LED散熱對策炙手可熱

 

刊登日期:2010/5/5
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雖然目前市售之白光LED 1W 封裝單體的發光效率已達到70~90 lm/W (Pulse Mode),其發光效率可與螢光燈(Fluorescent)相匹敵,然而其電光轉換效率在不考慮交流電轉直流電的效率之下,也只有20% 左右,其餘的輸入電功率則以熱釋放出,此將使LED 元件在使用時的發光效率降低,所以如何解決散熱問題以提升發光效率,已成為固態照明研究的重要課題。解決LED 的散熱問題,必須分別從降低LED 晶片封裝層級、基板層級及系統層級之熱阻抗著手。在封裝部分,不論是採用共晶或覆晶封裝技術,其在兼具高散熱、低熱膨脹及絕緣的載體基板之材料選用與開發均是技術重點,包括陶瓷基板(SiC, Al2O3, AlN 等)、矽基板、GaN 基板等,以降低封裝層級的熱阻;在電路散熱基板部分,包括金屬基板(鋁基板、銅基板)、陶瓷基板及複合基板之開發與選用,對目前應用最普及的金屬基板而言,最大的熱瓶頸在於那層導熱絕緣膠材上,因其熱傳導率只有2~3 W/m·K 左右,是亟需突破的關鍵散熱材料;在系統層級部分,因涉及燈具的發熱量、使用環境、空間限制、重量限制、耐候性及成本考量等複雜因素的影響,使LED 燈具散熱受到相當大的極限及設計難度,這也是為何即使LED 發光效率提升,但散熱問題依然難解的原因。

由於LED 散熱問題牽涉的層面不少,本期技術專題特別針對LED 散熱材料及元件、LED 燈具散熱設計考量、基板用導熱絕緣膠材的發展現況及趨勢,以及LED 熱阻量測等關鍵議題進行介紹及剖析,希望讀者能從中了解更多LED 散熱的相關知識及應用。


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