史上最全LED散熱問題（二）

第二部分：LED燈具的散熱

　　前面講的是LED芯片的散熱，然而任何LED都會制成燈具，所以LED芯片所產生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去。如果散熱不好，因為LED芯片的熱容量很小，一點點熱量的積累就會使得芯片的結溫迅速提高，如果長時期工作在高結溫的狀態，它的壽命就會很快縮短。然而這些熱量要能夠真正引導出芯片到達外部空氣，要經過很多途徑。具體來說，LED芯片所產生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。所以LED燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。

　　1、鋁基板的導熱

　　目前幾乎絕大多數的LED燈具中都采用了鋁基板。鋁基板上電路的銅箔為了要導電和導熱要有足夠的厚度和寬度，其厚度在35?m-280?m之間。其寬度最好盡可能布滿整個基板，以便把熱傳下去。而下面一層絕緣體則要求其絕緣性能很好，而且還要導熱性能很好。然而這兩個性能是矛盾的，通常都是導體的導熱性能好，而絕緣體的導熱性能差。又要導熱好又要絕緣好是很難做到的。也是一種科研的課題。

　　2、導熱膠的導熱

　　鋁基板雖然已經解決了從LED連接到以鋁板為基板的電路上，可以把熱傳遞到鋁板上，但是遺憾的是，這個鋁板往往還不是最終的散熱器，通常還要把這個鋁板連接到真正的散熱器上去。最簡單的方法就是用鉚釘或螺釘的方法連接到散熱器。但是這種方法往往會形成空氣隙，而很小的空氣隙產生的熱阻會比其他熱阻大幾十倍。

　　但是導熱膠必須要流動性好，不然的話由于涂抹不均勻仍然會產生氣隙，可能比不用還壞。導熱膠的另一個缺點是本身的粘性不足以把鋁基板固定在鋁散熱器上。

　　3、熱管導熱

　　在很多場合需要把LED所產生的熱量以最快的速度傳送到散熱器，這在采用集成式的單片大功率LED中尤其重要，因為它的熱量很大(功率可達50W-100W)又很集中(有時只有30mm)，這時候就必須采用熱管散熱。然而，熱管只能把熱傳送到遠端，而并沒有把熱量散發到空氣中去。所以即使采用熱管，還是需要有普通的鋁散熱器把熱量散發出去。

　　第三部分：系統的熱阻

　　各部分的導熱能力也可以用系統的熱阻來說明，一個LED燈具的結構圖.

　　從圖中可以看出，LED芯片所產生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。而要定量地了解LED芯片的散熱過程，最好利用熱阻的概念。熱量就好像電荷，熱量流動起來就好像電流，流動的過程中會遇到阻力，就好像電阻，在這里我們稱之為熱阻。熱阻的單位為每瓦多少度(°C/W)，也就是每流過1瓦的功率會上升多少度。如果知道所需耗散的功率，又知道其熱阻，就可以知道它的溫升是多少。熱阻越大，熱量越流不動，溫升就越高，熱阻越小，熱量流動越快，溫升就越小。圖中表明熱量從LED芯片流出到空氣需要經過很多不同的熱阻。