LED灯照明应用中的热界面材料

热界面材料（TIM）是LED灯底板和冷却系统之间的一种重要媒介。通常来说，TIM的热传导性越好，则散热性能越佳。然而，只考虑热传导性可能还不够。在本文中，我们将为您解释选择适当TIM时所要考虑的重要因素。

热界面材料指在LED灯芯片等热源和热沉之类的冷却系统之间建立有效导热路径所使用的材料。热界面材料（TIM）具有热传导性，用于增加像PCB和热沉之间等固体连接面的导热性，以增减热传导效率。机械接触装置之间的缝隙充满了空气，传导性很差（见图1）。

图1. 两个界面之间的气袋：a-未填充TIM，b-填充了TIM

在市场上有各种热传导界面、热润滑脂、相变材料、热胶带和填隙热垫。很多界面材料都包括一种添加了填充剂（例如陶瓷颗粒）的基础材料（例如油脂或聚合物），以增强基础材料的热传导性。

PPI黏贴品公司开发了各种热传导薄膜和自黏胶带。这些产品使客户就上述问题获得了低成本高收益的优质解决方案。

最受青睐的有以下几款材料:

• PPI TC 150B-1000B - 双面泡沫导热胶带
• PPI TCS 250B-100B - 单面泡沫导热胶带 
• PPI RD-548 - 丙烯酸酯胶黏剂转移导热胶带 
• PPI RD-628 - 高粘双面胶黏剂导热胶带

而且，PPI的转换和模切性能有利于我们的客户选择高级自动化组装LED灯和热沉冷却系统。

LED灯性能和寿命退化

LED灯的寿命:

使用TIM的关键问题是它会缩短LED灯模块的寿命。较高的结温(Tj) 会降低LED灯的性能，尤其是其使用寿命、颜色品质和流明输出。超过最大额定结温，温度每增加10 °C，LED灯的使用寿命会缩减30-50%。

色差问题:

适当冷却的好处对于维持LED灯芯片的适当色温来说同样重要。结温的增加也会在光谱的上端产生色差。这一点对于通常使用蓝色波长与磷光体耦合的“白色”LED灯光源来说非常重要。高温导致颜色向红色波长发生偏移，改变了与磷光体的相互作用，结果产生不同的白色调光线。

LED灯照明效率:

仔细选择优质的TIMs能够积极影响LED灯的流明输出。电流的增加能够逐渐提高流明输出。然而，更高的电流也会增加LED灯的热集结。所以，必须对电流进行调整来优化系统性能和使用寿命。

这些所有产品更多的物理特性: 

导热性 - 热界面材料的核心参数，导热性是一种材料特性，并不取决于样品几何，可以简单以描述为热量从特定材料通过内部热传导发生转移的能力。

热阻- 材料的热阻是一种介于导热和导电性能之间的类似的以试验为基础的特性。热流量可视为一种流量及导热系数、材料厚度和阻热面积的组合。

结温 (Tj) -驱动电流通过LED灯芯片时，热量是射出的光束产生的副产品。将LED灯的结温保持在较低水平非常重要。词组“结”指LED灯半导体芯片的p-n结。在数据表中您可以找到每一LED产品的最大建议值。既然 Tj 是LED灯能够达到的最高温度，因此它代表了预测LED灯寿命时的性能系数。从热能角度来说，影响结温的因素很多，例如冷区系统、环境和界面材料等。

结温的计算公式如下:

Tj = Rj-c x P +Tc

其中Rj-c表示结点热阻，由火电厂家提供，P – 表示LED灯的电功率和能源效率(WPE)，Tc 表示表面温度。如果Tj高于厂家规定的最大允许结温，则必须重新设计LED灯和热沉冷却系统。