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LED散热解决方案

2011-02-18 15:08
路过的码农
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  LED铝基板设计选择

  LED线路设计为了更好的解决散热问题,LED和有些大功率IC需要用到铝基线路板。

  铝基板pcb由电路层(铜箔层)、导热绝缘层和金属基层组成。电路层要求具有很大的载流能力,从而应使用较厚的铜箔,厚度一般35μm~280μm;导热绝缘层是PCB铝基板核心技术之所在,它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成,热阻小,粘弹性能优良,具有抗热老化的能力,能够承受机械及热应力。IMS-H01、IMS-H02和LED-0601等高性能PCB铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术,使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能;金属基层是铝基板的支撑构件,要求具有高导热性,一般是铝板,也可使用铜板(其中铜板能够提供更好的导热性),适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。工艺要求有:镀金、喷锡、osp抗氧化、沉金、无铅ROHS制程等。

  基材:铝基板产品特点:绝缘层薄,热阻小;无磁性;散热好;机械强度高产品标准厚度:0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0mm铜箔厚度:1.8um35um70um105um140um特点:具有高散热性、电磁屏蔽性,机械强度高,加工性能优良。用途:LED专用功率混合IC(HIC)。

  铝基板是承载LED及器件热传导,散热主要还是靠面积,集中导热可以选择高导热系数的板材,比如美国贝格斯板材;慢导热或散热国产一般材料即可。价格相差较大,贝格斯板材生产出成品大概需要4000多元平米,一般国产材料就1000多元平米。LED一般使用电压不是很高,选择1mil厚度绝缘层耐压大于2000V即可。

  散热参考设计方法:

  为什么要进行热设计?

  高温对电子产品的影响:绝缘性能退化;元器件损坏;材料的热老化;低熔点焊缝开裂、焊点脱落。

  温度对元器件的影响:一般而言,温度升高电阻阻值降低;高温会降低电容器的使用寿命;高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降,一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C;温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚,焊点变脆,机械强度降低;结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致组件失效。

  热设计的目的

  控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。

  LED散热设计一般按流体动力学软件仿真和做基础设计。

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