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LED因其具有發(fā)光效率高、能耗低、無頻閃、使用壽命長、可控制性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了跨越式發(fā)展。目前LED產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用在室內(nèi)照明、景觀照明、家用電器、戶外顯示、軌道交通、儀器儀表以及工礦隧道等領(lǐng)域。LED的使用壽命是結(jié)溫的函數(shù)，因此熱管理對于LED的性能至關(guān)重要，同時也是LED系統(tǒng)設(shè)計最重要的一個方面。LED系統(tǒng)生產(chǎn)商需要通過尋求優(yōu)化的散熱器、電路板、高效的熱傳導(dǎo)（詞條“熱傳導(dǎo)”由行業(yè)大百科提供）材料和其它先進(jìn)熱設(shè)計技術(shù)來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。
作為LED熱管理設(shè)計方案中的關(guān)鍵一環(huán)，有機(jī)硅導(dǎo)熱材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)低表面能，能很好地浸潤大部分材料的表面;2)玻璃化溫度低，能保持良好的柔韌性和非常低的應(yīng)力;3)適用溫度范圍廣，在高低溫下性能表現(xiàn)穩(wěn)定，耐候性出色;4)電氣性能良好;5)無腐蝕性，環(huán)保無毒;6)產(chǎn)品形式多樣，可以是凝膠也可以作為彈性體;7)流變性和固化性都可以根據(jù)需要調(diào)整。在LED燈具中，有機(jī)硅導(dǎo)熱材料貫穿了熱管理的方方面面。
(一) 導(dǎo)熱硅脂用于LED基板散熱
在給定的功率和環(huán)境溫度下，LED器件的結(jié)溫取決于PN結(jié)到外界這一散熱路徑的總熱阻。盡管LED的封裝形式各異(如圖)，熱流都不可避免地要通過實體之間的界面。LED光源工作時產(chǎn)生的熱量大部分需要經(jīng)由LED基板和散熱底座的路徑傳導(dǎo)到外界，由于基板和散熱底座之間存在空隙，需要使用合適的
熱傳導(dǎo)材料降低基板和散熱底座之間的接觸熱阻。導(dǎo)熱硅脂是一種粘稠的膏狀物，一般以硅油為基體，填充氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、銀粉等導(dǎo)熱填料后形成的熱界面材料。與導(dǎo)熱墊片和相變導(dǎo)熱材料相比，導(dǎo)熱硅脂導(dǎo)熱系數(shù)高，良好的潤濕性能使其能夠更好地填充微細(xì)的空隙，在較低的附著壓力下即可得到非常薄的接合厚度，有利于降低LED基板與散熱底座之間的熱阻，從而提升傳熱效率。導(dǎo)熱硅脂的流變性是影響使用性能的重要工藝參數(shù)，若粘性太低則容易造成導(dǎo)熱硅脂在使用時發(fā)生溢出現(xiàn)象，粘性太高則會增加接觸熱阻及接合厚度。
(二) 有機(jī)硅導(dǎo)熱粘接劑或?qū)崮z用于散熱組裝
散熱器是LED熱管理方案中的重要組成部分，散熱器擴(kuò)展了換熱表面，便于LED將內(nèi)部熱量傳導(dǎo)到
空氣中。由于散熱器和空氣之間的對流換熱對熱阻影響很大，所以有必要對散熱器的進(jìn)行優(yōu)化。散熱器的性能主要取決于材料性質(zhì)、翅片數(shù)量、翅片厚度和基座厚度等參數(shù)，在設(shè)計時還必須考慮散熱器周圍的空氣流動情況。受架構(gòu)形式和尺寸限制，在一些散熱器的解決方案中，需要使用有機(jī)硅導(dǎo)熱粘接（詞條“粘接”由行業(yè)大百科提供）劑或?qū)崮z實現(xiàn)部件之間的可靠連接，以使LED內(nèi)部熱量順利地傳遞到外界。針對不同的應(yīng)用需求，通常要求導(dǎo)熱粘接劑對LED大部分基材都具有較好的粘接性，使用時擠出到界面上，固化后可消除不同膨脹系數(shù)材料間的應(yīng)力，并提供一定的接合力，非常適合對熱阻要求不高的復(fù)雜散熱系統(tǒng)的粘接和固定。有機(jī)硅導(dǎo)熱凝膠主要作為填縫材料使用，能順應(yīng)接觸表面的不規(guī)則性而填補(bǔ)孔隙，使用時既可以采用熱固化成型，也可以直接使用預(yù)固化產(chǎn)品進(jìn)行組裝。由于經(jīng)過了交聯(lián)處理，具有較強(qiáng)的內(nèi)聚力，因此不會出現(xiàn)類似導(dǎo)熱硅脂的硅油溢出或遷移的問題。
(三) 有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封材料用于LED電源模組
電源模組也是LED系統(tǒng)設(shè)計中不可或缺的，據(jù)統(tǒng)計，整燈失效中約超過80%的原因是驅(qū)動電源的故障。其中電源散熱不良可能造成電子元件的壽命大大縮短，提前失效，致使LED電壓出現(xiàn)故障，燈具失效。尤其是對于內(nèi)置式電源(放在整燈內(nèi)的電源)，發(fā)熱量大的電源會增加整燈的導(dǎo)熱、散熱壓（詞條“熱壓”由行業(yè)大百科提供）力，LED的溫度升高，其光效和壽命將大大降低。有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封材料能在各種工作環(huán)境下保持性能，消除沖擊和震動產(chǎn)生的應(yīng)力。其固化前具有良好的流動性，可滲入元器件的微細(xì)空隙中，在高濕、極端溫度、熱循環(huán)應(yīng)力、機(jī)械沖擊和震動、霉菌、污垢等惡劣條件下為元器件提供保護(hù)，同時幫助元器件將工作時的熱量傳導(dǎo)到散熱器上，保障LED整燈的穩(wěn)定運(yùn)行。
白云化工在LED燈具用有機(jī)硅材料領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累和應(yīng)用經(jīng)驗，能夠為LED系統(tǒng)生產(chǎn)商提供全面及個性化的熱管理解決方案。
