LED照明灯外壳用的新型热界面材料-导热工程塑料.PDF

LED 照明灯外壳用的新型热界面材料-导热工程塑料 创新型 LED 照明灯具的卓越散热解决方案 作为“高效、环保、节能”的新一代绿色光源和照明技术，LED照明灯近年来在全球照明灯行业得到快速发展与广泛 应用，然而 LED 照明灯的操作环境温度越高，使用寿命也越低。因此，LED 照明灯的散热糸统设计与应用对增加 LED 照 明灯的发光效率和使用寿命起着至关重要的决定作用。 目前，LED 照明灯中的晶源芯片集成电路系统在工作状态产生的高热量散热困难的瓶颈之一在于 LED 器件与散热器 连接层的热界面材料结构设计与应用。高功率 LED 照明灯的发光效率只有20%-30%，且晶片面积非常小，虽然消费电功 率非常低，但是单位面积的发热量却很大，散热不好，直接会降低功效及使用寿命，一旦 LED 照明灯的结温超过器件 所能承受的最高临界温度时，光输出特性将会永久性的衰减。 理论研究和实验测试表明，在高效的散热解决技术与合理方案对 LED 照明灯来说是一个关键点，LED 照明灯外壳所 使用的热界面材料必须具有较高的散热能力，有效耗散 LED 照明灯所产生的高热量，并保持较低的结温。如果能量不 能及时耗散，将会影响 LED 照明灯的功效及使用寿命。当 LED 照明灯的结温由25℃上升至100℃时，发光效率将会衰退 20%-75%。由于 LED 照明灯在工作过程中会产生较大的热量传导至热沉作用，因此要求热界面材料不但具有良好的可塑 性加工性，而且还具有良好的导热/散热传输性能。 传统的热界面材料通常选用压铸铝材，具有导热性好、热传输速率高、加工成型容易等优点，但是比重大、电绝 缘性差、加工成型工艺过程污染严重、生产效率低、不节能不环保。随着欧盟、美国、日本等国家强制立法实施一系 列 LED 照明灯节能与安保法规条款，压铸铝材制造的 LED 照明灯逐渐受到限制与禁用，并会最终被市场淘汰，故此尽 快研究与开发出具有环保、节能、加工成型快、生产效率高、成本低的 LED 照明灯中使用的新型热界面材料成为近年 来热点和迫切市场需求。 LED 照明灯所带来的卓越效益—— 能耗低、寿命长、效率高及对环境影响小，连同新的各个国家立法，都在鼓励消 费者逐渐使用 LED 照明灯等取代传统照明灯具。随着越来越多的新型 LED 照明灯具的不断开发，设计人员与生产制造 商的不断探索与研究，共同一致认为导热工程塑料是一种合理的新型热界面材料选择。导热工程塑料具有优良的机械 力学性能，如质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、耐冲击性高、加工成型简便，同时导热系数较高等特点，传 统的不锈钢热传导率为15 W/m-K，压铸铝合金的热传导率为 50-100 W/m-K 。一般非工程塑料的热传导率只有0.2 W/m-K ，典型导热工程塑料的热传导率范围为1-20 W/m-K，某些导热工程塑料品级可以达到 100 W/m-K ，这一数值 大约是非导热工程塑料的5-100 倍。 在适当灯具散热结构设计及合适条件下，导热工程塑料在散热方面具有与传统压铸铝材同效，可以提供全新的 LED 照明灯具的设计自由度选择，减轻灯具的重量，这十分有利于安装大型的 LED 照明系统，而且又具有优异的电绝缘性 能，符合安全法规要求，完全可替代压铸铝材作为 LED 照明灯中使用的新型热界面材料。 Q－Carbon Material Co., Ltd. Room#308, Building#6, TaiHong RD Park, No. 59, Shennan Road, Minhang District, Shanghai, CHINA 201108