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道康宁印刷式导热垫片助力LED照明产品开发

  一、热管理在LED照明体系中的重要性

  大功率LED产品的输入电能约为20%转化为光能,剩下的80%转化为热能,大量的热量如无法顺利导出,将会使LED芯片结面温度过高,进而影响产品使用寿命、发光效率和可靠性。现阶段整个LED照明系统的散热瓶颈,集中在LED器件到导热基板,再到系统电路板之间的界面散热。性能优良的界面导热材料能够保持LED散热通道的畅通,从而保证LED正常发光和使用寿命。

  LED封装技术的迅速发展,LED封装产品功率和光效的提升,促使LED灯具散热对界面导热材料提出新的要求。

  1、高导热率:单颗LED器件的功率增大,产生的热量更多,温度更高,要求导热材料的导热率更高,目前市场上界面导热材料的导热率集中为0.8W/mK~3.5W/mK,主要基材为有机硅材料。

  2、操作简单:产品能够适应流水线生产,操作工艺适合人工或机械刷涂工艺,在最短时间内能够满足测试和销售要求。

  3、性能稳定:LED照明产品在长时间、高温工作下,导热材料性能不会发生改变,导热系数、电绝缘性能、粘接性能、材料颜色等方面不会发生改变。

  4、性价比高:在保持界面导热产品性能优、品质高的基础上,能够降低客户的使用成本,提高客户LED照明产品的性价比。

道康宁印刷式导热垫片助力LED照明产品开发

图1 道康宁印刷式导热垫片      图2形状复杂的基材上精确点胶

  全球领先的有机硅、硅基技术与创新企业道康宁公司,隆重推出全新印刷式导热垫片材料,这一创新技术专为LED照明新趋势中的热量管理而开发。有助于LED灯具及照明制造商更迅速、精确地在形状复杂的基材上涂布厚度可控的导热有机硅化合物,同时确保优良的导热性能、降低生产成本(如图1和图2)。

  二、道康宁印刷式导热垫片的优势

  目前LED灯具使用的的界面导热材料包括导热胶、导热硅脂和导热垫片。

  ● 导热胶具有粘接力,不易于返修;

  ● 导热硅脂易于多种操作方式、能够设备快速生产,可以刮得很薄,从而降低热阻并且节约成本,但有效寿命不能与路灯寿命相匹配;且在长时间高温下会变干;

  ● 导热垫片具备超长使用寿命且能够返修多次使用,但含有玻纤成分,使用前需要模切,加工麻烦且损耗大,厚度比硅脂大、贴合性没有硅脂好,会增大热阻,从而降低导热效果。且不能用于设备快速生产,这些都会直接或间接增加成本。

  ● 印刷式导热垫片综合上述材料的优点,克服使用过程的不足之处,以期满足客户的需求。优点表现在:

  1、双组份液体状有机硅材料,加热固化成为硅胶弹性体,可以通过标准的丝网或铜板印刷工艺,或采用标准点胶设备进行印刷,操作工艺简单,便于批量生产。

  2、根据导热率和粘合层厚度的不同,道康宁推出四款产品:TC-4015和TC-4016产品的导热系数为1.71W/mK;TC-4025和TC-4026产品的导热系数为2.50W/mK。其中TC-4016和TC-4026有机硅材料中掺入了玻璃微珠,帮助更好地控制导热层厚度。

  3、产品具有良好的介电性能,同时能够与塑料、铝、印刷电路板等普通照明基材紧密贴合,为LED照明系统的整个使用周期提供更低的热阻(如图3)。

  4、产品固化之前是液体,可以实现更迅速、精密的点胶操作,点胶厚度可控,尤其对于形状复杂的基材。

  5、在操作时具备了硅脂的易于操作且能够设备快速生产、刮得很薄、贴合性好等优点,带固化后又具备模切垫片的超长使用寿命且能够返修等优点。

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