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LED照明开启高导热基板新市场

已有 167 次阅读  2012-06-19 14:56   标签市场  LED照明 

白光LED照明快速兴起,无论在应用市场还是在制造技术上都表现出迅猛发展的势头。与此同时,这一产业又带动了新一代LED用材料技术的兴起与发展,用于LED的导热基板就是其中之一。同时也为高导热基板材料产业开辟了新的市场空间。

  导热基板市场巨大

  导热基板在LED散热中扮演的角色越来越重要,并催生一个新的市场机遇。

  LED由于具备环保节能等特点,在照明等领域得到快速发展,作为一种光电器件,其工作原理实际进行的是一个光电转换过程,输入的电能部分会转换成光能,可用于照明。但是,其余的电能会转换成热能,这些热量会导致LED芯片的温度升高。而温升对LED芯片产生的影响是很大的,将使LED发光效率降低,使用寿命大幅缩短等。因此如何实现有效散热成为LED厂商最为关注的问题。对此,复旦大学方志烈教授指出,LED的热管理包括芯片、封装和系统等多个层面。芯片层面,人们可通过提高芯片本身的内外量子效率,加强LED芯片的光能转换比例,减少热能产生。封装环节一般来说LED可采用金属基板、陶瓷基板等导热基板加速散热。

  近年来LED的输出功率越来越高,1W以上高功率LED的应用范围越来越大,散热问题的解决成为相关业者研发标的,导热基板在LED散热中扮演的角色也越来越重要,同时也催生出一个重要的市场机遇。根据PIDA(台湾光电科技工业协进会)的调查统计,全球LED导热基板市场销售额2010年约为8.55亿美元。从2009年到2012年的4年间,全球LED导热基板销售额平均增长率将达30.02%。

  陶瓷、树脂基板开始走俏

  更高的导热性,更强的应用灵活性与更佳的性能价格比,是目前LED导热基板发展的主要方向。

  导热基板散热是LED热管理技术的重要部分,其技术发展趋势受到LED市场应用需求的影响。总体来看,更高的导热性,更强的应用灵活性与更佳的性能价格比是目前发展的主要方向。

  高功率LED是当前照明市场应用的主流品种。但由于它发热量更大,要求导热基板材料必须具有更高的导热性、耐热性和稳定性。对此,鑫泳森光电(深圳)有限公司总经理李峰明告诉记者,目前的LED导热基板基本上分为印刷电路基板(PCB)、金属与陶瓷基板等几大类。一般低功率LED由于发热量不大,散热问题不严重,因此只要运用一般的PCB板即可满足需求。

  但是随着高功率LED越来越盛行,PCB已不足以应付散热需求,需将印刷电路板贴附在一个金属板上,以改善其传热路径。金属基板多以铝或铜为材料。由于技术成熟,且具有成本优势,目前为LED照明产品所广泛采用。不过,随着人们对更高散热效果的追求,散热性能更佳的陶瓷基板也被开发出来,并被越来越多地用于实际当中了。陶瓷基板AIN,导热率更高,约在170~240W/m·K,热膨胀系数3.5~5ppm/K。“但是材料成本和加工成型的成本都很高,因此价格较贵,如非大规模采购将不适合应用。”李峰明表示。

  LED的封装不仅要求能够保护LED芯片,还要能够透光,同时还要考虑模块与应用环节的特殊设计要求,所以未来LED对封装材料灵活适用性要求将变得越来越高。导热基板企业也越来越重视这方面的需求。如松下电工在发展LED导热基板方面,就着力开发兼具高导热性与灵活性的有机树脂类基板材料。松下电工2009年1月向市场推出了一种高导热性的玻纤布-有机树脂复合基型覆铜板“EcooL R-1787”。该产品的导热率为1W/m·K,热阻为6.7℃/W。在2012年1月的东京照明展上,松下又展示了新一代的EcooL R-1586。

  根据松下电工NL营业部的志田由梨子的介绍,EcooL R-1586的热传导率提升到1.5W/m·K,热阻为5.0℃/W。EcooL作为一种有机树脂型的导热基板用基板材料,它在性能上与金属类(如铝基)、陶瓷基等高导热性基板材料相比,具有更高的设计自由度,加工方便灵活等特性,同时它在耐电压性、耐金属离子迁移性方面也可与其它高导热性基板材料相竞争。

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