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LED灯具导热界面材料

浏览次数: 日期:2018年10月28日 11:32
导热材料又称导热界面材料,就是在热源与散热器(外壳)之间的热传导介质。
 
热阻的概念
 
·热阻:热量传导通道上两个参考点之间的温度差与两点间热量传输速率的比值。
 
Rth=△T/qx
 
其中:Rth=两点间的热阻(℃/W或K/W)
 
△T=两点间的温度差(℃)
 
qx=两点间热量传递速率(W)
 
·热传导模型的热阻计算
 
Rth= L/λS
 
其中:L为热传导距离(m)
 
S为热传导通道的截面积(m2)
 
λ为热传导系数( W/mK)
 
1、LED热量的来源
 
·输入的电能中(约85%)因无效复合而产生的热量;
 
·来自工作环境的热量。
 
• 2、led产生的热量要迅速全面的传导出来选用导热界面材料很重要。
 
• 3、一些散热界面还有绝缘的需求,而大部分导热界面材料是绝缘的。
 
• 4、一般而言,导热界面材料应该有以下特点:
 
软性、回弹性好; 服帖性好;可操作性强、可大批量产线操作;
 
LED导热硅脂:
 
导热硅脂--最常见、应用广泛的导热界面材料,膏状,半流动性,导热性能
 
一般在1.0-5.0w/m-k。
 
• 导热硅脂主要由氧化锌/氧化铝/氮化硼/碳化硅/铝粉和硅油按一定的比例混合
 
炼制而成。
 
• 一般而言,随着时间的推移,硅油会析出一部分(粉化),对导热性能影响
 
很大。出油率低的导热硅脂才是好硅脂(可以将不同厂家的导热硅脂静置30
 
天,看看表面是否有硅油析出,析出少的导热硅脂,稳定性好)。
 
• 导热硅脂的优势:物料成本较低,同样导热系数的导热材料,导热硅脂的导
 
热效果良好。
 
LED导热硅胶片:
 
导热硅胶片是一种具有良好回弹性和自粘性固态软性导热界面材料。
 
• 材料的成分和导热硅脂相差不大,不同的是导热硅胶片加入一定量的固化剂。
 
• 导热硅胶片的厚度在0.3-16MM不等,能够满足led灯具不同结构的要求。
 
• 导热硅胶片还具有良好的绝缘性能,对于需要电气绝缘的场合而言,导热硅
 
胶片是首要的选择。
 
• 导热硅胶垫片的导热系数相对稳定,使用在led灯具中,5-7年导热系数不会变化。
 
• 导热硅胶片在LED灯具中应用的可操作性强,可以反复重复使用。
 
导热硅胶片起源是替代陶瓷片(云母片)和导热硅脂的二元导热,陶瓷片和
 
导热硅脂并用才能达到导热绝缘的性能。现在单单导热硅胶片就能达到这种
 
性能。操作性远远高于前者。
 
• 如何选择合适的导热硅胶片?
 
• 主要看发热功率和热传界面的面积,热密度越高应该选用高导的导热硅胶片。
 
• 在可以解决绝缘的前提下,同样导热系数的导热硅胶片,导热硅胶片越薄,
 
热阻越小,导热效果越好。
 
• 导热硅胶片的硬度(软性)也会影响最终的导热效果。
 
导热双面胶又称导热胶带,兼具导热、绝缘、粘接性能,性价比高,优良导
 
热双面胶的粘性可以替代一般的机械固定。
 
• 导热系数:0.5-2.0w/m-k,一般无基材导热双面胶的导热系数要高于有基材导
 
热双面胶。
 
• 绝缘性能:以T=0.25MM为例,蓝膜有基材的耐压3k,无基材的耐压4.5k。
 
• 可操作性:有基材的导热双面胶可操作性强于无基材导热双面胶。
 
• 粘性:这是很多研发最关心的问题,给出测试粘性参数,很少人能看懂,我
 
们的建议,直接上灯做高温高湿老化测试。(但不能一贴上去就去测试,要
 
放置12小时后再测试,双面胶有一定的回粘的过程)
 
• 做个小广告,我们有款厚度为0,2mm,导热系数大于1,5w,耐压4500v的超强
 
粘性的导热双面胶(可以过安规),可操作性强。 
 
1、 一般用在led灯具上的导热石墨片均为天然石墨片,纵向导热系数在3.0-
 
5.0w/m-k,横向导热系数在100w以内。
 
2、导热石墨片的厚度在0.1-0.5mm,材料较脆,可操作性差。
 
3、导热石墨片绝缘性能差,需要绝缘的场合,要覆一层绝缘膜。
 
4、材料本身成本低廉,但在模切冲型的过程中损耗大。
 
5、以上这么多优点,为啥导热石墨片没有在LED灯具上大批量使用呢?大家可以
 
思考一下。细心看的朋友一定可以找到答案的。
 
• 导热粘接胶又称导热硅胶、导热RTV胶、导热硅橡胶。与空气接触固化,有导
 
热粘接性能的膏状胶体。
 
• 导热系数一般在0.5-1.2w/m-k
 
• 包装一般是铝管包装。
 
• 比较好的品牌有岑创,导热可以做到10w/m-k以上,但是价格非常贵,不是一
 
般厂商所能承受的。
 
导热泥具有良好的传热性,高绝缘性,同时具有高温不分油、不干固、不凝
 
固、不熔化、无味无毒、不腐蚀材料、耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化、
 
触变性良好,稠度适中,使用方便,涂覆或灌封工艺简单等优点。
 
• 导热率1.2-3.0 密度2.3-2.8
 
• A:高导热率,低热阻
 
• B:具有和橡皮泥一样的可塑性。易于配合对厚度要求变化大的产品设计
 
• C:成型后在静态使用过程中不会变形,耐老化性能优良低应力、低模量的导
 
热产品
 
• D:自带粘性,无需使用对导热性能无助的胶粘产品提高其贴敷性能
 
• E:优越的耐高温性,良好的耐气候、耐辐射及优越的介电性能 优越的化学和
 
机械稳定性
 
• F:无沉降,室温储存
 
导热灌封机又称导热AB胶,即是一般的电子灌封胶加了一定比例的导热填料。
 
• A/B组份在混合前成液态状,按一定比例混合后会固化。
 
• 可以对电子产品起到导热、填充、密封、防水等效果。
 
• 常见于LED驱动电源的灌封和导热。
 
导热塑料:
 
导热塑料:利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充,以提高其导热性能。
 
导热性能的好坏主要用导热系数(单位:W/m.k)来衡量。
 
导热塑料分为两大类:导热导电塑料和导热绝缘塑料。
 
1)散热均匀,避免灼热点,减少零件因高温造成的局部变形
 
(2)重量轻,比铝材轻40-50%
 
(3)成型加工方便,无需二次加工
 
(4)产品设计自由度高
 
(5) 由于成型方式主要为模具注塑成型,胶料在加热后经过加压
 
流入模具中,然后经过冷却成型。加工工艺的特性使得材料成型
 
后的导热系数呈现出各向异性的特点,即注塑时胶料流动的方向
 
(in-plane)和垂直胶料流动的方向(through-plane)。一般胶料流
 
动方向上的导热系数是垂直胶料流动方向上的导热系数的3~6倍,
 
这种差异是由于胶料在注塑成型时,在流动方向易形成连续的分子链所造成的。

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