散熱全塑是否快要來(lái)到了？

發(fā)布時(shí)間：2016/7/6 9:40:39

自去年開(kāi)始，“高分子”、“復(fù)合材料”，諸如此類的名詞開(kāi)始充斥人們的眼球，隨著光源光電特性的改善及塑料導(dǎo)熱系數(shù)的逐步提升，LED燈具“全塑”時(shí)代還有多遠(yuǎn)。
　　
　經(jīng)過(guò)行業(yè)急著調(diào)查了解到，當(dāng)前常用的LED散熱器包括金屬及鋁塑復(fù)合兩種形式，金屬以壓鑄鋁形式較為普遍，而鋁塑復(fù)合則為通常人們所說(shuō)的“塑包 鋁”。但兩種散熱形式或因成本問(wèn)題，或因加工的復(fù)雜程度，多少留有一些難題待解。因此，行業(yè)里一直也在尋求更為優(yōu)良的解決方案。
　　
　　自去年開(kāi)始，“高分子”、“復(fù)合材料”這類名詞開(kāi)始充斥所有LED人的眼球，隨著塑料導(dǎo)熱系數(shù)的全面提升，它似乎也擁有全面進(jìn)入LED領(lǐng)域的實(shí)力。那么，去除金屬，拋開(kāi)塑包鋁，轉(zhuǎn)而進(jìn)入“全塑”時(shí)代，能夠給所有LED行業(yè)的同仁一條全新的綠色通道嗎？
　　
　　室內(nèi)燈具前景明朗
　　
　　當(dāng)前，隨著相關(guān)塑料導(dǎo)熱系數(shù)的不斷提升，此前只能應(yīng)用于10W以下室內(nèi)燈具的導(dǎo)熱塑料，目前在諸如100W-200W的室內(nèi)大功率燈具上面，也能看到它的身影。
　　
　　“當(dāng)前在室內(nèi)燈具領(lǐng)域，采用金屬方式制成散熱器件的情況已較少看到，以塑包鋁或者全塑方案較為普遍。”有業(yè)內(nèi)人士這么表示。　　
　　“此前我們要求LED焊點(diǎn)溫度需保持在65℃以內(nèi)，現(xiàn)在隨著芯片耐熱程度的提升，即使超出95℃，芯片也能正常使用。再綜合燈具轉(zhuǎn)熱比、塑料導(dǎo)熱系數(shù) 逐步提升等幾個(gè)方面因素來(lái)看，室內(nèi)燈具已經(jīng)完全沒(méi)有必要再使用金屬外殼。”　　
　　記者了解到，兩年前導(dǎo)熱塑料的應(yīng)用還僅僅停留在球泡燈領(lǐng)域。但自去年開(kāi)始，它已開(kāi)始逐步進(jìn)入到筒燈、射燈以及PAR燈等室內(nèi)照明領(lǐng)域。同時(shí)，從當(dāng)前全 球知名照企的生產(chǎn)線上，我們也能獲悉，包括飛利浦、歐司朗等巨頭，它們的室內(nèi)燈具幾乎通通采用全塑或者塑包鋁結(jié)構(gòu)，已經(jīng)沒(méi)有純金屬的存在。
　　
　　“從目前來(lái)看，室內(nèi)散熱器的‘塑料化’趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯。并且塑包鋁的散熱結(jié)構(gòu)將會(huì)流行一段時(shí)間，因?yàn)樗鼘?duì)于散熱器的導(dǎo)散熱功能起到一個(gè)良好的促進(jìn)作用，二者的結(jié)合是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。”　　
　　“但我相信，塑包鋁終究只是一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品，未來(lái)的LED燈具將全面進(jìn)入到‘全塑’時(shí)代。散熱的‘塑料化’，將是室內(nèi)光源類產(chǎn)品的一條必經(jīng)之路，現(xiàn)在是導(dǎo)熱塑料，過(guò)不了太久會(huì)變?yōu)槠胀ㄋ芰希�隨著時(shí)間的推移會(huì)變?yōu)槿�塑的方案�?rdquo;　　
　　戶外成為瓶頸？
　　
　　“在大功率的戶外燈具領(lǐng)域，導(dǎo)熱塑料暫時(shí)還無(wú)法達(dá)到與之相匹配的適應(yīng)要求。”某業(yè)內(nèi)技術(shù)人員告訴記者，當(dāng)前市面上絕大多數(shù)的戶外燈具，外殼依舊以金屬作為主導(dǎo)，散熱器“塑料化”尚未波及到此領(lǐng)域。
　　
　　“這主要是由于塑料的材料特性所決定的，它在戶外領(lǐng)域的應(yīng)用存在致命缺陷。”戶外燈具不僅僅只考慮材料的散熱需求，還需要結(jié)合器件本身的 防紫外、抗UV、抗雷擊等性能，而塑料制品在 這些極端環(huán)境下容易表現(xiàn)出物理疲勞性。因此，此領(lǐng)域的“塑料化”普及，目前還無(wú)法施行。
　　
　　同時(shí)，記者也獲悉，由于塑料本身為樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，所以它致密度不如金屬。通常情況下塑料整體密度多達(dá)到2.0 g/cm?，而即便是質(zhì)地輕的鋁材，密度也為2.7 g/cm?。所以，對(duì)于一些長(zhǎng)期處于水下的燈具，或者防水等級(jí)要求達(dá)到IP68的燈具，塑料也依然無(wú)法勝任。
　　
　　而即便是由于密度的減輕，塑料可大幅度減少燈體重量，但是相較于戶外燈具在安全性方面的考量，這點(diǎn)優(yōu)勢(shì)也可謂微乎其微。
　　
