道康寧印刷式導(dǎo)熱墊片助力LED照明產(chǎn)品開發(fā)

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(dǎo)出，將會使LED芯片結(jié)面溫度過高，進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)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(shù)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(dǎo)熱材料提出新的要求。

1、高導(dǎo)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(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱率更高，目前市場上界面導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱率集中為0.8W/mK～3.5 W/mK，主要基材為有機(jī)硅材料。

2、操作簡單：產(chǎn)品能夠適應(yīng)流水線生產(chǎn)，操作工藝適合人工或機(jī)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(dǎo)熱材料性能不會發(fā)生改變，導(dǎo)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(dǎo)熱產(chǎn)品性能優(yōu)、品質(zhì)高的基礎(chǔ)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(dǎo)熱墊片

圖2 形狀復(fù)雜的基材上精確點膠

全球領(lǐng)先的有機(jī)硅、硅基技術(shù)與創(chuàng)新企業(yè)道康寧公司，隆重推出全新印刷式導(dǎo)熱墊片材料，這一創(chuàng)新技術(shù)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(fù)雜的基材上涂布厚度可控的導(dǎo)熱有機(jī)硅化合物，同時確保優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、降低生產(chǎn)成本（如圖1和圖2）。

二、道康寧印刷式導(dǎo)熱墊片的優(yōu)勢

目前LED燈具使用的的界面導(dǎo)熱材料包括導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱墊片。

●導(dǎo)熱膠具有粘接力，不易于返修；

●導(dǎo)熱硅脂易于多種操作方式、能夠設(shè)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(dǎo)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(dǎo)熱效果。且不能用于設(shè)備快速生產(chǎn)，這些都會直接或間接增加成本。

●印刷式導(dǎo)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(jī)硅材料，加熱固化成為硅膠彈性體，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的絲網(wǎng)或銅板印刷工藝，或采用標(biāo)準(zhǔn)點膠設(shè)備進(jìn)行印刷，操作工藝簡單，便于批量生產(chǎn)。

2、根據(jù)導(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)為1.71W/mK；TC-4025和TC-4026產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)為2.50W/mK。其中TC-4016和TC-4026有機(jī)硅材料中摻入了玻璃微珠，幫助更好地控制導(dǎo)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(fù)雜的基材。

5、在操作時具備了硅脂的易于操作且能夠設(shè)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(dǎo)熱墊片在高溫高濕（85℃/85%）和冷熱沖擊（-40℃～125℃）條件下熱導(dǎo)率的變化

三、深圳凱司姆科技有限公司推廣印刷式導(dǎo)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(dǎo)熱、灌封、涂覆等有機(jī)硅材料及相關(guān)使用設(shè)備，也在產(chǎn)品的選擇、應(yīng)用等方面提供專業(yè)咨詢和服務(wù)，同時與客戶分享新材料應(yīng)用的成功經(jīng)驗。

1、LED汽車照明應(yīng)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(dǎo)熱材料存在諸多缺陷：瞬間大電流驅(qū)動導(dǎo)致LED器件產(chǎn)品失效，長時間工作導(dǎo)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(jī)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(dǎo)熱墊片產(chǎn)品能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)界面導(dǎo)熱材料的缺陷，同時增強(qiáng)導(dǎo)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(shù)和新產(chǎn)品潛在的巨大市場應(yīng)用價值，優(yōu)先選擇道康寧TC-4015和TC-4025導(dǎo)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(lǐng)先地位。

圖4 高溫老化條件下，不同組分或形態(tài)的界面導(dǎo)熱材料重量變化曲線

2、LED戶外照明應(yīng)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(dǎo)熱材料耐高溫、高導(dǎo)熱、極低的小分子有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)。為了有效解決界面導(dǎo)熱問題，客戶通過產(chǎn)品比較，最終確定在生產(chǎn)線導(dǎo)入道康寧印刷式導(dǎo)熱墊片產(chǎn)品，并結(jié)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(wù)，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(dǎo)熱墊片是全新的有機(jī)硅導(dǎo)熱產(chǎn)品，具有更低的熱阻、更高的導(dǎo)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(dǎo)熱墊片成為越來越多LED照明客戶的選擇。