LED应用散热成为关键因素

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在全球环保意识高涨下，LED照明已成为许多国家主要发展的政策之一，就整体LED照明市场发展来看，过去LED照明应用以可携式照明、装饰灯照明、间接照明为主。美国预计在2014年全面停止使用白炽灯，全球也开始陆续跟进该项政策，拜科技进步之赐，下世代的照明技术即将进入全面普及时期，LED照明市场预计在未来2~3年内快速起飞，其中，散热一直是关键技术之一。为因应白炽灯于2012年禁产禁售规范，LED灯泡出货量将显著成长，产值预估将高达约80亿美元，再加上北美、日本、南韩等国家对于LED照明等绿色产品实施补贴政策，以及卖场、商店及工厂等有较高意愿置换成为LED照明等因素驱动下，全球LED照明市场渗透率有很大机会将突破10%。就因为LED产值潜力无限，再加上符合永续经营的企业条件，许多零组件厂商纷纷看准了这块新兴市场的爆发力，积极研究相关技术，其中散热最为关键。
LED应用散热为其关键因素
先从散热材料来谈，目前有几种材料选择，以MCPCB的基板部分为例，由于MCPCB需增加绝缘层(陶瓷基板本身已经绝缘)，所用的绝缘材热膨胀系数过高，在温度太高时会产生龟裂。有相关的讨论也指出，导热胶膜或软质导热垫片，是没办!法真正与基板密合的，贴合面其实仍存在许多孔隙，在电子显微镜下观看这些孔隙，就像是空洞的气穴，也是形成另一种形式的热阻质！在那么多空洞干扰热传导的热阻下，散热、导热的效率就降低了。
=观陶瓷材料的可阵列封装，可应用于高电压、高温度制程，有著良好的热膨胀匹配系数，加上陶瓷不易变形，是最佳的散热基板选择。在材料中，以氧化铝和氮化铝为最佳选择，前者因为价格较低、导热系数佳、材料稳定性高，成为中阶功率(1~3W)主流应用。氮化铝则有更高的热传导系数，成为高阶功率(3W以上)的需求品。或有其他的取代材料，相信这都是大家所乐见的。
从封装考量上来看，于第一阶的LED晶粒封装散热基板因为直接受到晶粒的热能传递，大家会考虑使用陶瓷材料基板做最佳的热传导规划。而第二阶的多颗LED模组电路基板封装(COB)，则因为散热面积大且温度已降低而考虑成本较低的MCPCB。但是随著应用层面的不同，会发现在高功率的LED照明且长时间的使用下，MCPCB所必须考量的因素就会变多，除目前在欧洲的安规无法通过之外，也因为绝缘电压不够，导致长时间开启并经过室外冷/热季节交替的温差影响，很容易就导通以致失去效果，造成光衰现象加重，进而影响到灯具寿命，产品无法运作而需要维修甚至赔偿，额外浪费人力与物力。