一、熱管理在LED照明體系中的重要性
大功率LED產(chǎn)品的輸入電能約為20%轉(zhuǎn)化為光能，剩下的80%轉(zhuǎn)化為熱能，大量的熱量如無法順利導出，將會使LED芯片結面溫度過高，進而影響產(chǎn)品使用壽命、發(fā)光效率和可靠性?，F(xiàn)階段整個LED照明系統(tǒng)的散熱瓶頸，集中在LED器件到導熱基板，再到系統(tǒng)電路板之間的界面散熱。性能優(yōu)良的界面導熱材料能夠保持LED散熱通道的暢通，從而保證LED正常發(fā)光和使用壽命。
LED封裝技術的迅速發(fā)展，LED封裝產(chǎn)品功率和光效的提升，促使LED燈具散熱對界面導熱材料提出新的要求。
1、高導熱率：單顆LED器件的功率增大，產(chǎn)生的熱量更多，溫度更高，要求導熱材料的導熱率更高，目前市場上界面導熱材料的導熱率集中為0.8W/mK～3.5 W/mK，主要基材為有機硅材料。
2、操作簡單：產(chǎn)品能夠適應流水線生產(chǎn)，操作工藝適合人工或機械刷涂工藝，在最短時間內(nèi)能夠滿足測試和銷售要求。
3、性能穩(wěn)定：LED照明產(chǎn)品在長時間、高溫工作下，導熱材料性能不會發(fā)生改變，導熱系數(shù)、電絕緣性能、粘接性能、材料顏色等方面不會發(fā)生改變。
4、性價比高：在保持界面導熱產(chǎn)品性能優(yōu)、品質(zhì)高的基礎上，能夠降低客戶的使用成本，提高客戶LED照明產(chǎn)品的性價比。
圖1 道康寧印刷式導熱墊片 圖2 形狀復雜的基材上精確點膠
全球領先的有機硅、硅基技術與創(chuàng)新企業(yè)道康寧公司，隆重推出全新印刷式導熱墊片材料，這一創(chuàng)新技術專為LED照明新趨勢中的熱量管理而開發(fā)。有助于LED燈具及照明制造商更迅速、精確地在形狀復雜的基材上涂布厚度可控的導熱有機硅化合物，同時確保優(yōu)良的導熱性能、降低生產(chǎn)成本(如圖1和圖2)。
二、道康寧印刷式導熱墊片的優(yōu)勢
目前LED燈具使用的的界面導熱材料包括導熱膠、導熱硅脂和導熱墊片。
●導熱膠具有粘接力，不易于返修;
●導熱硅脂易于多種操作方式、能夠設備快速生產(chǎn)，可以刮得很薄，從而降低熱阻并且節(jié)約成本，但有效壽命不能與路燈壽命相匹配;且在長時間高溫下會變干;
●導熱墊片具備超長使用壽命且能夠返修多次使用，但含有玻纖成分，使用前需要模切，加工麻煩且損耗大，厚度比硅脂大、貼合性沒有硅脂好，會增大熱阻，從而降低導熱效果。且不能用于設備快速生產(chǎn)，這些都會直接或間接增加成本。
●印刷式導熱墊片綜合上述材料的優(yōu)點，克服使用過程的不足之處，以期滿足客戶的需求。優(yōu)點表現(xiàn)在：
1、雙組份液體狀有機硅材料，加熱固化成為硅膠彈性體，可以通過標準的絲網(wǎng)或銅板印刷工藝，或采用標準點膠設備進行印刷，操作工藝簡單，便于批量生產(chǎn)。
2、根據(jù)導熱率和粘合層厚度的不同，道康寧推出四款產(chǎn)品：TC-4015和TC-4016產(chǎn)品的導熱系數(shù)為1.71W/mK;TC-4025和TC-4026產(chǎn)品的導熱系數(shù)為2.50W/mK。其中TC-4016和TC-4026有機硅材料中摻入了玻璃微珠，幫助更好地控制導熱層厚度。
3、產(chǎn)品具有良好的介電性能，同時能夠與塑料、鋁、印刷電路板等普通照明基材緊密貼合，為LED照明系統(tǒng)的整個使用周期提供更低的熱阻(如圖3)。
4、產(chǎn)品固化之前是液體，可以實現(xiàn)更迅速、精密的點膠操作，點膠厚度可控，尤其對于形狀復雜的基材。
5、在操作時具備了硅脂的易于操作且能夠設備快速生產(chǎn)、刮得很薄、貼合性好等優(yōu)點，帶固化后又具備模切墊片的超長使用壽命且能夠返修等優(yōu)點。
圖3 印刷式導熱墊片在高溫高濕(85℃/85%)和冷熱沖擊(-40℃～125℃)條件下熱導率的變化
三、深圳凱司姆科技有限公司推廣印刷式導熱墊片成功案例
深圳凱司姆科技有限公司作為道康寧電子工業(yè)產(chǎn)品中國區(qū)最大的合作伙伴，不僅為LED燈具及照明客戶提供高品質(zhì)的密封、導熱、灌封、涂覆等有機硅材料及相關使用設備，也在產(chǎn)品的選擇、應用等方面提供專業(yè)咨詢和服務，同時與客戶分享新材料應用的成功經(jīng)驗。
1、LED汽車照明應用成功案例(廣東深圳，O公司)
汽車用LED照明面臨的主要挑戰(zhàn)是有效的熱管理方案，傳統(tǒng)的界面導熱材料存在諸多缺陷：瞬間大電流驅(qū)動導致LED器件產(chǎn)品失效，長時間工作導熱界面層的熱阻變化大，高溫條件下燈具內(nèi)的小分子有機揮發(fā)物質(zhì)增多，出現(xiàn)霧朦現(xiàn)象(如圖4)。道康寧印刷式導熱墊片產(chǎn)品能夠彌補傳統(tǒng)界面導熱材料的缺陷，同時增強導熱和介電性能，降低系統(tǒng)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率?？蛻舨蹲降降揽祵幍男录夹g和新產(chǎn)品潛在的巨大市場應用價值，優(yōu)先選擇道康寧TC-4015和TC-4025導熱產(chǎn)品，既保證了LED汽車照明產(chǎn)品的高品質(zhì)和高性能，又穩(wěn)定了客戶在LED汽車照明行業(yè)中的領先地位。
圖4 高溫老化條件下，不同組分或形態(tài)的界面導熱材料重量變化曲線
2、LED戶外照明應用成功案例(四川成都，K公司)
戶外LED器件逐漸向大尺寸、模組化、高功率等方向發(fā)展，這就對LED燈具散熱系統(tǒng)提出更高的要求，同時要求界面導熱材料耐高溫、高導熱、極低的小分子有機揮發(fā)物質(zhì)。為了有效解決界面導熱問題，客戶通過產(chǎn)品比較，最終確定在生產(chǎn)線導入道康寧印刷式導熱墊片產(chǎn)品，并結合道康寧提供的全套解決方案，配合凱司姆優(yōu)質(zhì)的銷售服務，LED照明產(chǎn)品質(zhì)量和性能得到有效提高。
四、綜述
道康寧印刷式導熱墊片是全新的有機硅導熱產(chǎn)品，具有更低的熱阻、更高的導熱率和穩(wěn)定可靠、高品質(zhì)的熱管理，提升了LED燈具和照明的品質(zhì)和使用壽命，既能滿足LED燈具的散熱要求，又能提供更新、更優(yōu)秀的材料及生產(chǎn)解決方案，同時降低LED照明系統(tǒng)成本，這些競爭優(yōu)勢使道康寧印刷式導熱墊片成為越來越多LED照明客戶的選擇。
