剂。
它在低温或高温的情况下都能保持良好的机械性能和化学性能.这种物质的韧性有助于在热传导中减低CTE压力,同时由于该产品在升温过程中产生固化。
特征：导热性: 导热系数为2.0 W/m-K消除机械固件需求稳定的机械性能和化学性能严峻环境下仍能保持物体结构形态应用:大功率LED和散热基板粘接在凹凸不平的表面粘接元器件DM6030HK-SD高导热银胶 (example)介绍：DM6030 HK-SD是是由深圳恒通热导公司生产的一种高导热掺银有机粘接剂，专门为大功率LED粘接固定芯片应用而开发设计的新产品。
该产品对分配和粘接大量部件（dice）时具有较长时间的防挥发、干涸能力，并可防止树脂在加工前飞溅溢出。
产品特征：具有高导热性:导热系数高达50w/m.k低电阻: 电阻低至10μcm可替代焊接剂可在室温下存储和运输良好的流动性应用:High Power LED芯片封装粘接一般的金属模焊接HN-G高性能导热硅脂(example)介绍：HN–G导热硅脂为深圳博恩事业有限公司生产﹐专为各种仪器仪表及电子元器件与组合体的填充而研制开发的一种高导热绝缘有机硅材料。
广泛涂敷于各种电子产品，电器设备中的发热体（功率管、可控硅、电热堆等）与散热设施（散热片、散热条、壳体等）之间的接触面，起传热媒介作用。
性能参数[图11] ：散热器作用﹕散热器的作用就是吸收基板或芯片传递过来的热量，然后发散到外界环境，保证LED 芯片的温度正常。
绝大多数散热器均经过精心设计，可适用于自然对流和强制对流的情况。
以aavid 62500为例。
图12 aavid 62500散热器性能参数[1]：•热阻Θ = 4.6 °C/W•材料=Al 6063-T5 挤压成型•重量= 100g•发射率= 0.85•散热片效率= 98.9%•输入热量= 5W•热源= 0.57X0.57•5W时散热温度= 46.9°C高功率LED的热沉结构如何将LED器件产生的热量有效耗散到环境中也是一个关键。
常用的热沉结构分为被动和主动散热。
对于大功率LED封装，则必须采用主动散热，如翅片＋风扇、热管、液体强迫对流、微通道致冷、相变致冷等。
(1) 在功率密度不高、成本要求较低的情况下，优先采用翅片＋风扇的散热方法；(2) 对于成本要求不高、功率密度中等、封装尺寸小的应用，则采用热管比较合适；(3) 而对于功率密度较高，要求LED器件温度较低的场合，采用液体强迫对流和微通道致冷比较可行。
结论LED电致发光过程产生的热量和工作环境温度(Ta)的不同,引起LED芯片结点温度Tj 的变化.LED是温度敏感器件,当温度变化时,LED的性能和封装结构都会受到影响,从而影响LED的可靠性。
在散热设计上，最重要的课题是有效降低芯片发光层至环境的热阻。
因此，选用合适的散热基板﹑界面材料﹑散热器就显得非常有必要。
LED照明灯具的结构形状可能千差万别，可能会形成不同的散热材料的组合体，然而最终要考虑散热及出光通道的最优化为基础。
（编辑：Led鱼）。