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LED培训教材---散热材料结构及特性


LED散热材料结构及特性
-------内部培训及交流

陆海捷 2011-02-18

一、LED的应用领域 二、LED为什么要用散热基板? 三、散热基板种类 四、散热铝基板的结构及制造方式 五、台虹产品的介绍 六、选材建议---供参考

一、LED的应用领域---LED-TV的光源

侧向式

White LED

散熱片(非必要)

單面單層板 單面雙層板

機構件

直下式
散熱板

LED R.G.G.B

?絲或夾具

一、LED的应用领域---LED室内照明

筒灯

日光灯

球泡灯

一、LED的应用领域---LED室外照明

路灯

隧道灯

一、LED的应用领域---汽车LED应用

二、LED为什么要用散热基板?
Junction side

相对光照强度与结温

LED寿命与结温

二、LED为什么要用散热基板?
散热方式 热传导途径
锡:50W/ M.K 铜:380 W/M.K

14W/M.K 铝:170 W/M.K
不须介质传递

14W/M.K 铝:170 W/M.K

二、LED为什么要用散热基板?

热阻

导热系数

单位面积热阻

二、LED为什么要用散热基板?

1. 70% LED 故障是由于结温高而引 起的。 2.输入功率的20%转化为光,80% 转换为热。 3.结温越高,LED的光照强度和寿命 越低。 4.LED的散热瓶颈在于散热基板和导 热介面材料.

三、散热基板种类

1W以 内产品

1-3W 产品

3W以 上产品

3W以 上产品

三、散热基板种类

四、散热铝基板的结构及制造方式

四、散热铝基板的结构及制造方式



四、散热铝基板的结构及制造方式

四、散热铝基板的结构及制造方式

有毒

四、散热铝基板的结构及制造方式

四、散热铝基板的结构及制造方式


1、乾式製程—聚鼎
混合
高分子 + 陶瓷粉末



2、濕式(印刷)製程—全 宝等
混合
高分子+陶瓷粉末

製 造 ? 程

溶劑

?續式製程
射出成型

印刷
網印或刮刀印刷 乾燥

真空壓合 真空壓合

四、散热铝基板的结构及制造方式


3、濕式(浸胶)製程----陕西华电等硬板材?厂

四、散热铝基板的结构及制造方式


3、濕式(涂布)製程—台虹
涂在铜箔上: RCC;涂在离 型纸上:胶膜

四、散热铝基板的结构及制造方式
制造方式 干制程 网印湿制程 优点 无溶剂残留 缺点 易脆、良率不高, 产品厚度无法降低 片式制造流程简单 粉体易沉降,批次 品质差异大,产品 厚度无法降低。 原料便宜,价格竞 浸胶空洞无法避免 争优势 ,导热不均匀,产 品厚度无法降低。 品质稳定性佳、柔 可能溶剂残留? 软,胶厚薄

浸胶湿制程

涂布湿制程

四、散热铝基板的结构及制造方式
1、板材的散热性能和绝缘性能受限于添加粉体的比例及 胶厚度。 2、单纯应用环氧树脂胶做绝缘层的技术已遍地开花,且 面临发展瓶颈。 3、胶体添加粉体后,要提高导热率,就要多加粉体,造成胶 只能做胶厚,胶厚了,热阻又比较高,材料整体散热能 力受到制约;反之,为了把胶做薄,只能少添粉体,热阻 变小,整体的散热效果是实现了,但造成绝缘性能不 足。走进了循环。 4、PI技术的应用给散热铝基板行业提供了新的发展平 台。

五、台虹产品的介绍
产品系?
导热绝缘胶膜:LS60、LSF40 导热带胶铜箔(RCC):LRR051060 铝基覆铜板(IMS):LSAE001060、LSAR051060
其他厚?、规格?配合专案合作。

产品特色及优点
薄型化:有效?低热阻,提高产品的导热效?。 引用软板PI技术,即提高薄型材?的耐电压能?,又? 低热阻,增加材?的整体散热能?。 重要优点:因聚鼎、全宝、生益等硬板系统的胶体比 较硬,压合成材?后,在做外型加工或弯折时,容? 造成胶?,影响产品性能。我司材?能进入友达\奇美 的light-bar供应链,很大一个优势就是胶柔软,不会裂.