　　“我想通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)，供你們研究戶外燈具外殼由金屬改用塑料的可行性。當(dāng)前我們采用的金屬外殼，平均在每顆LED光源上的成本，約在0.7元人民幣左 右。如果改用塑料，它還能再降多少成本。同時(shí)，它降下來(lái)的成本對(duì)我們的意義究竟有多大，這是個(gè)值得去深思的問(wèn)題。”當(dāng)前金屬材料在整體燈具的成本占比已達(dá)到一個(gè)非常低的平均值，因此戶外燈具企業(yè)如果考慮使用塑料，會(huì)對(duì)投入及回報(bào)比進(jìn)行一個(gè)慎重的權(quán) 衡。
　　
　　“我們是做戶外大功率散熱器的，當(dāng)前導(dǎo)熱塑料在低功率產(chǎn)品的應(yīng)用上沒(méi)有任何問(wèn)題，但如果應(yīng)用到100w以上的戶外大功率產(chǎn)品時(shí)，其本身的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)存 在一些問(wèn)題，此外還容易引起光源老化，因此目前幾乎無(wú)人使用。”某個(gè)做散熱器的公司技術(shù)人員說(shuō)，對(duì)于未來(lái)趨勢(shì)而言，導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱系數(shù)還需 要進(jìn)一步得以提升，因?yàn)楫?dāng)前大功率金屬熱管導(dǎo)熱系數(shù)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)相當(dāng)高的系數(shù)，塑料制品還需要在此方面做到相應(yīng)的匹配。
　　
　　未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
　　
　　“從目前市場(chǎng)情況來(lái)看，導(dǎo)熱塑料在改性方面，已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。兩三年以前，導(dǎo)熱系數(shù)只有6W/m.K左右，現(xiàn)在可以做到20-30W/m.K，下一步待技術(shù)繼續(xù)升級(jí)優(yōu)化后，會(huì)達(dá)到更好的效果。”記者了解到，業(yè)內(nèi)仍看好未來(lái)塑料行業(yè)的發(fā)展前景。
　　
　　“除此之外，隨著光源本身熱阻的降低，光源發(fā)熱量的隨之降低，這也給予了塑料材質(zhì)去占領(lǐng)這個(gè)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。”但結(jié)合實(shí)際情況而言，這還有待于時(shí)間的檢驗(yàn)。
　　
　　“實(shí)際上，我認(rèn)為將來(lái)在室內(nèi)散熱領(lǐng)域走向全塑時(shí)代已經(jīng)不成任何問(wèn)題。而在戶外大功率領(lǐng)域，在解決基礎(chǔ)材料特性后，塑料也是大有可為。同時(shí)，從節(jié)能環(huán)保 的角度來(lái)看，制造金屬器件的過(guò)程本身就是在浪費(fèi)大量的能源，與我們做LED燈具節(jié)能省電之目的，是相違背的。”因此無(wú)論從安全性、可靠性等方 面，塑料都將成為未來(lái)趨勢(shì)，尤其在室內(nèi)照明方面。
　　
　　“當(dāng)前，整個(gè)LED市場(chǎng)大的變化便在于光源技術(shù)的突飛猛進(jìn)，此前的LED量產(chǎn)光源光效多達(dá)到100lm/w。這預(yù)示1w的電能，只有30%-40%轉(zhuǎn)化為光能，其余的60%變?yōu)闊崮堋Ｒ虼耍�這個(gè)熱能需要借助散熱塑料或者金屬把它及時(shí)散掉。”　　
　　“但是隨著LED光源技術(shù)的快速發(fā)展，明后兩年，當(dāng)250lm/w的LED光源適時(shí)推出的時(shí)候，LED燈具成品將會(huì)做到60%電能變成光，40%變成 熱。甚至，這個(gè)比例還會(huì)有進(jìn)一步的傾斜。”董沛提到，在光電特性上做出這樣的相應(yīng)調(diào)整之后，LED燈具的散熱就變得無(wú)關(guān)緊要，而此時(shí)便是“全塑”時(shí)代真正 來(lái)臨的時(shí)刻。
　　“總而言之，隨著光源光電特性以及塑料導(dǎo)熱系數(shù)的逐步提升，在當(dāng)前LED材料界，肯定有利于塑料散熱器的進(jìn)一步應(yīng)用，其前景非常光明。而且對(duì)于LED行業(yè)而言，塑料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用便是一個(gè)典型例子，值得廣大LED業(yè)界同仁去借鑒以及學(xué)習(xí)。”

目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有公司投入到例如石墨烯導(dǎo)熱塑料的研究當(dāng)中，無(wú)錫康烯塑料科技有限公司就是其中的一家，我們正在這方面進(jìn)行合作和開(kāi)發(fā)。