LED光源散热材料介绍-(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Shanghai Koito Automotive Lamp Co.,Ltd.,汽车灯具,LED,光源散热材料,2017-02-26,1,随着汽车照明技术的不断发展，多颗粒集成大功率,LED,光源的散热已成为,LED,器件开发研制领域亟需关注和解决的技术问题。,散热基板材料,界面填充材料,散热器材料,2,散热基板材料,印刷电路基板,(PCB),金属基印制板,(MCPCB),陶瓷基板,直接铜结合基板,3,常用,FR4,印刷电路基板（,Fig 1,），其热传导率,0.36W/m,K,，热膨胀系数在,1317ppm/K,。可单层设计，也可以多层铜箔设计,(Fig 2,）,优点：技术成熟，成本低廉，可适用在大尺寸面板,缺点：热性能差，一般用于 传统的低功率,LED,Fig 1,Fig 2,4,金属基电路板的结构,由于,PCB,的热导率差,散热效能差，只适合传统低功率,LED,。随着技术进步，将印刷电路基板贴附在金属板上。金属基电路板是由金属基覆铜板经印刷电路制造工艺制作而成。,根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板，一般对于,LED,散热大多应用铝基板。,散热性好,热膨胀系数低,尺寸稳定性好,类别,材质,厚度规格,扩张强度,延伸率,铝基材,LF/L4M/LY12,铝材,1.0,1.6,2.0,3.2mm,30kgf/mm2,5%,铜基材,C11000,铜合金,1.0-3.2mm,25-32kgf/mm2,15%,铁基材,冷轧钢,/,殷钢,1.0,2.3mm,-,-,以贝格斯为例，不同金属基材性能如下：,5,以烧结的陶瓷材料作为,LED,封装基板，具有绝缘性，无须介电层，有良好的热传导率，热膨胀系数,(4.9-8ppm/K),，与,LED chip,、,Si,基板或,Sapphire,较匹配，比较不会因热产生热应力及热变形。典型的陶瓷基板，如,AIN,，其热导率在,170-230W/m K,，热膨胀系数,3.5-5ppm/K,。价格较贵，尺寸限于,4.5,平方英寸以下无法用于大面积面板，适合高温环境高功率,LED,使用。,6,在金属基板直接共烧接合陶瓷材料，兼具高热传导率及低热膨胀性，还具介电性。,允许制作温度、运作温度达,800,以上。,7,总结,实际产品应用选择基板材料，低功率,LED,发热量不大，用,PCB,基板即可，对高功率,LED,，为满足其散热要求，采用,MCPCB,基板，陶瓷基板或,DCB,基板，满足性能要求时，则应考虑其成本。我司目前常用的基板是,PCB,基板。,8,为什么要用界面材料,?,由于散热器底面与,LED,芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，因空气是热的不良导体，空气间隙会严重影响散热效率，使散热器的性能大打折扣，甚至无法发挥作用为了减小芯片和散热器之间的空隙，增大接触面积，必须使用导热性能好的导热材料来填充，如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂、,相转变材料,等。以下介绍几种常用界面材料的导热率,界面材料,导热率,Liqui,-Bond SA2000,导热胶,2.0 w/,mk,DM6030HK-SD,高导热银胶,50w/,mk,HN-G,高性能导热硅脂,1,w/,mk,9,相转变材料,相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。,相变材料主要包括无机,PCM,、有机,PCM,类。其中，无机类,PCM,主要有结晶水合盐类、熔融盐类金属或合金类等；有机类,PCM,主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。,可以看出，基本上都需要溶液作为相变载体，考虑车灯的实际情况，我们无论在界面材料或者散热器腔体内引入溶液的可能性极低。,10,ADC12,铝合金,铝合金牌号,导热系数,成本,ADC6,138,w/,mk,ADC14,134,w/,mk,ADC1,121,w/,mk,ADC3,AD C12,/ADC5/ADC10,113w/,mk,96w/,mk,11,ADC12,表面处理技术,阳极氧化,由于铝合金多采用压铸或者挤压成型，制品表面不清洁，阳极氧化处理的主要作用是提高金属的耐腐蚀性、耐磨性、硬度和着色性能，一般对于车灯散热器材料要求阳极氧化膜厚度不低于,4m,黑色着色,浸渍着色的原理主要是氧化膜对色素体的物理吸附和化学吸附。无机盐浸渍着色主要是靠化学反应沉积在多空层；有机染料的着色通常认为既有物理吸附也包括有机染料官能团与氧化铝发生络合反应形成。,散热涂层,增加辐射散热效果,经实际测试散热效果并不理想，主要与散热器结构和热源位置有关。,12,