東莞市聯(lián)興塑膠科技有限公司

　　導(dǎo)熱塑料用在LED上：隨著溫室氣體排放引起氣溫變暖，人們?cè)鰪?qiáng)了節(jié)能環(huán)保意識(shí)。新型節(jié)能電致發(fā)光二極管(LED)的使用備受國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。由于LED具有體積小、發(fā)光效率高、能耗低、亮度高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，各國(guó)政府加大對(duì)LED研發(fā)的資金資助和相應(yīng)政策支持。在過(guò)去十年中，LED技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前LED已在廣告媒體視頻屏幕、汽車車燈、背光光源、 標(biāo)識(shí)與指示性照明、景觀照明、室內(nèi)照明(白色LED)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

　　通常高功率LED(HPLED)輸入功率中有15%～20%的能量轉(zhuǎn)變成光，余下80%～85%的電能均轉(zhuǎn)變成熱。如果不能將集中在尺寸僅為1mm×1mm×0.25mm芯片內(nèi)的熱量及時(shí)散逸出去，則會(huì)導(dǎo)致芯片溫度升高和應(yīng)力分布不均勻。當(dāng)LED的結(jié)點(diǎn)溫度超過(guò)器件能承受的高溫度時(shí)，LED的光輸出特性將會(huì)性的衰減。研究表明，LED的工作溫度從63℃升至74℃， LED的使用壽命少了3/4。

　　一般PN結(jié)點(diǎn)溫度不能超過(guò)110℃，隨著PN結(jié)點(diǎn)溫度上升，發(fā)光材料的禁帶寬度減小，導(dǎo)致LED發(fā)光光波向紅波長(zhǎng)方向位移，使白光色度變差。驅(qū)動(dòng)LED工作的半導(dǎo)體器件允許工作溫度低于100℃，當(dāng)LED器件溫度上升到 120℃時(shí)，亮度下降35%且引起高分子結(jié)構(gòu)材料的降解。導(dǎo)熱塑料是解決LED芯片散熱的優(yōu)選材料，它可以把LED發(fā)光產(chǎn)生的熱量及時(shí)導(dǎo)出，有效地降低結(jié)點(diǎn)溫度。因此，導(dǎo)熱塑料的研制和應(yīng)用也是今后LED在市場(chǎng)獲得發(fā)展的關(guān)鍵問題。

　　導(dǎo)熱塑料在LED中的應(yīng)用

　　導(dǎo)熱塑料可以制作LED部件如外殼、散熱器、基板、反射器、插件和其它部件等。近幾年來(lái)國(guó)際上許多塑料公司研發(fā)出了多種導(dǎo)熱塑料，大多選用工程塑料和通用塑料為基材，如PA、LCP、PPS、PET、PBT、PEEK、ABS、PP等。一般塑料的熱導(dǎo)率只有0.2W/(m·K)左右，如果在塑料中填充導(dǎo)熱填料，其熱導(dǎo)率可在1W/(m·K)～20W/(m·K)左右，是傳統(tǒng)塑料熱導(dǎo)率的5～100倍。導(dǎo)熱填料可分為導(dǎo)熱無(wú)機(jī)絕緣填料和導(dǎo)熱非絕緣填料兩大類。導(dǎo)熱無(wú)機(jī)絕緣填料有Al2O3、BN、AlN、ZnO、MgO等;非絕緣導(dǎo)熱塑料填料有導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率均較高的金屬粉、石墨、炭黑、碳纖維等。前者與塑料基體相互混合可制成導(dǎo)熱絕緣塑料，后者為導(dǎo)熱非絕緣塑料。

　　導(dǎo)熱塑料可以取代傳統(tǒng)的鋁做成散熱器。導(dǎo)熱塑料的密度要比鋁輕，差不多為鋁的一半，所以塑料散熱器的質(zhì)量只有鋁散熱器的1/2。塑料散熱器可用注射成型加工，其成型周期可以縮短20%～50%。用導(dǎo)熱絕緣塑料散熱器就可以采用非隔離式電源而不必?fù)?dān)心其安全問題。塑料散熱器的缺點(diǎn)是單價(jià)比較貴，所以目前還不適用于LED路燈一類大型LED散熱器中，而只適合于室內(nèi)小功率LED燈具。

　　LED燈具外殼用導(dǎo)熱塑料

　　塑料的熱導(dǎo)率一般在0.14～0.34，屬于介電絕緣材料，美國(guó)CoolPolymer公司于2000年開發(fā)導(dǎo)熱塑料并建立條工業(yè)化生產(chǎn)線，在電器、醫(yī)療、航空航天、汽車、照明、筆記本電腦中廣泛應(yīng)用，隨后各國(guó)塑料公司都開展了導(dǎo)熱塑料的生產(chǎn)。目前，國(guó)外生產(chǎn)導(dǎo)熱塑料的主要廠商和產(chǎn)品牌號(hào)，見表1。