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标题: 快干式散热型软板油墨让软板更耐挠折 [打印本页]

作者: 时间定格 时间: 2011-5-1 09:28
标题: 快干式散热型软板油墨让软板更耐挠折
快干式散热型软板油墨让软板更耐挠折
LED灯具喷涂软陶瓷散热漆温差比较
      2011/03/24-电子时报Digitimes第15版记者徐汉高
      冠品化学代理商——海郑实业www.seazheng.cn援引
      海郑实业是集研发、生产、销售、代理经销、技术咨询、信息服务为一体的创新型企业，其创业团队来自国内知名高校，有着较强的产品创新及环保意识，不断挖掘新型产品，更好服务于客户；组建的研发团队曾服务于3M、台塑、鸿准、国巨、华硕、硕盈机械等，均为高新技术行业专业人士，并为高学历层次：博士、硕士及大学以上组成，有着精湛的技术及深厚的科研功底，并致力研发绿色环保材质，为整个电子产业提供最优质的产品。
      2009年成为3M、冠品化学、山源电子电气代理商。
      日前于台北举办的台湾国际科技照明展刚刚落幕，参展厂商共襄胜举，纷纷展出各种最新的LED灯具应用。在全球LED应用市场不断扩大之际，除了欧美及中国大陆等潜力市场，也不可轻忽一个极有爆发力的印度市场。印度对LED产品需求主要靠进口，2004年印度LED进口额为6470万美元，2005年进口额已增为7123万美元，2006年LED进口额已达到8850万美元，年增率超过11.93%，到2007年印度经济发展更加突飞猛进，LED进口金额屡创新高。经过两年的发展，2010年印度更预计超过 10亿元美金，年增率破12%，是全球LED市场中相当有发展潜力的新兴市场之一，这主要是该国随经济成长所带动的电力需求极大，受资源的限制，惟有提前在节能省碳的LED应用布局，否则建再多的电厂也不够用。日前经济部也预估过，如果未来全台湾230万盏路灯都能改成LED灯，1年就能省下7.5亿度电，以及新台币15亿元的电费，和减少51.7万公吨的二氧化碳排放。
      「LED路灯严重光衰」需要从LED散热技术的根本来解决
      在此次的科技照明展中，我们看到一些有趣的现象。那就是在某些厂商展出的大型路灯、舞台灯、室外洗墙灯上发现，灯具的散热灯壳涂上了厚厚一层的传统黑色烤漆，把LED路灯的涂装的像是抽水马达一样。访谈后得知，厂商说由于是应用在户外，要耐的住气候变化酸雨侵蚀，只好喷涂上烤漆保护。那为什么要用黑色的的油漆呢？答案居然是比较耐脏，脏了比较看不出来。为什么要用油漆呢？难道不担心油漆会形成热阻造成LED光衰？答案是如果用阳极处理保护也还是会有热阻，而且曝露在外几个月就会失效，只好用油漆保护，就算会光衰也尽量撑过工程单位验收就好了。温度其实就是LED路灯光衰的关键问题，偏偏LED路灯就卡在这个环节。LED路灯由于发光功率大于家用灯具，因此厂商在散热基板鳍片、散热风扇的设计上费尽苦心，等到组装完毕又要在灯具及散热模组外面，加上喷漆保护以防气候侵蚀。不料这个外部保护的喷漆却把散热模组努力排散出去的热度又封了回去，造成散热不良严重的导致LED磊晶光衰。依目前大型路灯验收规范，LED灯具寿命测试：1,000小时以上之寿命测试(Life Test)，光衰减量要小于3%(枯化点灯)；15,000小时以上之寿命测试(Life Test)，光衰减量要低于8% 。通不过规范，就拿不到公共工程验收款。
      在LED应用上，终端散热性更胜于热传导界面层业界对于散热可以从热传导性(Heat Conductivity)与散热(Heat dissipation)两面向来探讨。对于业界在LED散热上过于强调在前端追加热传导层的做法，冠品化学公司的研发副总叶圣伟博士，提出迥异于业界一般做法的根本解决之道。
