大功率节能灯具用LED导热硅胶片散热分析

   现在大多数LED灯具的发光部位采用的是PN结(采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体基片上，在P型和N型半导体交界面就形成空间电荷区称为PN结)而光能在PN结和环氧树脂/硅胶内部被吸收片转化热能，这种热量是对灯具产生巨大副作用，会使得LED灯具内部温度越来越高，亮度越来越低，寿命越来越短，所以要使LED灯具保持恒亮和延长寿命，就需要做好良好的散热。

接下来介绍一下大功率LED封装结构 ：

   因为大家对LED光源的要求越来越高，除了对LED出光率、光色有着不同程度的要求之外，还对发光强度等方面也有不同的要求，为了满足客户需求，为了提高封装工艺，那么各芯片厂家对封装厂也提出了更高的要求，设计出更能满足客户需求的封装结构，从而提高LED外部的光利用率。

   不同应用领域对LED光源提出更高要求， 除了对LED出光效率、光色有不同的要求， 而且对出光角度、光强分布有不同的要求。这不但需要上游芯片厂开发新半导体材料， 提高芯片制作工艺， 设计出满足要求的芯片， 而且对下游封装厂提出更高要求， 设计出满足一定光强分布的封装结构， 提高LED外部的光利用率。

   现有的散热技术由以下几个部分组成：散热铝型材， LED导热硅胶片或者导热硅脂， 导热陶瓷片、绝缘矽胶片LED灯组成部分，电极，LED底座，LED的PN结

   LED导热硅胶片其散热过程是：从LED的PN结发出来的热源经过LED底座到锡膏焊接层再到敷铜层，透过绝缘层到散热铝板再到LED导热硅胶片或者是导热硅脂，再将热量传导至散热铝板上散发出去，这样整个的散热环节就完成了。

   一般来说，LED灯的底座的导热系数约为80W/m.k; 敷铜层的导热系数为400W/m.k， 铝板的系为大概为：Iw/m.k，LED导热硅胶片或者导热硅脂的导热系为一般在0.8~5.0W/m.k，越靠近LED的PN结，热流密度就越高，这样，且LED导热硅胶片/导热硅脂已经有铝板横向导热均温了，绝缘层的热流密度高出导热硅脂的热流密度，从而可以看出散热的很困难的是铝板的绝缘层。

   既然散热很困难的是铝板上的绝缘层，那么就把敷铜层和绝缘层钻孔去掉，这样就可以将铝基板露出来，再在露的铝板上沉锌，再在锌面上镀镍，然后在镍上镀铜，然后再在铜上喷锡或者沉金，这样经过加工，镀层附着力强，导热好，经过镀层工艺后再把LED焊接到铝板上。焊接完成后， LED的PN结发出的热量经过LED底座到锡膏焊接块再到铝板再经过LED导热硅胶片或者导热硅脂将热量传导到散热铝型材再散发于空气中。因去除了导热系数非常小的绝缘层后，散热效果大大增强， LED底座的温度随之得到下降， 从而延长了对LED灯具的寿命和稳定性。