LED光源散热材料介绍.ppt

Shanghai Koito Automotive Lamp Co., Ltd. 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。 常用FR4印刷电路基板（Fig 1），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(Fig 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 Fig 1 Fig 2 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。 类别 材质 厚度规格 扩张强度 延伸率 铝基材 LF/L4M/LY12铝材 1.0,1.6,2.0,3.2mm 30kgf/mm2 5% 铜基材 C11000铜合金 1.0-3.2mm 25-32kgf/mm2 15% 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-Bond SA2000导热胶 2.0 w/m·k DM6030HK-SD高导热银胶 50w/m·k HN-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 ADC6 138w/m·k ADC14 134w/m·k ADC1 121w/m·k ADC3 AD C12/ADC5/ADC10 113w/m·k 96w/m·k ADC12表面处理技术 * Shanghai Koito Automotive Lamp Co., Ltd. *