      叶博士指出，若导入以下的热阻公式 Rtotal=Rl-s+Rs+Rs-a，整个LED总热阻为LED到Substrate基板之间的热阻(Rl-s)，加上基板热阻(Rs)再加上基板到空气端的热阻(Rs-a)三者的总和。以一般铝基板Rs热阻约2~3cm2?K/W，而基板到空气端的热阻Rs-a热可达到400~3000 cm2?K/W，瓶颈反而出在基板这边。当导入热通量公式计算下，热流量q=Q(总热量)/A(表面积)=(T1-T2温差)?k(导热系数)/l(通过长度)，由于LED的热流量q恒为固定常数，因此热阻(Rt)为通过长度l除以导热系数k之值，热传导长度越短越能有效降低整体热阻，而总热阻随着各介面之间的热阻，以及各界面之间的介面热阻的累加而攀升。
      传统铝基板在散热上的瓶颈
      叶博士指出，业界惯用的MCPCB散热铝质基板，是由底部铝块与上层铜箔组，中间填导热胶(Adhesive)所组成。铜箔热阻0.001 cm2?K/W接近0，铝底层热阻为0.08 cm2?K/W，但导热胶热阻高达1 cm2?K/W，真实量测到的MCPCB热阻约2~4 cm2?K/W。从热传导观点来看，传统MCPCB底部的铝基板根本是多余的，与铜箔之间的导热胶通常也是硬质地材质，温度上升时会因为铜与铝涨缩系数不同，造成中间导热胶分层空隙而增加介面热阻。
      叶博士认为，在一般无风扇以及温度上限60~70℃的LED应用上，散热温差仅30℃，计算出终端热导通量q低于0.03 W/ cm2，这才是真正散热的瓶颈所在。从热传导观点来看，传统MCPCB底部的铝基板根本是多余的，在LED光源应用的良好散热设计上，应遵循着越少介面层越好以及弹性材质导电胶的原则。前者可降低热传导层的热阻加总，最重要的是降低厚度形同降低成本，产品才有竞争力；后者可缓冲不同介面的涨缩应力。
      LED灯具的散热关键性材料--软陶瓷散热漆
      冠品化学TC19 LED灯具软陶瓷散热漆，可直接喷涂于LED灯具外部，施工操作简便，可适应各种形状的散热结构。藉由散热漆内的软陶瓷粒子，让LED灯具的热能迅速的传导出去。这种软陶瓷散热漆属于热固型材料，符合RoHS环保安全规范，施工程序简便也无需任何特殊机具，经过烘烤后热固，可长时间承受LED的高温不会有质变问题。
      冠品业务处协理郑垂煌表示，冠品LED灯具软陶瓷散热漆可因应客户需求调配不同颜色，让LED灯具设计更加有形，散热效果一样好。目前户外照明的LED灯具为了要能耐风吹日晒雨淋的侵蚀，都会在户外LED灯具外壳上加以阳极处理或是加喷保护漆，但是这些耐侵蚀的处理反而像是在蒸笼外又加上锅盖，把需要被传导出来的热能，又封了回去反而造成LED灯具的寿命减短。所以有效的解决之道，就是改喷涂具有抗酸硷侵蚀的软陶瓷散热漆。这种LED户外灯具散热漆，可承受PH 3 ~ 11之酸硷值，不畏酸雨侵蚀并具有抗静电性，不易沾染灰尘且清洗容易，它会在LED户外灯具上形成一层保护膜，并同时具备迅速传导热能散发的功效。由于是以软性陶瓷及特殊配方材料，因此也具有相当程度的组装冲击，不易发生组装的擦痕问题。可有效解决现有LED户外灯具在阳极处理或烤漆后造成散热不良的痛苦，也能帮助LED户外灯具厂商更有效通过环境测试，让标案早日通过验证，达到节能省碳的公共福利目标。
      (冠品化学业务处协理郑垂煌口述报告, 徐汉高整理)

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