本帖最后由 hsxiao05 于 2013-7-25 14:55 编辑

首先，LED是照明的选择,但散热是问题，散热效果差会降低LED效率和寿命

当结温为74度时,光输出到衰减50%所需时间为2年,而结温为63度时,这一时间即增加到6年，可见结温对LED使用寿命是影响巨大的.由于LED照明灯在工作过程中产生较大的热量传导至热沉作用,因此要求热界面材料不但具有良好的可塑性加工性,而且还具有良好的导热/散热传输性能.

传统铝材散热的问题

铝材是做灯具散热外壳常见的材料(Alu导热系数200W/mK,Cu导热系数380 W/mK),但有以下限制或缺点：1、重量比较重；2、系统成本和加工成本高；3、生产效率慢,交期长；4、安全性差,不绝缘；5、设计自由度不大；6、不环保和节能。但塑料可以克服以上难点,以前在不需要散热的地方塑料早已经大批量用于各种产品上. 时至今日散热塑料已经开发成功,有望大批量应用于LED市场。另外,随着欧美,日本等guo jia强制立法实施一系列LED照明灯节能与安保法规条款,压铸铝材制造的LED灯将逐渐受到限制与禁用,并最终会被淘汰.

在外部对流受限制的情况下,较低导热系数的塑料可以取代金属散热而不会显著增加温度。在热传导限制的情况下,较高导热系数的塑料可以比普通塑料更加显著降低温度。在导热系数小于3W/mk时,属于热传导受限的情况,在这种情况下导热系数很小的变化都会造成温差很大的变化。在导热系数大于3W/mk十,属于对流受限的情况,由图中可见当材料厚度在5MM及以下的情况下,导热系数对温差的影响趋近于0,所以此时导热系数5w/mk或者200w/mk,对结温的影响已经相差不大。

导热塑料代替铝材是趋势

铝材料虽然作为散热系统技术方面已经比较成熟，但仍有一些不足，同样塑料导热材料也不是完全没有缺点，以下是散热材料相对金属材料的优势分析:

1、质量轻。在室内照明中，灯具的重量对多方面都有影响，比如重量增加会加大灯具的安装、运输难度，也会对人身安全造成隐患等。纯铝的密度为2700kg/m3 ，铝合金的密度将会更大，而导热塑料的密度为1420 kg/m3 左右，约为铝合金的一半，所以在外形相同的情况下，重量也仅为铝合金的一半左右；

2、生产效率更高。塑料导热材料与其他塑料件一样，可以一次成型，无需后加工，而且在注塑成型时，模具可设计为一出四，所以工作效率很高。

3、提高设计自由度。塑料的流动性很好，所以可以生产很薄的部件，以及设计更加复杂的形状。铝壳的主要生产方法是压铸或拉伸成型，在生产过程中无法进行较复杂形状的加工。另外在表观效果来说，注塑产品会更加漂亮，还可以加上与其它企业不同的自身标志。

4、无需任何后续加工。 铝材料在挤出成型后往往还要有去毛边的程序，如果对外形的要求比较高的话，铝材料还要进行镀镍等工序，加工周期还将增长。而塑料模具一次成型后即可以使用。

5、降低系统成本。就单价来说，单位质量的散热塑料价格必然是高于铝的，但系统成本却持平或较低，且数量越大，塑料的成本优势越明显。另外，塑料导热材料目前处于一个初级阶段，将来的价格随产业的发展和产品量的增加一定会降低，而铝作为有色金属的价格却不太可能有明显的降低。塑料降低成本主要体现在加工费用方面。随着3D打印技术发展，塑料的用量肯定会比铝材方便很多。

6、更加环保和安全 。 在塑料外壳的生产过程中，几乎不会产生什么有毒污染，而铝壳在生产中经常会有电镀的工序，而电镀产生的废液中的金属会对水源和土壤造成严重的污染。 安全方面塑料为绝缘材质，不用担心因为灯的外壳导电而产生的安全隐患。在耐高压测试方面，塑料具有绝对的优势。

TCP2181导热塑料是一种高导热系数的散热塑料，能够替代金属制品散热，因为塑料可以做到绝缘，比金属更容易过环保，过安规。

导热塑料主要成分包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。

利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。导热性能的好坏主要用导热系数（单位：W/m.k）来衡量。
导热塑料分为两大类：导热导电塑料和导热绝缘塑料。
产品特性：
（1）散热均匀，避免灼热点，减少零件因高温造成的局部变形
（2）重量轻，比铝材轻40-50%
（3）成型加工方便，无需二次加工
（4）产品设计自由度高
（5）绝缘、不用担心安全问题
（6）降低成本、数量越大成本越低、可以一模多出
（7）更加环保符合ROHS环保要求

加工性能：
由于成型方式主要为模具注塑成型,胶料在加热后经过加压流入模具中,然后经过冷却成型。加工工艺的特性使得材料成型后的导热系数呈现出各向异性的特点,即注塑时胶料流动的方向(in-plane)和垂直胶料流动的方向(through-plane)。一般胶料流动方向上的导热系数是垂直胶料流动方向上的导热系数的3~6倍,这种差异是由于胶料在注塑成型时,在流动方向易形成连续的分子链所造成的。
缺点：目前由于材料价格较高，使用受到一些限制。应用领域LED照明、汽车、加热/冷却/制冷

附导热塑料注塑参数

烘料4小时110~120度，成型温度270~300°，要用油温机控制模具温度先90°把模具升热再110度左右温度，直到产品表面开始发光，如若达不到效果温度再调高至120度，外观面接油温机，反之接冻水或油温机。取产品时一定要带防护手套，避免烫伤。

• LED照明材料参数.ppt