提高LED部件散熱性能 有第三種方法

編輯:技術在線        日期:2013/9/9 11:16:25        閱讀:2676

   如何提高LED部件散熱性能?我們拆解過各種各樣的產品。在芯片、液晶面板、各種電子部件的配置等諸多看點中,讓筆者感受到“真是下了工夫”的地方是散熱措施。使用導熱管、散熱片、均熱板等,讓容易發熱的部件釋放出熱量,每種產品使用的方法都有着自己的特點,體現了開發者的設計思路。

    現在,有一家材料企業正努力在這些散熱措施中增加新的方法,這家企業就是開發陶瓷材料的西村陶業。該公司準備推廣的散熱措施利用的是陶瓷電路板的高熱輻射率。

    散熱措施顧問、ThermalDesignLaboratory代表董事國峯尚樹介紹說,熱的傳播方式有“熱傳導”、“對流”、“熱輻射”三種形態,晶格振動的傳播、金屬中自由電子的移動屬於“熱傳導”,流體運動傳熱屬於“對流”,通過電磁波傳熱是“熱輻射”。西村陶業開發的方法就是利用陶瓷材料的紅外線輻射進行散熱。

    熱輻射散熱法的優點是,在機殼密閉而且很薄、熱量無法通過對流轉移的情況下,可以釋放出熱量。一些技術人員很早以前就知道這種優點,但充分利用的先例少之又少。不過,據西村陶業介紹,最近採用熱輻射散熱的LED照明產品有所增加。其中,日本一家照明器具企業將其應用到了從投光器等大型LED照明器具到檯燈等小型產品的各種用途。

    通過採用熱輻射散熱,可以提高投光器的散熱效率,無需再使用冷卻風扇。不使用冷卻風扇可以降低故障風險(風扇因發生某種故障而癱瘓、導致無法散熱的風險),而且,因爲無需多片狀散熱片,所以不會積塵,省去了清掃的麻煩。在製造檯燈時,通過採用熱輻射散熱,成功實現了光源附近的外殼的超薄設計。

    令人興趣濃厚的是,無論是大型產品,還是小型產品,西村陶業向照明器具企業提供的陶瓷電路板基本相同。陶瓷電路板都是長55mm×寬30mm的橫長型六邊形、厚度爲6mm左右,用螺絲把多芯片型LED模塊固定在電路板上使用。最大可使用功率爲19W的高功率LED模塊。大型產品使用多個螺絲將LED模塊固定在陶瓷電路板上,小型產品使用1個。陶瓷電路板的材料採用純度爲99.7%的氧化鋁,熱輻射率爲0.97。表面平滑,平均粗糙度爲0.5μm,直接用螺絲把LED模塊固定在電路板表面。

    與金屬電路板和印刷電路板等相比,陶瓷電路板面臨的阻礙在於成本高。但是,如果能夠藉助陶瓷電路板的通用化提高量產效果,就可以在某種程度上遏制成本的上漲。這需要增加量產數量,但截至目前,大量生產尚未展開,原因是企業對陶瓷電路板的高成本心存忌憚。

    針對這種情況,西村陶業表示,採用陶瓷電路板後,用來安裝LED模塊的電路板和散熱片等散熱部件的總成本可以降低,今後打算以這種散熱成本爲賣點做宣傳。該公司之所以如此自信,是因爲採用該公司產品的照明器具企業在比較了採用陶瓷電路板的產品和採用傳統散熱設計的產品、並考慮了總成本後,無一例外地選擇了陶瓷電路板。對於壓縮總成本的思路能否普及,筆者今後也會密切關注。或許,可以通過形狀簡潔的LED照明器具是否增加來預測普及的程度。

 

(部分內容源自網絡,編輯:xiao)

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2013.9.9