解讀：陶瓷材料在LED照明散熱中的應用
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式中：為結溫，sp為L(cháng)ED焊腳的溫度，th為PN結到焊腳的平均熱阻，為芯片功率。
本次進(jìn)行溫度測試的方法為熱電偶測試法。LED焊腳測試點(diǎn)為兩處，燈體散熱器測試點(diǎn)為三處，環(huán)境溫度采用兩根熱電偶測試，測試結果如表3所示。
3.2 陶瓷LED燈具和鋁制壓鑄LED燈具的計算機仿真
為了研究和設計陶瓷LED燈具，我們借助計算機軟件進(jìn)行仿真分析。本次采用的流場(chǎng)分析軟件為Flo-EFD（簡(jiǎn)稱(chēng)EFD，EngineeringFluidDynamics），EFD為NIKA的旗艦產(chǎn)品，主要用于汽車(chē)、航空航天、機械、船舶、電子通訊、醫療器械、能源化工、暖通、流體控制設備、LED半導體行業(yè)等。軟件可進(jìn)行各種LED封裝產(chǎn)品、航空航天燈、各種節能燈、LED發(fā)光管、車(chē)用燈具、顯示屏等的熱分析。
為便于與實(shí)驗測試進(jìn)行比較，計算機仿真分析時(shí)，將環(huán)境溫度設為15℃，得到的溫度分布如圖5所示（為便于查看，隱藏了透鏡及其固定部分）。為了比較95陶瓷燈具與鋁制壓鑄燈具的熱學(xué)性能，通過(guò)計算機仿真得到的溫度分布如圖6所示（燈具散熱器材料為鋁合金ADC12，燈座為PBT塑料，其余參數不變。）
3.3 結果分析
陶瓷燈具的燈座為95陶瓷材料（鋁制壓鑄燈具的燈座為PBT塑料），各部件得到了充分的利用。實(shí)驗測試時(shí)，1.0h基本達到熱平衡，環(huán)境溫度的算術(shù)平均值約14.4℃，將實(shí)驗測試和計算機仿真的溫度分布值進(jìn)行分析比較，結果見(jiàn)表4所示。
計算機分析結果顯示，自然對流情況下，95陶瓷燈具的熱學(xué)性能不亞于鋁制壓鑄燈具，陶瓷燈具可以充分利用各個(gè)零部件的幾何特征，所以燈具的整體溫度降低到了較低水平。
陶瓷的使用具有悠久的歷史，現代工藝制備的陶瓷材料導熱率較高，空氣自然對流下，完全可以充當LED照明燈具的散熱材料。氮化鋁陶瓷可以直接作為封裝晶架或線(xiàn)路層；氧化鋁陶瓷價(jià)格便宜，燒結技術(shù)成熟，可釉成不同顏色，由于其電絕緣性能優(yōu)良，并耐酸堿性，受到很多客戶(hù)的青睞。但是，陶瓷材料并不是完美無(wú)瑕的，陶瓷散熱器鰭片不能太?。ê穸取?.5mm），密度稍大（約為鋁的1.5倍），中高應力下會(huì )產(chǎn)生裂紋，無(wú)釉表面容易污染等。
總的來(lái)說(shuō)，陶瓷材料用于LED的前景良好，特別適于體積較小的照明燈具。
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