LED照明成趨勢,應用散熱為其關(guān)鍵因素
OFweek半導體照明網(wǎng):在全球環(huán)保意識高漲下,LED照明已成為許多國家主要發(fā)展的政策之一,就整體LED照明市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看,過(guò)去LED照明應用以可攜式照明、裝飾燈照明、間接照明為主。 美國預計在2014年全面停止使用白熾燈,全球也開(kāi)始陸續跟進(jìn)該項政策,拜科技進(jìn)步之賜,下世代的照明技術(shù)即將進(jìn)入全面普及時(shí)期,LED照明市場(chǎng)預計在未來(lái)2~3年內快速起飛,其中,散熱一直是關(guān)鍵技術(shù)之一。
為因應白熾燈于2012年禁產(chǎn)禁售規范,LED燈泡出貨量將顯著(zhù)成長(cháng),產(chǎn)值預估將高達約80億美元,再加上北美、日本、韓國等國家對于LED照明等綠色產(chǎn)品實(shí)施補貼政策,以及賣(mài)場(chǎng)、商店及工廠(chǎng)等有較高意愿置換成為L(cháng)ED照明等因素驅動(dòng)下,全球LED照明市場(chǎng)滲透率有很大機會(huì )將突破10%。 就因為LED產(chǎn)值潛力無(wú)限,再加上符合永續經(jīng)營(yíng)的企業(yè)條件,許多零組件廠(chǎng)商紛紛看準了這塊新興市場(chǎng)的爆發(fā)力,積極研究相關(guān)技術(shù),其中散熱最為關(guān)鍵。
氧化鋁(Al2O3)基板(電鍍金)
LED應用散熱為其關(guān)鍵因素
先從散熱材料來(lái)談,目前有幾種材料選擇,以MCPCB的基板部分為例,由于MCPCB需增加絕緣層(陶瓷基板本身已經(jīng)絕緣),所用的絕緣材熱膨脹系數過(guò)高,在溫度太高時(shí)會(huì )產(chǎn)生龜裂。 有相關(guān)的討論也指出,導熱膠膜或軟質(zhì)導熱墊片,是沒(méi)辦法真正與基板密合的,貼合面其實(shí)仍存在許多孔隙,在電子顯微鏡下觀(guān)看這些孔隙,就像是空洞的氣穴,也是形成另一種形式的熱阻質(zhì)! 在那么多空洞干擾熱傳導的熱阻下,散熱、導熱的效率就降低了。
反觀(guān)陶瓷材料的可陣列封裝,可應用于高電壓、高溫度制程,有著(zhù)良好的熱膨脹匹配系數,加上陶瓷不易變形,是最佳的散熱基板選擇。 在材料中,以氧化鋁和氮化鋁為最佳選擇,前者因為價(jià)格較低、導熱系數佳、材料穩定性高,成為中階功率(1~3W)主流應用。 氮化鋁則有更高的熱傳導系數,成為高階功率(3W以上)的需求品。 或有其他的取代材料,相信這都是大家所樂(lè )見(jiàn)的。
從封裝考量上來(lái)看,于第一階的LED晶粒封裝散熱基板因為直接受到晶粒的熱能傳遞,大家會(huì )考慮使用陶瓷材料基板做最佳的熱傳導規劃。 而第二階的多顆LED模組電路基板封裝(COB),則因為散熱面積大且溫度已降低而考慮成本較低的MCPCB。 但是隨著(zhù)應用層面的不同,會(huì )發(fā)現在高功率的LED照明且長(cháng)時(shí)間的使用下,MCPCB所必須考量的因素就會(huì )變多,除目前在歐洲的安規無(wú)法通過(guò)之外,也因為絕緣電壓不夠,導致長(cháng)時(shí)間開(kāi)啟并經(jīng)過(guò)室外冷/熱季節交替的溫差影響,很容易就導通以致失去效果,造成光衰現象加重,進(jìn)而影響到燈具壽命,產(chǎn)品無(wú)法運作而需要維修甚至賠償,額外浪費人力與物力。
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