1、小强铝基板制作led 铝基板市场商机浮现 散热关键材料成定局 日前于台北举办的台湾国际科技照明展刚刚落幕，参展厂商共襄盛举，纷纷展出各种最新的 LED 灯具应用。在全球 LED 应用市场不断扩大之际，除了欧美及中国大陆等潜力市场，也不可轻忽一个极有爆发力的印度市场。印度对 LED 产品需求主要靠进口，2004年印度 LED 进口额为 6,470 万美元，2005 年进口额已增为 7,123万美元，2006 年 LED 进口额已达到 8,850 万美元，年增率超过11.93%，到 2007 年印度经济发展更加突飞猛进，LED 进口金额屡创新高。经过两年的发展，2010 年印度更预计超过 10 亿
2、美元，年增率破 12%，是全球 LED 市场中相当有发展潜力的新兴市场之一，这主要是该国随经济成长所带动的电力需求极大，受资源的限制，惟有提前在节能减碳的 LED 应用布局，否则建再多的电厂也不够用。 日前经济部也预估过，如果未来全台湾 230 万盏路灯都能改成LED 灯，1 年就能省下 7.5 亿度电，以及新台币 15 亿元的电费，同时减少 51.7 万公吨的二氧化碳排放。 LED 路灯散热灯壳应用新材料降温测试 LED 路灯严重光衰 需要从 LED 散热技术的根本来解决 在此次的科技照明展中，我们看到一些有趣的现象。那就是在某些厂商展出的大型路灯、舞台灯、室外洗墙灯上发现，灯具的散热灯壳涂
3、上了厚厚一层的传统黑色烤漆，把 LED 路灯涂装得像是抽小强铝基板制作水马达一样。访谈后得知，厂商说由于是应用在户外，要耐得住气候变化酸雨侵蚀，只好喷涂上烤漆保护。那为什么要用黑色的油漆呢?答案居然是比较耐脏，脏了比较看不出来。为什么要用油漆呢?难道不担心油漆会形成热阻造成 LED 光衰? 答案是，如果用阳极处理保护也还是会有热阻，而且曝露在外几个月就会失效，只好用油漆保护，就算会光衰也尽量撑过工程单位验收就好了。 温度其实就是 LED 路灯光衰的关键问题，偏偏 LED 路灯就卡在这个环节。LED 路灯由于发光功率大于家用灯具，因此厂商在散热基板鳍片、散热风扇的设计上费尽苦心，等到组装完毕又要
4、在灯具及散热模组外面加上喷漆保护以防气候侵蚀。不料这个外部保护的喷漆却把散热模组努力排散出去的热度又封了回去，造成散热不良，严重的导致 LED 磊晶光衰。依目前大型路灯验收规范，LED 灯具寿命测试：1,000 小时以上之寿命测试(LifeTest)，光衰减量要小于 3%(枯化点灯 );15,000 小时以上之寿命测试(LifeTest)，光衰减量要低于 8%。通不过规范，就拿不到公共工程验收款。 在 LED 应用上，终端散热性更胜于热传导界面层 业界对于散热可以从热传导性(HeatConductivity)与散热(Heatdissipation)两面向来探讨。对于业界在 LED 散热上过于强
5、调在前端追加热传导层的做法，冠品化学公司的研发副总叶圣伟博士，提出迥异于业界一般做法的根本解决之道。 小强铝基板制作叶博士指出，若导入以下的热阻公式 Rtotal=Rl-s+Rs+Rs-a，整个 LED 总热阻为 LED 到 Substrate 基板之间的热阻(Rl-s)，加上基板热阻(Rs)再加上基板到空气端的热阻(Rs-a)三者的总和。以一般铝基板 Rs 热阻约 23cm2?K/W，而基板到空气端的热阻 Rs-a 热可达到 4003,000cm2?K/W，瓶颈反而出在基板这边。当导入热通量公式计算下，热流量 q=Q(总热量)/A(表面积)=(T1-T2温差)?k(导热系数)/l(通过长度
6、)，由于 LED 的热流量 q 恒为固定常数，因此热阻(Rt)为通过长度 l 除以导热系数 k 之值，热传导长度越短越能有效降低整体热阻，而总热阻随着各介面之间的热阻，以及各介面之间的介面热阻的累加而攀升。 传统铝基板在散热上的瓶颈 叶博士指出，业界惯用的 MCPCB 散热铝质基板，是由底部铝块与上层铜箔组，中间填导热胶(Adhesive)所组成。铜箔热阻0.001cm2?K/W 接近 0，铝底层热阻为 0.08cm2?K/W，但导热胶热阻高达 1cm2?K/W，真实量测到的 MCPCB 热阻约 24cm2?K/W。从热传导观点来看，传统 MCPCB 底部的铝基板根本是多余的，与铜箔之间的导热胶通常也是硬质地材质，温度上升时会因为铜与铝涨缩系数不同，造成中间导热胶分层空隙而增加介面热阻。
