LED照明燈外殼用的新型熱界面材料-導熱塑料

　　作為“高效、環保、節能”的新一代綠色光源和照明技術，LED照明燈近年來在照明燈行業得到快速發展與廣泛應用，然而LED照明燈的操作環境溫度越高，使用壽命也越低。因此，LED照明燈的散熱糸統設計與應用對增加LED 照明燈的發光效率和使用壽命起著至關重要的決定作用。

　　目前，LED照明燈中的晶源芯片集成電路系統在工作狀態產生的高熱量散熱困難的瓶頸之一在于LED器件與散熱器連接層的熱界面材料結構設計與應用。高功率LED照明燈的發光效率只有20%-30%，且晶片面積非常小，雖然消費電功率非常低，但是單位面積的發熱量卻很大，散熱不好，直接會降低功效及使用壽命，一旦LED照明燈的結溫超過器件所能承受的高臨界溫度時，光輸出特性將會性的衰減。

　　理論研究和實驗測試表明，在高效的散熱解決技術與合理方案對LED照明燈來說是一個關鍵點，LED照明燈外殼所使用的熱界面材料必須具有較高的散熱能力，有效耗散LED照明燈所產生的高熱量，并保持較低的結溫。如果能量不能及時耗散，將會影響LED照明燈的功效及使用壽命。當LED照明燈的結溫由25℃上升至100℃時，發光效率將會衰退20%-75%。由于LED照明燈在工作過程中會產生較大的熱量傳導至熱沉作用，因此要求熱界面材料不但具有良好的可塑性加工性，而且還具有良好的導熱/散熱傳輸性能。

　　傳統的熱界面材料通常選用壓鑄鋁材，具有導熱性好、熱傳輸速率高、加工成型容易等優點，但是比重大、電絕緣性差、加工成型工藝過程污染嚴重、生產效率低、不節能不環保。隨著歐盟、美國、日本等國家強制立法實施一系列LED照明燈節能與安保法規條款，壓鑄鋁材制造的LED照明燈逐漸受到限制與禁用，并會終被市場淘汰，故此盡快研究與開發出具有環保、節能、加工成型快、生產效率高、成本低的LED照明燈中使用的新型熱界面材料成為近年來熱點和迫切市場需求。

　　LED照明燈所帶來的卓越效益——能耗低、壽命長、效率高及對環境影響小，連同新的各個國家立法，都在鼓勵消費者逐漸使用LED照明燈等取代傳統照明燈具。隨著越來越多的新型LED照明燈具的不斷開發，設計人員與生產制造商的不斷探索與研究，共同一致認為導熱工程塑料是一種合理的新型熱界面材料選擇。導熱工程塑料具有優良的機械力學性能，如質輕、耐化學腐蝕性強、電絕緣性能優異、耐沖擊性高、加工成型簡便，同時導熱系數較高等特點，傳統的不銹鋼熱傳導率為15 W/m-K，壓鑄鋁合金的熱傳導率為 50-100 W/m-K。一般非工程塑料的熱傳導率只有0.2 W/m-K，典型導熱工程塑料的熱傳導率范圍為1-20 W/m-K，某些導熱工程塑料品級可以達到 100 W/m-K，這一數值大約是非導熱工程塑料的5-100 倍。

　　在適當燈具散熱結構設計及合適條件下，導熱塑料在散熱方面具有與傳統壓鑄鋁材同效，可以提供全新的LED照明燈具的設計自由度選擇，減輕燈具的重量，這十分有利于安裝大型的LED照明系統，而且又具有優異的電絕緣性能，符合安全法規要求，完全可替代壓鑄鋁材作為LED照明燈中使用的新型熱界面材料。