LED散熱技術導熱

時間：2021-04-21

LED散熱技術
LED散熱技術，這是常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。
LED發(fā)熱問題
與傳統(tǒng)光源一樣，半導體發(fā)光二極管（LED）在工作期間也會產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。
在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結附近輻射出來的光還需經(jīng)過芯片（chip）本身的半導體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達外界（空氣）。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光**效率、芯片外部光取出效率等，大概只有30-40%的輸入電能轉化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復合發(fā)生的點陣振動的形式轉化熱能。
LED發(fā)熱對壽命的影響
一般來說，LED燈工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關重要，市場上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。LED光源打造的LED燈具，由LED、散熱結構、驅動器、透鏡組成，因此散熱也是一個重要的部分，如果LED不能很好散熱、它的壽命也會受影響。
熱量管理是高亮度LED應用中的主要問題
由于III族氮化物的p型摻雜受限于Mg受主的溶解度和空穴的較高啟動能，熱量特別*在p型區(qū)域中產(chǎn)生，這個熱量通過整個結構才能在熱沉上消散；LED器件的散熱途徑主要是熱傳導和熱對流；Sapphire襯底材料較低的熱導率導致器件熱阻增加，產(chǎn)生嚴重的自加熱效應，對器件的性能和可靠性產(chǎn)生毀滅性的影響。
熱量對高亮度LED的影響
熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，芯片溫度升高，引起熱應力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和螢光粉激射效率下降；當溫度**過一定值時，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。統(tǒng)計資料表明，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10%。當多個LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時，熱量的耗散問題較嚴重。解決熱量管理問題已成為高亮度LED應用的先決條件。
芯片尺寸與散熱的關系提高功率LED的亮度直接的方法是增大輸入功率，而為了防止有源層的飽和相應地增大p-n結的尺寸；增大輸入功率必然使結溫升高，進而使**效率降低。單管功率的提高取決于器件將熱量從p-n結導出的能力、在保持現(xiàn)有芯片材料、結構、封裝工藝、芯片上電流密度不變及等同的散熱條件下，單獨增加芯片的尺寸，結區(qū)溫度將不斷上升。
LED散熱的方法
鋁散熱鰭片
這是常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。
導熱塑料殼
使用LED絕緣散熱塑料替代鋁合金制作散熱體，能大幅提高熱輻射能力，中航納米新型高導熱球形填料，目前成功應用于LED導熱塑料中，可以提高LED的使用壽命，代替鋁合金散熱體。
表面輻射散熱處理
燈殼表面做輻射散熱處理，簡單的就是涂抹輻射散熱漆，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。
空氣流體力學
利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是低成本的加強散熱方式。
風扇
燈殼內(nèi)部用**風扇加強散熱，造價低，效果好。不過要換風扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設計較為少見。
導熱管
利用導熱管技術，將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等是常見的設計。

詞條
詞條說明
導熱硅膠導熱
導熱硅膠導熱硅膠是導熱化合物，以及不會固體化，不會導電的特性可以避免諸如電路短路等風險。導熱粘接密封硅橡膠是單組份、導熱型、室溫固化**硅粘接密封膠。是通過空氣中的水份發(fā)生縮合反應放出低分子引起交聯(lián)固化，而硫化成高性能彈性體。具有抗冷熱交變性能、耐老化性能和電絕緣性能。并具有優(yōu)異的防潮、抗震、耐電暈、抗漏電性能和耐化學介質(zhì)性能。可持續(xù)使用-60?～280°C且保持性能。不溶脹并且對大多數(shù)金屬
微米納米氮化
產(chǎn)品特點納米氮化硅（Si3N4)通過氣溶膠燒蝕法制備，純度高，粒徑小，分布均勻，比表面積大，表面活性高，松裝密度低，紫外線反射率為95%以上和吸收紅外波段的吸收率在97%以上，器件的成瓷溫度低，尺寸穩(wěn)定性好，機械強度高，耐化學腐蝕性能好，特別是高溫度強度大，并有自潤滑效果，其在復合材料中形成細微的彌散相，從而大大地提高了復合材料的綜合性能。其產(chǎn)品本身具有自潤滑性能，可應用于潤滑油中。氮化硅硬度高
納米氮化硼粉
產(chǎn)品特點納米氮化硼（BN)通過氣溶膠燒蝕法制備，粉體純度高，不含有雜質(zhì)，粒徑小，比表面積大，高表面活性，晶體結構具有類似石墨層狀結構，呈現(xiàn)松散，潤滑，易吸潮（改性后可以克服吸潮問題），質(zhì)量輕等性狀；較佳的干潤滑能力，化學性質(zhì)較其穩(wěn)定，低熱膨脹系數(shù)，高溫下較好的高導熱絕緣材料；硬度接近金剛石，熱穩(wěn)定性和化學特性**其它材料。產(chǎn)品參數(shù) 產(chǎn)品納米氮化硼（BN) 產(chǎn)品型號 ZH-BN-01 平
合肥中航大單晶氮化硼在導熱中應用
納米氮化硼粉(BN)是一種典型的III-V族化合物，存在多種物相形態(tài)，包括六方晶型(h-BN)、立方晶型(c-BN)、三方晶型(r-BN)等。六方納米氮化硼粉(h-BN)是B和N原子以sp2雜化方式結合起來的層狀結構，與石墨的層狀結構相似，其內(nèi)部結構是由平坦網(wǎng)狀以…ABABAB…堆疊而成，每一個層面內(nèi)的原子都是以共價鍵結合，不易斷鍵，較穩(wěn)定；納米氮化硼粉層與層之間則以分子問作用力結合，不穩(wěn)定，易滑