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LED的散热[4]

2011-3-7  来源:中国照明网  作者:茅于海  有23844人阅读

  LED的散热现在越来越为人们所重视,这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短,依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。从Cree公司发布的光衰和结温的关系图中可以看出,结温假如能够控制在65°C,那么其光衰至70%的寿命可以高达10万小时!

  三. 集成LED的散热

  现在有不少厂商把很多LED晶粒集成在一起以得到大功率的LED。这种LED的功率可以达到5W以上,大多以10W,25W,和50W的功率等级出现。为了把多个LED晶粒(以共晶(Eutectic)或覆晶(Flip-Chip)封装)连接在一起,因为这些晶粒极为精细,所以需要采用精确的印制电路进行连接。为了得到更好的散热特性,通常采用陶瓷基板。这种陶瓷基板是由氧化铝和氮化铝构成。各种材料的导热系数如下表所示。

  不论氮化铝还是氧化铝,它们都是一种绝缘的陶瓷材料,所以可以把印制电路做在上面。但是氮化铝具有高10倍的导热系数,所以现在更常用氮化铝。过去采用厚膜电路,但是其表面不平,电路边缘毛糙,而且需要800°C以上的烧结温度。现在大多采用薄膜电路,因为它只需要300度以下的工艺,表面平整度可以<0.3um,不会有氧化物生成,附着性好,电路精细,误差低于+/-1%。它实际上是采用照相刻蚀的方法来制作,采用氧化铝为基底的薄膜电路制备的具体过程如下:



图6.  薄膜电路的制备过程

  采用氮化铝的制作方法相同。

  第二部分 LED灯具的散热

  
前面讲的是LED芯片的散热,然而任何LED都会制成灯具,所以LED芯片所产生的热量最后总是通过灯具的外壳散到空气中去。如果散热不好,因为LED芯片的热容量很小,一点点热量的积累就会使得芯片的结温迅速提高,如果长时期工作在高结温的状态,它的寿命就会很快缩短。然而这些热量要能够真正引导出芯片到达外部空气,要经过很多途径。具体来说,LED芯片所产生的热,从它的金属散热块出来,先经过焊料到铝基板的PCB,再通过导热胶才到铝散热器。所以LED灯具的散热实际上包括导热和散热两个部分。现在先来看一下每一个环节的导热性能。


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