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LED照明成趨勢散熱技術(shù)為關(guān)鍵要點

時間：2011-02-24 00:33:34

關(guān)鍵字： LED照明基板絕緣 MCP

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[導(dǎo)讀]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照明市場發(fā)展來看，過去LED照明應(yīng)用以可攜式照明、裝飾燈照明、間接照明為主。美國預(yù)計在2014年全面停止使用白熾燈，全球也開始陸續(xù)跟進該

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照明市場發(fā)展來看，過去LED照明應(yīng)用以可攜式照明、裝飾燈照明、間接照明為主。美國預(yù)計在2014年全面停止使用白熾燈，全球也開始陸續(xù)跟進該項政策，拜科技進步之賜，下世代的照明技術(shù)即將進入全面普及時期，LED照明市場預(yù)計在未來2~3年內(nèi)快速起飛，其中，散熱一直是關(guān)鍵技術(shù)之一。為因應(yīng)白熾燈于2012年禁產(chǎn)禁售規(guī)范，LED燈泡出貨量將顯著成長，產(chǎn)值預(yù)估將高達約80億美元，再加上北美、日本、南韓等國家對于LED照明等綠色產(chǎn)品實施補貼政策，以及賣場、商店及工廠等有較高意愿置換成為LED照明等因素驅(qū)動下，全球LED照明市場滲透率有很大機會將突破10%。就因為LED產(chǎn)值潛力無限，再加上符合永續(xù)經(jīng)營的企業(yè)條件，許多零組件廠商紛紛看準了這塊新興市場的爆發(fā)力，積極研究相關(guān)技術(shù)，其中散熱最為關(guān)鍵。

LED應(yīng)用散熱為其關(guān)鍵因素

先從散熱材料來談，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(shù)過高，在溫度太高時會產(chǎn)生龜裂。有相關(guān)的討論也指出，導(dǎo)熱膠膜或軟質(zhì)導(dǎo)熱墊片，是沒辦!法真正與基板密合的，貼合面其實仍存在許多孔隙，在電子顯微鏡下觀看這些孔隙，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(dǎo)的熱阻下，散熱、導(dǎo)熱的效率就降低了。

觀陶瓷材料的可陣列封裝，可應(yīng)用于高電壓、高溫度制程，有著良好的熱膨脹匹配系數(shù)，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，前者因為價格較低、導(dǎo)熱系數(shù)佳、材料穩(wěn)定性高，成為中階功率(1~3W)主流應(yīng)用。氮化鋁則有更高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，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見的。

從封裝考量上來看，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，大家會考慮使用陶瓷材料基板做最佳的熱傳導(dǎo)規(guī)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。但是隨著應(yīng)用層面的不同，會發(fā)現(xiàn)在高功率的LED照明且長時間的使用下，MCPCB所必須考量的因素就會變多，除目前在歐洲的安規(guī)無法通過之外，也因為絕緣電壓不夠，導(dǎo)致長時間開啟并經(jīng)過室外冷/熱季節(jié)交替的溫差影響，很容易就導(dǎo)通以致失去效果，造成光衰現(xiàn)象加重，進而影響到燈具壽命，產(chǎn)品無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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