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LED照明散熱技術論壇活動報導
 

【作者: 歐敏銓】   2009年04月17日 星期五

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LED為當前市場最紅的技術之一,其主流的應用市場已由顯示器背光照明逐步拓展到特殊及一般照明的市場,未來的商機無窮。不過,除了價格偏高外,LED在照明上的應用,仍面臨可靠度不佳的主要問題,而散熱設計則是解決此問題的重要關鍵。為了探討可行的解決之道,零組件科技論壇於4月17日假台北市金融研訓院舉辦「2009 LED照明散熱技術論壇」。


LED雖然具有低功耗、使用壽命長等優勢,但由於LED輸入的電能只有20% 轉化成光,其餘係以熱能的形態出現。如果未能及時將熱能排出,則LED的溫度持續升高,光衰與壽命就會成為致命傷。因此,如何克服LED散熱問題以提升使用上的可靠性,正是今日LED產業致力於解決的重點所在。


陽傑科技研發處處長黃煥翔指出,LED燈具的散熱策略上涵蓋晶粒、封裝基板和系統層面。其中LED晶粒有兩個方法可降低熱阻,一是縮短發光層與封裝基板間的距離,這是為了縮短熱傳距離,但不能造成晶圓片破片;另外則是以散熱基板取代原基板,這也是現在大廠主要的作法。散熱基板方面主要有印刷電路板(FR4)、金屬絕緣基板(MCPCB)、陶瓷基板、複合基板等,各有其優缺點。


黃煥翔接著指出,系統層次的散熱方案,包括散熱片(heat sink)、熱管(heat pipe)、迴路熱管(loop heat pipe)、均熱板(vapor chamber)、風扇等,可依總發熱量、熱流量、空間及環境限制而搭配使用不同的方案。其中熱管的優點是質量輕而結構簡單、傳熱迅速、可靠性佳,而迴流熱管的熱傳距離更可達數公尺,並因具可撓性,適合工業設計。


鋐鑫電光張正興總經理表示,白光LED若想取代傳統燈源成為主要照明燈源,必須克服下列四大課題:1. 抑制溫升:目前整體發光效率只有約15% - 20%,其餘能量轉換為熱,會造成溫度上升;2. 確保使用壽命:高溫會使封裝樹脂劣化,讓發光效率降低,也會縮短使用壽命;3. 發光效率提升:尋找發光效率更高的材料;發光特性均等化:勻光最適設計,做到更接近真實白光。


建準電機研發中心宮原雅晴副總經理針對風扇散熱的優點及限制提出剖析,他指出,過去,LED燈具為了保持安靜、維持高可靠性,並不會使用風扇來散熱,但隨著高功率LED產生的熱量提升,採用風扇能更有效的移除熱量。不過,對於室內燈具來說,風扇噪音必須降到人耳可忽視的等級以下,風扇的使用壽命也需與LED燈源相當,在設計上必須考量到風扇供電及功耗問題。然而,由於PC中使用風扇已久,相關的技術已發展地相當成熟。


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