?在全球性的能源短缺和環(huán)境污染加劇的今天，LED以其節(jié)能環(huán)保的特點有著廣闊的應(yīng)用空間。根據(jù)CREE XLamp XR-E 的測試報告，LED器件溫度越低，越能延長LED燈的壽命。因此，解決熱量管理問題已成為高亮度LED應(yīng)用中的關(guān)鍵。

一般來說，LED燈工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關(guān)重要，市場上的高亮度LED燈具由LED器件、散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動器、透鏡組成。為了爭奪市場控制制造成本常常采用自然散熱方式，效果并不理想。而LED器件散熱效果又直接影響其使用壽命及亮度效果。

散熱設(shè)計的重要性

LED本身是半導(dǎo)體器件，所有半導(dǎo)體器件正常工作都有一定的溫度要求，包括環(huán)境溫度和工作溫度。一般半導(dǎo)體器件正常工作的環(huán)境溫度都要低于80度，當(dāng)LED內(nèi)部的PN結(jié)溫度到達(dá)140度的時候，就會失效。這如同于各位身邊的每一件電子產(chǎn)品，如：電視機(jī)、顯示器、計算機(jī)主機(jī)等。不正確的散熱設(shè)計會直接導(dǎo)致LED壽命縮短和加快光衰速度。對于LED燈而言，良好的散熱設(shè)計溫升最好控制在35以下。結(jié)溫80以下。在此種環(huán)境下LED燈其理論壽命可達(dá)到50000H以上。

目前主流散熱設(shè)計方案

現(xiàn)在主要有以下幾種散熱方法：

鋁散熱鰭片：這是最常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。

導(dǎo)熱塑料殼：在塑料外殼注塑時填充導(dǎo)熱材料，增加塑料外殼導(dǎo)熱、散熱能力。

空氣流體力學(xué)散熱：空氣流體力學(xué)利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是最低成本的加強(qiáng)散熱方式。

風(fēng)扇燈殼內(nèi)部用長壽高效風(fēng)扇加強(qiáng)散熱：造價低，效果好。不過要換風(fēng)扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設(shè)計較為少見。

導(dǎo)熱管散熱技術(shù)：導(dǎo)熱管利用導(dǎo)熱管技術(shù)，將熱量由LED芯片導(dǎo)到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等這是常見的設(shè)計。

表面輻射散熱處理燈殼表面做輻射散熱處理：簡單的就是涂抹輻射散熱涂料，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。

LED燈散熱新方式

均熱板(Vapor Chamber)能實現(xiàn)超高熱流密度傳熱，可解決高功率LED的熱點問題。均熱板是一個內(nèi)壁具微結(jié)構(gòu)的真空腔體，當(dāng)熱由熱源傳導(dǎo)至蒸發(fā)區(qū)時，腔體里面的工質(zhì)會在低真空度的環(huán)境中，便會開始產(chǎn)生液相氣化的現(xiàn)象，此時介質(zhì)吸收熱能并且體積迅速膨脹，氣相的介質(zhì)會很快充滿整個腔體。當(dāng)氣相介質(zhì)接觸到一個比較冷的區(qū)域時便會產(chǎn)生凝結(jié)的現(xiàn)象，藉由凝結(jié)的現(xiàn)象釋放出在蒸發(fā)時累積的熱，凝結(jié)后的液相介質(zhì)會藉由微結(jié)構(gòu)的毛細(xì)現(xiàn)象再回到蒸發(fā)熱源處。此運作將在腔體內(nèi)周而復(fù)始進(jìn)行，這就是均熱板的運作方式。由于工質(zhì)在蒸發(fā)時微結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生毛細(xì)力，所以均熱板的運作可不受重力的影響。

　　圖1：采用均熱板LED燈的散熱結(jié)構(gòu)去掉了基底。 

　　圖1給出了采用均熱板的LED燈的散熱結(jié)構(gòu)，它去掉了基底，減少一大部分熱阻。 LED器件可以緊密排列并直接綁定在均熱板上，并以標(biāo)準(zhǔn)打線封裝機(jī)臺直接封裝LED器件及相關(guān)電路，構(gòu)建成一個獨立光源。

　　這種將LED器件直接綁定在均熱板上的方法有明顯的好處。LED器件的下方與均熱板接觸，可以通過均熱板把點熱源擴(kuò)散并可有效地將熱傳遞至后端，從而降低熱點溫度Tj，提高LED壽命。此外，這種方法還可集中擺放LED器件，讓光源集中，有利二次光學(xué)設(shè)計。而采用SMD封裝的均熱板還可以使用SMD自動化設(shè)備進(jìn)行大批量生產(chǎn)。 

　　圖2給出了采用均熱板的高功率LED燈(將總功率為50W的多個LED直接綁定在均熱板)與采用銅基底的同樣功率LED燈的溫度對比。

　　圖2：采用均熱板(VC)和采用銅基底(Cu)的高功率LED燈的溫度對比。

　　除了應(yīng)用在高功率LED路燈外，目前均熱板解決方案還主要用在功率半導(dǎo)體冷卻、刀片服務(wù)器、圖形顯示卡、電信基礎(chǔ)設(shè)施、功放、雷達(dá)發(fā)射模塊、衛(wèi)星和筆記本電腦上。邁科的均熱板的尺寸和形狀可定制，其最低熱阻已低至每瓦0.05度，厚度小于3mm。該公司還開發(fā)了能處理300W熱功率以上的均熱板來解決高端圖像卡的散熱問題。超薄設(shè)計可提供3.0mm厚度均熱板可為單插槽圖像卡提供150W的散熱能力。