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LED照明灯具导热与散热设计材料优缺点的探讨

导热部份:线路基板、填缝材料、外壳材料

散热部份:外壳设计、表面设计、表面材料

  

接下来,小编整理了关于这些材料优缺点,欢迎您加入来探讨。


导热部分


一、线路基板


❶  玻璃纤维板



优点:

  成本低廉,制作容易

  无需考虑绝缘层特性

  

缺点:

  不适用散热片带电极之LED设计

  需将穿孔填锡,增加制程工序

  需加厚铜箔层以增加热传导效率


❷ 铝基板



优点:

  一般接受度高

  硬度较FR4高,与散热外壳热传导性较佳

  电气绝缘性高于玻璃纤维板

  

缺点:

  价格较FR4高

  较无法在基板上置放其他电子组件

  绝缘层热导特性不易掌握


❸ 铜基板



优点:

  热导特性远高于铝基板

  比热值低,较易拉升传导温度

  具有铝基板相同优点

  

缺点:

  成本高,一般设计无法适用

  具有铝基板相同缺点


❹ 共金板



优点:

  传导中心无阻绝,热导效率佳

  可适用于大功率多晶LED之基板应用


缺点:

  不适用散热片带电极之LED应用成本过高

  不适用于1~5W功率之应用

  开模成本高


❺复合材料板



优点:

  热导系数最高,可达500W/mK

  斥热性高,不留热能于本体

  

缺点:

  生产制造不易,加工程序困难

  材料稳定性差,有长时间使用之疑虑

  成本过高,难以商业化量产

  

二、填缝材料


❶  导热膏

优点:

  成本低廉,使用容易

  无特定加工工艺

 

缺点:

  不易均匀涂布,易形成气泡

  产品长时间稳定性不佳,易固化,且固化

  后形成热阻隔

  加工时易造成污染其他部件,增加成本


❷ 硅胶垫

优点:

  长时间耐温性能佳,可耐温

  125~200°C

  温度越高,热传导性越佳

  具弹性特质,不易形成气泡

  

缺点:

  成本高,增加产品成本

  厚度较高,一般在0.3mm以上

  

❸ 热相变硅胶垫

优点:

  具有一般硅胶垫的产品优势

  在高温时硅胶会软化以增加填缝效果及

  增加热导效率


缺点:

  不易后制加工,且无法二次使用

  成本较高,增加产品成本

 

三、外壳材料


❶  铝材-挤型(拉升)


  

优点:

  热导系数高,传热速度快

  模具成本低,且长度可任意切割

  加工制作容易

  

缺点:

  硬度/钢性较不足

  外观较无变化,美学设计不易

  鳍片散热,较易造成灰尘堆积


❷ 铝材-压铸


  

优点:

  外型可任意变化,美化外观

  可大量快速生产

  

缺点:

  模具设计开发成本高

  开发时间长,不易修改设计


 ❸ 导热塑料

优点:

  绝缘性能高

  重量轻

  容易大量生产

  

缺点:

  需开发成型模具,成本高,时间长

  导热能力差,整灯系统热阻高,不利LED寿命

 

❹ 塑铝复合材

优点:

  可相对降低系统热阻,增加LED光源寿命,且不降低绝缘性

  

缺点:

  生产工艺复杂,增加生产成本

  增加产品重量


散热部分



一、外壳设计:

  鳍片设计可增加有效散热面积;

  注意鳍片高度与鳍片间隔之比例;

  注意鳍片高度与鳍片厚度之比例;

  注意鳍片基部与末端之宽度需不同。

  

二、表面设计:

  可将表面粗糙化以增加表面积;

  可增加柱状体之侧面鳍片以增加有效表面积。

 

三、表面材料:

  可选择阳极氧化处理,需注意其适用温度;

  可选择高热交换效率材料喷涂;

  避免镜面烤漆处理。 


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