led的熱阻、導熱系數(shù)和溫度系數(shù)
1、什么是熱阻
熱阻(Heatresistent) 是物體對熱量傳導的阻礙效果。熱阻的單位為℃/W, 即物體持 續(xù)傳熱功率為1W時，導熱路徑兩端的溫差。
熱阻定義的公式為
Rth=(Tj-Tx)/P
式中 Rth—— 熱阻；
Tj——LED 芯片的結(jié)溫； Tx——到某點的溫度；
P——兩點之間傳遞的熱量。
可見熱阻大傳熱的效果就差。降低芯片的熱阻可從Rth=d/λA 得知，對于散熱的通道來 說，長度越短越好，面積越大越好，
導熱系數(shù)λ越大越好，環(huán)節(jié)越少越好。目前散熱較好的 功率LED 熱阻≤10℃/W, 國內(nèi)報道最好的熱阻≤5℃/W, 國外可達熱阻≤3℃/W,
如做到 這個水平可確保功率LED 的壽命。
2、導熱系數(shù)
導熱系數(shù) (Heat Transfer Coefficient) 是衡量導熱能力的物理量。其定義是：導熱系數(shù) 是指傳遞熱量的物質(zhì)厚度為1m 、面積為1m2,
兩壁面的溫差為1℃時，每小時(h) 通過的傳熱量，單位為W/mK (讀作：瓦每米每開，K 表示的是開氏溫度),或W/m℃, 因為其 差值
是一樣的。
導熱系數(shù)和材料熱阻的關系為
Rth=d/ λA
式中 Rth— 熱 阻 ；
d—— 材料厚度；
λ — — 導熱系數(shù)；
A——面積。
表明熱阻與厚度成正比，與導熱系數(shù)和面積成反比。
導熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低 的材料，導熱系數(shù)較小。材料的含水率高、溫度較低時，導熱系數(shù)較小。通常把導熱系數(shù)在 0.05W/m℃以下的材料稱為高效保溫材料。
其他常用的熱傳導系數(shù)參考如下：1070鋁合金226;1050鋁合金209;6063鋁合金201;氮化鋁陶瓷200;6061鋁合金155;壓鑄鋁96;氧化鋁陶瓷24;導熱金屬膠20～24; 導熱硅脂1.5~6;鋁基板0.8~3;硅膠導熱絕緣墊2.45;導熱膠0.8～3;導熱灌封膠0.6;
環(huán)氧樹脂的PCB板0.2～0.8;環(huán)氧樹脂0.19;空氣0.03;這里可以看到陶瓷其導熱性能比 鋁基板還強10倍。
3、溫度系數(shù)
溫度系數(shù)(Temperature Coefficient)是指器材的參數(shù)與溫度的關系。正溫度系數(shù) (Positive Temperature Coefficient,PTC)表示隨著溫度的升高電學參數(shù)變大，泛指正溫度
系數(shù)很大的半導體材料。負的溫度系數(shù) (Negative Temperature Coeficient,NTC)泛指負
溫度系數(shù)很大的半導體材料或元器件。
常用材料的導熱系數(shù)對照表
材料 | 碳納米 | 鉆石 | 銀 | 純銅 | 金 | 純鋁 | 鋁合金 | 鋅 | 鋼材 | 黃銅 | 純鐵 | 錫 | 玻璃 | 瓷器 | 水 |
導熱系數(shù)[W/(m ·K] | 6000 | 2300 | 429 | 401 | 315 | 237 | 162 | 121 | 58 | 109 | 80 | 67 | 6.2 | 1.5 | 0.54 |
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