LED散热技术导热

时间：2020-02-10

LED散热技术
LED散热技术，这是常见的散热方式，用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。
LED发热问题
与传统光源一样，半导体发光二极管（LED）在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。
在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片（chip）本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界（空气）。综合电流注入效率、辐射发光**效率、芯片外部光取出效率等，大概只有30-40%的输入电能转化为光能，其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。
LED发热对寿命的影响
一般来说，LED灯工作是否稳定，品质好坏，与灯体本身散热至关重要，市场上的高亮度LED灯的散热，常常采用自然散热，效果并不理想。LED光源打造的LED灯具，由LED、散热结构、驱动器、透镜组成，因此散热也是一个重要的部分，如果LED不能很好散热、它的寿命也会受影响。
热量管理是高亮度LED应用中的主要问题
由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴的较高启动能，热量特别*在p型区域中产生，这个热量通过整个结构才能在热沉上消散；LED器件的散热途径主要是热传导和热对流；Sapphire衬底材料较低的热导率导致器件热阻增加，产生严重的自加热效应，对器件的性能和可靠性产生毁灭性的影响。
热量对高亮度LED的影响
热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降；当温度**过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。统计资料表明，元件温度每上升2℃，可靠性下降10%。当多个LED密集排列组成白光照明系统时，热量的耗散问题更严重。解决热量管理问题已成为高亮度LED应用的先决条件。
芯片尺寸与散热的关系提高功率LED的亮度直接的方法是增大输入功率，而为了防止有源层的饱和相应地增大p-n结的尺寸；增大输入功率必然使结温升高，进而使**效率降低。单管功率的提高取决于器件将热量从p-n结导出的能力、在保持现有芯片材料、结构、封装工艺、芯片上电流密度不变及等同的散热条件下，单独增加芯片的尺寸，结区温度将不断上升。
LED散热的方法
铝散热鳍片
这是常见的散热方式，用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。
导热塑料壳
使用LED绝缘散热塑料替代铝合金制作散热体，能大幅提高热辐射能力，中航纳米新型高导热球形填料，目前成功应用于LED导热塑料中，可以提高LED的使用寿命，代替铝合金散热体。
表面辐射散热处理
灯壳表面做辐射散热处理，简单的就是涂抹辐射散热漆，可以将热量用辐射方式带离灯壳表面。
空气流体力学
利用灯壳外形，制造出对流空气，这是低成本的加强散热方式。
风扇
灯壳内部用**风扇加强散热，造价低，效果好。不过要换风扇就是麻烦些，也不适用于户外，这种设计较为少见。
导热管
利用导热管技术，将热量由LED芯片导到外壳散热鳍片。在大型灯具，如路灯等是常见的设计。

词条
词条说明
合肥中航大单晶氮化硼在导热中应用
纳米氮化硼粉(BN)是一种典型的III-V族化合物，存在多种物相形态，包括六方晶型(h-BN)、立方晶型(c-BN)、三方晶型(r-BN)等。六方纳米氮化硼粉(h-BN)是B和N原子以sp2杂化方式结合起来的层状结构，与石墨的层状结构相似，其内部结构是由平坦网状以…ABABAB…堆叠而成，每一个层面内的原子都是以共价键结合，不易断键，较稳定；纳米氮化硼粉层与层之间则以分子问作用力结合，不稳定，易滑
导热硅胶导热
导热硅胶导热硅胶是导热化合物，以及不会固体化，不会导电的特性可以避免诸如电路短路等风险。导热粘接密封硅橡胶是单组份、导热型、室温固化**硅粘接密封胶。是通过空气中的水份发生缩合反应放出低分子引起交联固化，而硫化成高性能弹性体。具有抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能。并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能。可持续使用-60〜～280°C且保持性能。不溶胀并且对大多数金属
纳米氮化钛粉
产品特点纳米氮化钛（TiN)通过气溶胶烧蚀法制备，纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，表面活性高，氮量高，耐高温，抗氧化，硬度高，优异的吸收红外线性能（80%以上），紫外光屏蔽大于85%以上，可以应用在隔热涂料及汽车陶瓷膜上面，起到隔热及控温作用。该材料具有良好的导电性，可用作熔盐电解的电极和电触头等导电材料，用于增韧陶瓷以及耐高温结构陶瓷效果非常之好。产品参数产品纳米氮化钛（TiN)
纳米氮化硼粉
产品特点纳米氮化硼（BN)通过气溶胶烧蚀法制备，粉体纯度高，不含有杂质，粒径小，比表面积大，高表面活性，晶体结构具有类似石墨层状结构，呈现松散，润滑，易吸潮（改性后可以克服吸潮问题），质量轻等性状；较佳的干润滑能力，化学性质较其稳定，低热膨胀系数，高温下较好的高导热绝缘材料；硬度接近金刚石，热稳定性和化学特性优于其它材料。产品参数产品纳米氮化硼（BN) 产品型号 ZH-BN-01 平