五、台虹产品的介绍
型 號 散熱銅箔 (无胶铜) PI型號 S/S D/S Non PI 產品品名 2JPSE0810 2JPDE0810 LS60 散熱純膠 LSF40 LSAE051020A02 LSAE051020A10 含PI LSAE051020A12 LSAE051020A15 鋁基板 LSAE051020A20 LSAE001060A02 LSAE001060A10 Non PI LSAE001060A12 LSAE001060A15 LSAE001060A20 產品結構 PI=1/2mil,ED Cu=1oz ED Cu=1oz,PI=4/5mil,ED Cu=1oz ad=60um ad=40um PI=1/2mil,ED Cu=1oz,ad=20um, Al=0.2mm PI=1/2mil,ED Cu=1oz,ad=20um,Al=1mm PI=1/2mil,ED Cu=1oz,ad=20um, Al=1.2mm PI=1/2mil,ED Cu=1oz,ad=20um, Al=1.5mm PI=1/2mil,ED Cu=1oz,ad=20um,Al=2mm ED Cu=1oz,ad=60um,Al=0.2mm ED Cu=1oz,ad=60um,Al=1mm ED Cu=1oz,ad=60um,Al=1.2mm ED Cu=1oz,ad=60um,Al=1.5mm ED Cu=1oz,ad=60um,Al=2mm 幅寬 (mm) 250/500mm 250/500mm 250/500mm 250/500mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 510/610mm 包裝 100M/箱 100M/箱 100M/箱 100M/箱 Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet Sheet

五、台虹产品的介绍
实验条件

五、台虹产品的介绍
Thermal image (Junction side) Taiflex Bergquist

Laird

?規格項目 ?銅厚(Oz.) ?鋁板厚?(mm) ?絕緣層厚?(?m) ?熱傳導?W/m*K) ?熱阻抗(in2-oC/W)

?Bergquist ?LTI-04503 ?1 ?1.6 ?75 ?2.2 ?0.053

?Laird ?1KA04 ?1 ?1.0 ?102 ?3.0 ?0.05

?Taiflex ?1 ?1.0 ?26 ?2.0 ?0.056

五、台虹产品的介绍
Thermal image (Al substrate side)
360sec. 108.95oC
Bergquist

传输同样的热量,taiflex所需时间更短!
210sec. 111.20oC
Taiflex

五、台虹产品的介绍
Thermal image (Al substrate side)
210sec. 102oC
Laird

相同的时间,taiflex能传出更多的热量!
210sec. 111.20oC
Taiflex

五、台虹产品的介绍
1、低热阻、薄型化、柔软性、整体散热佳是我们 材料的优点。 2、LS60系列可应用于light-bar产品。 3、含PI系列可应用于lighting产品。

六、选材建议---供参考

1、装饰用照明市场

此类市场由于受广东中山市 场引导,价格会偏低,对品 质要求不高。一般选用导热 系数1W及以内的材料即 可。

筒灯

射灯

对应产品为: 台虹LSF系列 1W导热的铝基板材; 全宝T110系列 陕西玻纤结构系列(现在很多客人表 示不介绍玻纤材) 价格在350-400元/M2左右。玻纤结 构约280-350元/M2

点光源

展示灯条

六、选材建议---供参考

2、路灯、隧道灯等长时照明产品 此类市场价格较好,对品 质要求比较高。相对要求 导热系数1.5-2.2W左右, 耐电压要求4KV以上.

对应产品为: 台虹LS系列 2W导热的铝 基板材; 台虹含PI的系列。 全宝T111、311、411 台湾清晰、聚鼎 美国贝格斯、莱尔德 日本Denka、NRK 价格500元/M2以上,价 差很大。

六、选材建议---供参考

3、日光灯、球泡灯室内照明产品 此类市场品质差异很大,有用FR4或 CEM-3料+插件LED草帽灯做的;也有 用图中导热铝基板+SMT贴片做的,同 时,使用铝基板也有各种档次的。这 个市场良莠不齐,也是以后量很大 的。指名的品牌照明企业通常对品质 要求比较严格:DC3KV、AC1.5KV(漏 电流小于5mA),导热系数2W左右。

对应产品为: 台虹LS系列 2W导热的铝基板材; 台虹含PI的系列。 全宝T111、311、411 台湾清晰、聚鼎 价格500元/M2以上,价差很大。

六、选材建议---供参考

3、LED-TV用light-bar产品 此类市场由于面板制造商对产品定位 比较高,通常材料不会乱选。要求HIPOT:AC1.5KV(漏电流5mA以 内),Break Down Voltege:DC3KV,导热 系数1.5W左右

对应产品为: 台虹LS系列 2W导热的铝基板材(主要给 奇美供); 台虹含PI的系列(主要给友达及富士康 供)。 通常终端客户+PCB厂+材料厂 一起对比测试,选定后很难更换 材料.因为认证时间比较长 全宝T111、311、411(主要给海信供) 台湾聚鼎(主要给亿光—夏普供) 价格550-650元/M2左右。


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