導熱塑料用在LED上：隨著溫室氣體排放引起氣溫變暖，人們增強了節(jié)能環(huán)保意識。新型節(jié)能電致發(fā)光二極管(LED)的使用備受國際社會的關(guān)注。由于LED具有體積小、發(fā)光效率高、能耗低、亮度高、環(huán)保等優(yōu)點，各國政府加大對LED研發(fā)的資金資助和相應政策支持。在過去十年中，LED技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前LED已在廣告媒體視頻屏幕、汽車車燈、背光光源、 標識與指示性照明、景觀照明、室內(nèi)照明(白色LED)領(lǐng)域得到了廣泛應用。

　　通常高功率LED(HPLED)輸入功率中有15%～20%的能量轉(zhuǎn)變成光，余下80%～85%的電能均轉(zhuǎn)變成熱。如果不能將集中在尺寸僅為1mm×1mm×0.25mm芯片內(nèi)的熱量及時散逸出去，則會導致芯片溫度升高和應力分布不均勻。當LED的結(jié)點溫度超過器件能承受的高溫度時，LED的光輸出特性將會性的衰減。研究表明，LED的工作溫度從63℃升至74℃， LED的使用壽命少了3/4。

　　一般PN結(jié)點溫度不能超過110℃，隨著PN結(jié)點溫度上升，發(fā)光材料的禁帶寬度減小，導致LED發(fā)光光波向紅波長方向位移，使白光色度變差。驅(qū)動LED工作的半導體器件允許工作溫度低于100℃，當LED器件溫度上升到 120℃時，亮度下降35%且引起高分子結(jié)構(gòu)材料的降解。導熱塑料是解決LED芯片散熱的優(yōu)選材料，它可以把LED發(fā)光產(chǎn)生的熱量及時導出，有效地降低結(jié)點溫度。因此，導熱塑料的研制和應用也是今后LED在市場獲得發(fā)展的關(guān)鍵問題。

　　導熱塑料在LED中的應用

　　導熱塑料可以制作LED部件如外殼、散熱器、基板、反射器、插件和其它部件等。近幾年來國際上許多塑料公司研發(fā)出了多種導熱塑料，大多選用工程塑料和通用塑料為基材，如PA、LCP、PPS、PET、PBT、PEEK、ABS、PP等。一般塑料的熱導率只有0.2W/(m·K)左右，如果在塑料中填充導熱填料，其熱導率可在1W/(m·K)～20W/(m·K)左右，是傳統(tǒng)塑料熱導率的5～100倍。導熱填料可分為導熱無機絕緣填料和導熱非絕緣填料兩大類。導熱無機絕緣填料有Al2O3、BN、AlN、ZnO、MgO等;非絕緣導熱塑料填料有導電率和熱導率均較高的金屬粉、石墨、炭黑、碳纖維等。前者與塑料基體相互混合可制成導熱絕緣塑料，后者為導熱非絕緣塑料。

　　導熱塑料可以取代傳統(tǒng)的鋁做成散熱器。導熱塑料的密度要比鋁輕，差不多為鋁的一半，所以塑料散熱器的質(zhì)量只有鋁散熱器的1/2。塑料散熱器可用注射成型加工，其成型周期可以縮短20%～50%。用導熱絕緣塑料散熱器就可以采用非隔離式電源而不必擔心其安全問題。塑料散熱器的缺點是單價比較貴，所以目前還不適用于LED路燈一類大型LED散熱器中，而只適合于室內(nèi)小功率LED燈具。

　　LED燈具外殼用導熱塑料

　　塑料的熱導率一般在0.14～0.34，屬于介電絕緣材料，美國CoolPolymer公司于2000年開發(fā)導熱塑料并建立條工業(yè)化生產(chǎn)線，在電器、醫(yī)療、航空航天、汽車、照明、筆記本電腦中廣泛應用，隨后各國塑料公司都開展了導熱塑料的生產(chǎn)。目前，國外生產(chǎn)導熱塑料的主要廠商和產(chǎn)品牌號，見表1。