LED照明商機大餅,在2011年持續被所有相關廠商關注,從最上游的磊晶發光效率、LED電源管理或調光設計到LED燈具的散熱設計,均成為廠商研發的重點目標,其中對于LED發光效率影響甚巨的便是LED燈具的散熱效果。
隨著功率增加,LED產生電熱流之廢熱無法有效散出,導致發光效率嚴重下降,根據DIGITIMES的報導指出,溫度對亮度的影響是線性的,但對壽命的影響卻是指數性的,同樣以接面溫度為準,若一直保持50℃以下使用,則LED有近20,000小時的使用壽命,75℃則只剩10,000小時的使用壽命,100℃剩5,000小時,125℃剩2,000小時,150℃剩1,000小時。 溫度光從50℃變成兩倍的100℃,使用壽命即縮短成原來的4分之1,所以熱會極度影響LED的使用壽命,本篇文章將從散熱涂料及外殼設計探討LED燈具的散熱。
當LED做為燈具光源應用時,很多燈具的外殼設計會過于強調散熱技術中的傳導環節,卻忽視對流散熱環節,許多廠商設計了各式各樣的散熱模組如熱管、回路熱管、加導熱矽脂等等,卻沒有注意到熱量最終還是要靠燈具的外表面積將熱驅散,結果會導致熱量仍滯留在燈具外殼,整體LED燈的溫度上升,最終仍會影響到LED的發光效率。宇亮光電有鑒于此,特地在設計LED燈具外殼時,將散熱重點擺在熱對流,以柱狀結構組成增加空氣的流動率,讓磊晶傳導至燈具外殼的熱可以順利的利用熱對流散逸到空氣中。
宇亮光電研發總監秦嘉謙強調,自家的LED產品的外殼都是以壓鑄的方式成型,秦嘉謙表示,目前市面上許多制作LED燈具的廠商在外殼上會選擇以沖壓的方式成型,但是沖壓是將2個鋁片組裝起來并非一體成型,擔心「鋁」經過熱脹冷縮后會變形,易有分散的風險,因此宇亮光電舍棄較便宜的沖壓,選擇成本較高的壓鑄成型,給消費者更高的使用保證。
LED的散熱解決方案除了考量到是否加裝散熱片、風扇或是利用熱管將熱源逸散之外,廠商還會在鋁散熱片上多上一層散熱涂料,讓LED散熱速度更快。 散熱涂料是在有機溶劑中添加黏結劑及微奈米等級的陶瓷粉體或金屬粉體,均勻混合后以噴槍或浸泡等方式涂覆在鋁散熱片的表面,陰干或烘干后在表面上覆上一層具附著性的多孔性陶瓷薄膜(厚度約數十微米),這些陶瓷粉體有氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氮化硼、碳化矽等。 宇亮光電這部分采用的是日本Okitsumo的特殊奈米涂料,運用熱輻射的方式將熱氣傳導至空氣中。 該產品同時被日本Hino貨車所認可,所有Hino貨車的水箱銅管皆用此散熱涂料。
雖然LED產品目前并未在生活中普及,不過看好未來綠色能源的趨勢,臺灣廠商如過江之鯽般涌進此行業,但是看上LED這塊大餅的不只臺灣,鄰近的南韓也虎視眈眈。晶電董事長李秉杰指出,南韓LED廠快速跳入市場,影響全球LED供應版圖,日前三星更宣布未來10年將投入23兆韓元(約188億美元)發展LED事業,臺灣LED產業必須整合,才能提升整體競爭力。 而LED市場是否能眾望所歸的沖出好成績,可能還是要看LED照明的發展了。
(審核編輯: 智匯小新)
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