两岸业者攻克大功率LED照明散热难关

上网时间: 2010年10月21日? 作者:陈玉凤? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:LED散热? 均温板? LED照明?

庄弘毅进一步表示,瑷司柏电子研发团队累积十年年的薄膜组件开发经验,在去年已完成第三代薄膜专业代工的生产线,主推薄膜陶瓷基板作为LED晶粒的散热基板,可改善厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷对位的精准度等问题。整体而言,薄膜散热基板运用溅镀、电/电化学沉积,以及黄光微影工艺制作而成,具备以下特点:低温工艺(300℃以下),避免高温材料破坏或尺寸变异的可能性;使用黄光微影工艺,让基板上的线路更加精确;金属线不易脱落等特点,因此薄膜陶瓷基板适用于高功率、小尺寸、高亮度的LED。

除上述大毅及瑷司柏外,禾伸堂亦是从被动组件跨入LED陶瓷基板领域,该公司董事长唐锦荣表示,禾伸堂的陶瓷散热基板主要应用于高瓦数LED照明以及太阳能等领域,唐锦荣分析,因陶瓷与LED对热的膨胀幅度相同,陶瓷基板未来将广泛应用在LED散热,出货量可望有大幅成长。

据了解,禾伸堂因为拥有陶瓷及粉末技术的研发设备与工艺,因此在2003年跨入LED散热基板,主要使用「薄膜陶瓷基板」技术,不过由于LED散热基板通过国际大厂认证时间长,直到近期才有明显收获,目前LED散热基板月产能10万片,可贡献一年营收7到8亿元,未来会再发展至月产30万片。

LED照明模块整体散热

除了利用基板新技术强化散热效果外,LED照明模块的整体散热机能亦是另一重点。在此领域,建准电机已于今年推出LED灯具节能散热模块。建准电机三十年来专注马达核心技术,以自有专利技术深耕散热风扇、散热模块,并提供有关散热领域之有效整合解决方案。该公司表示,以节能减碳为产品设计重点的LED灯具节能散热模块,具有三大创新设计,即风扇双向运转的自动除尘设计、可防止热空气回流之专利阻隔环设计以及静音低于20 Phon的宁静散热,为LED照明产业提供极佳的散热管理方案。该公司今年推出全新「One-module」概念的LED灯具散热模块,是将LED散热模块简化为标准品,一款散热模块可应用于多款LED灯具,可简化客户端的设计流程,并弹性应用于LED球灯、筒灯、MR16投射灯、LED路灯等各式LED灯具;目前此散热模块已出货至欧洲LED知名大厂。

同样看好LED照明市场,超众也是积极在LED灯具散热模块领域布局,该公司表示,LED路灯散热模块在去年出货2万盏,今年出货量维持水平,明年市场则颇为看好。超众总经理吴惠然指出,现阶段业界传出LED路灯故障,多因散热问题无法解决,事实上散热模块是由金属结构所组成,其材质皆为铜铝等五金件,并透过本身之热传导设计与散热原理,将热能排放至环境中,进而达成热平衡,无需再藉助其它额外动力即可发挥散热功效,所以当LED散热模块通过测试之后,即不容易再有问题发生。他并认为随着LED售价日趋降低,势必将于未来取代传统照明灯具,LED散热模块也将日趋重要,超众将持续经营此市场区隔。

导热化学材料

如上所述,LED朝着高功率发展已是必然的趋势,导热、散热相关问题的解决也就势在必行,解决此类问题的途径相当多元,除前面所列举的方式外,冠品化学则是以化学品角度切入。冠品化学研发部主管叶圣伟表示,为协助LED业者解决散热问题,近年来冠品化学以总体热阻的概念,研发出一款新型LED绝缘导热胶,该项产品配合散热型LED白色背光油墨,不但能协助业者降低至少50%到70%的成本,更因为其热阻值低于0.6c㎡ K/W,能快速有效排除热能,让LED光能转换更有效发挥。

叶圣伟表示,LED产品热阻要降低,不仅仅是要用对导热胶,还要改善导热胶所接合的各种介质的接口热阻,例如磊晶与基板、基板与散热模块,如果在磊晶黏着时就以绝缘导热胶在磊晶底部涂布,电路板与导热铝基板间也整体涂布绝缘导热胶,再与散热模块黏合,就能彻底降低总体热阻,让LED的效率更为有效发挥。

西安麟字半导体照明有限公司虽然主要从事大功率LED照明产品研发及生产,但该公司在导热材料上亦颇有研究。该公司的技术核心人物---光源设计总工程师魏汉麟所独自设计生产的超高温导热银胶便已获得国家专利,由于这项技术成就,也就奠定了西安麟字半导体照明在大功率LED封装及散热技术的独到之处。由魏汉麟领军的西安麟字半导体研发团队为由多名回国留学生人员及20多名硕士研究生组成。

该公司所推出的「麟字照明」系列产品在LED照明的封装和散热技术方面颇有进展,例如高亮度多芯片集成式封装LED面光源,便具有高效光通量80LM/W、超大功率1W-200W,独特的封装技术可促成低光衰,绝佳的散热技术设计则确保了长寿命。由于研发有成,西安麟字产品目前已广泛应用于道路照明、隧道照明、工厂和矿山井下照明、室内照明、景观照明及广告照明等领域,更远销欧洲、美国、日本等地。

LED散热技术新方向

除上述技术外,可以想见为解决散热问题,产官学界仍将继续探索相关技术,例如台湾工研院便积极研发奈米碳球散热涂装粉体(CNC Thermal dissipate power coating materials)技术。基本上,传统的热对流散热方式,是透过增加表面积,然后用风扇去吹,来达到散热效果。不但散热效果差,还需要另外再耗能,用电风扇去促进空气对流,而此项新技术藉由静电粉体涂布在金属材表面,然后透过将热转变为光能,以红外线辐射的方式进行散热。工研院南分院奈米粉体与薄膜科技中心钟丰元指出,目前测试下来,平均都可以降温达6度以上。

不可讳言,在节能减碳趋势的带动下,LED照明已是不可档的趋势,而散热技术的进展更攸关普及的速度及范围,可以想见,未来更新及更先进的散热技术将继续出现,以推动LED照明的全面到来。


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