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LED的散热

2011-03-07 作者:茅于海 来源:新世纪LED网 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 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。

  4.2导热胶和导热双面胶带

  铝基板虽然已经解决了从LED连接到以铝板为基板的电路上,可以把热传递到铝板上,但是遗憾的是,这个铝板往往还不是最终的散热器,通常还要把这个铝板连接到真正的散热器上去。最简单的方法就是用铆钉或螺钉的方法连接到散热器。但是这种方法往往会形成空气隙,而很小的空气隙产生的热阻会比其他热阻大几十倍。因为空气的导热系数为0.023W/m·k。所以必须涂上导热胶来填充空隙。一般的导热硅胶的导热系数大约在1-2W/m·k。

  但是导热胶必须要流动性好,不然的话由于涂抹不均匀仍然会产生气隙,可能比不用还坏。导热胶的另一个缺点是本身的粘性不足以把铝基板固定在铝散热器上。

  所以另一种方法是采用有很强黏结性而又导热的双面胶片。这种导热胶片是使用丙烯系列材料制造出来带有粘性的热传导片,它是属于有粘性和低热抵抗的散热材料。而且具备热传导性和柔软性,可以紧贴零件上的凹凸部位,从而防止了气隙的存在。导热硅胶片的导热系数通常在2-3W/m·k之间。它的抗拉强度可达8kg/cm2。足以黏结铝基板和铝散热器。耐压可达4KV/mm。

  4.3柔性印制板

  从铝基板的构造人们一定会产生这样的疑问,为什么印制电路要先粘到一个薄铝板上而不是直接粘到散热器上?这样还可以省去钻孔、涂导热胶、拧螺钉等工序,而且还可以省掉导热胶的热阻。主要原因是散热器的形状一般不是简单的平面,要热压黏结比较困难,而且散热器是由灯具厂设计制造的,而铝基板则是由印制板厂制造的。解决这个问题的方法是采用柔性印制板再贴到铝散热器上去。

  4.4 LED直接焊到铝散热器上去。这是一种更为革命的彻底解决方法。对于1W以上的大功率LED,通常它的散热铜底板是和两个电极是绝缘的。为了使它能够更直接散热,最好把它的散热底板直接和散热器焊接在一起。可是一般的散热器都是铝合金制成的,是无法焊接的。如果采用铜散热器当然可以解决这个问题,但是无论是价钱和重量都是无法接受的。一个简单的解决方法是在铝散热器上喷镀铜。然后再在柔性印制板上打洞,使得LED的铜底板直接暴露在散热器面上,然后采用低温焊锡进行焊接。这种方法可以免除掉铝基板的热阻和导热硅胶或硅片的热阻。从而大大提高了散热效率。总之,LED到散热器之间的界面越少越好。

  五.热管导热

  在很多场合需要把LED所产生的热量以最快的速度传送到散热器,这在采用集成式的单片大功率LED中尤其重要,因为它的热量很大(功率可达50W-100W)又很集中(有时只有30mm),这时候就必须采用热管散热。

  热管也称为相变导热器,因为在其中的液体从液相变为气相而导热。它的热阻非常小,大约只有0.065°C/W。

  图7. 热管导热原理

  其内壁采用铜粉烧结,以利于变回液相的载热体吸附其上而回流。然而,热管只能把热传送到远端,而并没有把热量散发到空气中去。所以即使采用热管,还是需要有普通的铝散热器把热量散发出去。再次要提醒注意的是,采用铜热管以后,要特别注意它和前端的铝基板以及后端的铝散热器的结合部一定要互相紧密地接触并防止由于热膨胀系数的不同而脱开。在其结合部要采用高质量的导热硅胶涂敷。

  导热效果更好的是回路热管

  图8. 回路热管

  回路热管的最大优点就是它的不需要外加动力装置就可以循环导热、导热距离长,传送功率大(几百瓦),形状多样性和不受重力要求的限制,也就是说它可以任意放置。台湾的阳杰科技公司采用了回路热管技术以后,150W的LED路灯重量只有8.5公斤,100W的LED路灯,重量只有5.5公斤。

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