LED

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LED 固態照明具有高效率、壽命長、應用靈活、無汙染等多項優點,已廣泛應用於照明領域。

近年來隨著 LED 產業快速發展,市場競爭日益激烈。具競爭力的企業趨向往價值鏈上游移動,強化車燈、植物照明燈、智慧燈具,以及 Mini/Micro LED 新型顯示器等細分領域的創新研發,聚焦 LED 產業的新興應用。

車用照明也是產業高度關注的照明細分市場。許多車廠已逐步以 LED 取代傳統車燈,車燈市場轉向 LED 的趨勢越來越明顯。但車燈的散熱問題一直相當棘手。

高功率 LED 晶片的功率密度非常高。受限於半導體製程,超過 80% 的輸入功率轉為熱能,僅不到 20% 轉為光能。當溫度上升時,LED 的色度會劣化;LED 屬於冷光,散熱主要依靠熱傳導。因此,散熱對 LED 而言至關重要。

解決 LED 燈具的散熱,可從封裝前後兩大面向著手,也就是 LED 晶片與燈具的散熱。由於任何 LED 最終都會製成燈具,晶片產生的熱最後都要透過燈具外殼散逸到空氣中。若散熱不良且長時間在高溫狀態下運作,壽命會迅速縮短。因為 LED 晶片的熱容量非常小,些微的熱累積就會使晶片接面溫度快速上升。不過,將晶片的熱導引至外部空氣的途徑其實很多。具體而言,LED 晶片產生的熱先由金屬散熱座經焊料傳至 PCB 鋁基板,再經導熱膠傳至鋁製散熱器。因此 LED 晶片的散熱實際上包含熱傳導與熱散逸兩個部分,而導熱膠對 LED 燈具的散熱就顯得非常重要。

導熱膠是一種導熱介質,以矽膠為基礎原料,添加多種副材料,經特殊製程合成的類脂狀高分子複合材料。它是一種具導熱性的絕緣黏稠物質。一般情況下,導熱膠不溶於水、不易氧化,並具有一定的潤滑性與電氣絕緣性。其化學與物理性質穩定,具備優異的導熱性、電氣絕緣性、耐高溫、抗老化與防水特性。

由於元件與金屬件表面並不平整,當 LED 晶片基板與散熱器直接接觸時會存在較大空隙,熱阻大幅上升,散熱器的散熱效率因而大打折扣。導熱膠的厚度與硬度可依設計需求調整,因此導熱矽膠片能充分擴大 LED 晶片基板與散熱器的有效接觸面積,同時降低散熱器的製造成本。

總結來說,合理選用導熱膠等熱介面材料,可大幅延長 LED 燈具的使用壽命、有效降低生產成本,並顯著提升企業競爭力。

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