減少LED熱阻 陶瓷技術開創LED燈新紀元

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-05-16

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 伴隨著LED行業爆棚式的發展，當下市場也呈現出魚龍混雜，質量參差不齊，甚至質量不達標情況的出現，再加上原有技術及工藝的原因，導致成本價格及銷售價格整體偏高。

盡管LED燈優勢明顯，但技術還有待完善和提高之處，CCC認證，如絕緣層是環氧樹脂而帶來的散熱性不高問題；光衰率較高而導致壽命達不到理論壽命，有的企業的LED燈生產企業產品壽命只能達到2-3年，與真正意義上的LED燈理論壽命區間相去甚遠；頻閃情況也普遍、市場上很多產品顯色指數在國標規定的80以下；電壓適應性范圍窄等技術缺陷。

與產品質量參差不齊相伴隨的是產品價格的紛繁亂象，同樣一個功率的LED燈價格能相差幾十元，真正性價比高的產品市場上還是鮮見。

LED所蘊含的市場前景以及當下的市場亂象孕育了新的技術突破點和市場突破點。競達齊泰采用軍工技術，新近推出新型導熱陶瓷成膜LED燈系列有效地解決傳統燈具及現有LED燈上述諸多不足，在產品的性能上實現了六大革命性突破，且該產品已獲得多項專利。

眾所周知，光衰是很多LED燈不能長期工作或壽命不能達到理論值的主要原因，降低光衰的一個重要方法就是改進其散熱。LED因為目前的發光效率還是比較低，大部分的輸入電功率都是轉化為熱，所以它的發熱很高，假如散熱器做得不好，那么結溫就會升得很高。

業內人士都知道，當下大部分LED燈均使用鋁基板，鋁基板在焊接面和散熱面之間為了解決電路和散熱體的絕緣、耐壓，在他們之間加了一層絕緣的環氧樹脂，雖然解決了電氣性能上的問題，但是直接導致了熱阻增加，鋁基板的導熱系數一般在0.2-0.8之間，從一定程度影響限制了產品的壽命。

競達齊泰公司采用軍工技術，開創性地將陶瓷成膜體技術代替鋁基板與鋁外殼，把LED管直接焊在陶瓷基板上，再把陶瓷基板焊在鋁板上，以上兩個過程就除掉了環氧樹脂與導熱膠的作用，使LED熱阻大大減少。這樣制作的燈具由于熱阻小，溫升就小，使LED燈具的壽命大大延長，導熱陶瓷既有電氣絕緣性能又有導熱性能，同時具備剛性和耐腐蝕性能又符合歐盟限制有害物質指令(RoHS)環保的要求。

陶瓷成膜技術最早來源于航天技術，對于既要導熱率高、耐腐蝕、耐磨損，但又要絕緣，能切削加工。目前只有使用金屬材料與非金屬材料的緊密復合才能達到要求。而陶瓷上燒結成不同要求的金屬膜就符合這個要求。但陶瓷和金屬之間的熱膨脹系數相差很大，因此由焊接溫度冷卻下來后會產生很大的熱應力，降低了焊接接處的強度，輕則變形，重則裂開，所以金屬與非金屬的焊接是個難以解決的問題。

采用高溫下通過中介介質梯度燒結成膜技術，是把硅與多種金屬(有硅、鈀、銀、銅等)材料在高溫下經介質直接鍵合到陶瓷基片內部的氧化鋁(AL2O3)或氮化鋁(ALN)的分子鍵上，成為一體。該膜從陶瓷外表面一直延伸到內部，徹底解決界面不同而性能不同問題。其強度、導熱能力很強。而外表面可以直接焊接LED器件與芯片，陶瓷從立面角度散發熱量。

(一)陶瓷板的測試

1.1)陶瓷基板與鋁基板的比較：

陶瓷基板與鋁基板比較，這兩者相比少了環氧樹脂。鋁基板在焊接面和散熱面之間為了解決電路和散熱體的絕緣、耐壓，在他們之間加了一層絕緣的環氧樹脂，雖然解決了電氣性能上的問題，但是直接導致了熱阻增加，鋁基板的導熱系數一般在0.2-0.8之間；陶瓷基板導熱系數為24，是鋁基板的100倍左右，在電氣性能上面能輕松承受10KV的高壓，從根本上解決了LED的導熱問題。

1.2)數據比較

下面表格為5W的鋁基板的LED射燈與采用我們技術的5W的陶瓷基板LED射燈，在經過5小時以后的焊點溫度與外殼溫度的比較：

從表中可知，鋁基板的射燈內部焊點溫度與外殼溫度相差很大，為9.6度，而陶瓷基板僅為2.1度，說明散熱效果很好。這里可以看出采用陶瓷基板能有效減低熱阻，照明產品，在熱平衡時溫度僅為2.1度。其最大特點是由于熱阻小里外溫差小，不像鋁基板冰火兩重天。

(二)陶瓷燈頭的測試

2.1)陶瓷日光燈測試：

在LED日光燈中應用了該復合技術，該項技術經浙江方圓檢測集團檢測(報告編號110111110982)，通過7小時的現場檢測，其焊點溫度為50.4度，外殼溫度為42.1度，其溫度遠遠低于相應的LED日光燈，成功地體現了我們復合載體的散熱技術。

2.2)球泡燈測試：

12年7月經浙江省電子信息產品檢驗所檢測(檢測報告編號：(2012)電檢整字1195號，產品名稱：LED陶瓷球泡燈，委托單位：何永祥)送檢的球泡燈，其中一個升高溫度僅僅為14.7度，達到目前國內球泡燈最低的溫升。

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