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LINGO冷白光 MR-16 HIGH POWER LED照明燈(12v)

  

【LED】

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主題: LED散熱基板的種類訂閱回應

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sknt.tw

文章:4731
來自:台中縣

  

  

一般使用的功率或是低功率LED封裝,普通電子業界用的PCB版及可以滿足需求,但是隨著市場需求的層次擴大,迎接 Hi-power高功率的時機到來,PCB基板漸漸的不敷使用...

LED散熱的原理與結構

Hi-power LED所輸入能源只有20%轉化成光,其餘的都以熱的形態消耗掉,若這些熱能未能及時的排出外界,那麼LED的壽命就會因此大打折扣。那麼 LED的熱能是如何排出的呢?LED散熱能力通常受照封裝模式、及使用材質的導熱性所影響,熱的散逸途徑不外乎傳導、對流、輻射這3大類,而LED的封裝材料裡積聚的熱能,大部分是以傳導方散出,所以封裝方式和材質選用就相當關鍵。
傳統砲彈型封裝,以插件式運用,廣泛運在家電或是通訊產品的指示燈,常看到的顏色多為紅、黃、綠色光等,但因為大部分LED產生的熱只能藉由2根導線,往組裝的基板上導熱,散熱效果不佳。
平板型的封裝方式,因為整體與基板貼合,整體導熱面積增加,加上近年來基板材質已針對散熱,作許多研發與改良,LED運用也就更為廣泛。

LED散熱基板的種類

目前常見的基板種類有,硬式印刷電路板、高熱導係數鋁基板、陶瓷基板、軟式印刷電路板、金屬複合材料。硬式印刷電路板(Printed Circuit Board;PCB),多用於各項電子基板,最常見到的就是電腦內部的各項元件,如主機板、顯示卡、音效卡…等。台灣發展了30多年,有完整的體系,從上游到下游,有助於LED基板的發展。

傳統的PCB板,無法乘載高功率的熱能,發展仍停在低功率的LED,但由於轉型、投資、技術等其他考量,並不會往高功率的LED生產研發方向規劃,而會以現有的機台、或是利用其它電子基板技術轉移到LED運用上,達到降低成本、提高效率目的。

高熱導係數鋁基板,是以PCB將下方基材改為鋁合金,一般來說純鋁的散熱系數k(W/mK)較鋁合金高,但由於純鋁的硬度不高造成使用上的困難,所以會以鋁合金的型式,來製作基板。
在MCPCB國內廠商發展出不同型態的種類,有以軟板取代氧化鋁板方式,發揮高效能的散熱,也有的廠商改變樹脂配方,不但將塗佈的關鍵技術提升,也顧慮到基材的環保問題。

未來需要耐高溫的LED,會以需長時間照明的路燈、需強光照明的醫療燈具...等用途為主,陶瓷基板的優勢,要選擇需高度散熱的商品,且需有完備規格,才能符合生產效益比,才會有前景。


軟式印刷電路板(FPC)具有重量輕、可撓性、厚度薄、運用空間靈活等優點,熱傳導系數優於傳統PCB基板或是MCPCB基板,且應用面積大於陶瓷基板。
鋁基板是一種獨特的金屬基覆銅板,具有良好的導熱性、電氣絕緣性能和機械加工性能。設計時也要儘量將PCB靠近鋁底座,從而減少灌封膠部分產生的熱阻。


LED鋁基板的特點、結構與作用
一、鋁基板的特點
1.採用表面貼裝技術(SMT)。
2.在電路設計方案中對熱擴散進行極為有效的處理。
3.降低產品運行溫度,提高產品功率密度和可靠性,延長產品使用壽命。
4.縮小產品體積,降低硬體及裝配成本。
5.取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力。
二、鋁基板的結構
鋁基覆銅板是一種金屬線路板材料、由銅箔、導熱絕緣層及金屬基板組成,它的結構分三層:
Cireuitl.Layer線路層:相當於普通PCB的覆銅板,線路銅箔厚度loz至10oz。
DielcctricLayer絕緣層:絕緣層是一層低熱阻導熱絕緣材料。
BaseLayer基層:是金屬基板,一般是鋁或可所選擇銅。鋁基覆銅板和傳統的環氧玻璃布層壓板等。
電路層(即銅箔)通常經過蝕刻形成印刷電路,使元件的各個部件相互連接,一般情況下,電路層要求具有很大的載流能力,從而應使用較厚的銅箔,厚度一般35μm~280μm;導熱絕緣層是鋁基板核心技術之所在,它一般是由特種陶瓷填充的特殊的聚合物構成,熱阻小,粘彈性能優良,具有抗熱老化的能力,能夠承受機械及熱應力。
高性能鋁基板的導熱絕緣層正是使用了此種技術,使其具有極為優良的導熱性能和高強度的電氣絕緣性能;金屬基層是鋁基板的支撐構件,要求具有高導熱性,一般是鋁板,也有使用銅板,就是所謂的銅基板(其中銅板能夠提供更好的導熱性),適合於鑽孔、沖剪及切割等常規機械加工。 PCB材料相比有著其他材料不可比擬的優點。適合功率元件表面貼裝 SMT。無需散熱器,體積大大縮小、散熱效果極好,良好的絕緣性能和機械性能。

參考網頁
http://ejournal.stpi.org.tw/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9803/9803-03.pdf

 

     發表日期:2009/12/28 下午 11:06:00

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