塑料散热器.docx

用于LED的塑料散热器茅于海最近塑料散热器也引起人们的注意按理导热性能好的材料通常都是导电性能好 的材料，反过来导电性能差的塑料，其导热性能一定也差这是必然的所以显 然金属要比塑料的导热性好实际上也是如此那么，是不是塑料就一定不能用 来做散热器呢？并不如此！最近国际上研发出了多种导热塑料，其材料大多为以工程塑料和通用塑料为基 材，如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等然后在塑料中填充某些金属 氧化物粉末、碳、纤维或陶瓷粉末而成例如将聚苯硫醚(PPS)与大颗粒氧化镁 (40〜325目)相混合就可以制成一种绝缘形的导热塑料其典型的热传导率范围 为1-20 W/m-K，某些品级可以达到100 W/m-K这一数值大约是传统塑料的 5-100倍，一般塑料的热传导率只有0.2 W/m-K不过如果为了得到高导热率而 添加过多的金属粉末，就会变成具有导电性以致无法在某些场合应用美国 Coolploy 公司的一些导热塑料的性能如下E4505 (PC ): 导热系数 10w/mk 导热导电应用：外壳和辐射器 D5108 (PPS): 导热系数 10w/mk 导热绝缘应用：板子/芯片 D5506 (LCP): 导热系数 10w/mk 导热绝缘应用：板子/芯片 D8102 (TPE): 导热系数 3w/mk 导热绝缘应用：界面 E5101 (PPS): 导热系数 20w/mk 导热导电应用：散热器。

那么为什么导热塑料还可以做成散热器呢？它的散热性能能和传统的铝散热器 比美吗？完全可以，甚至更好！你能相信吗？我们知道，任何散热器，除了要能快速地把热量从发热源传导出到散热器的表面， 最后还是要靠对流和辐射把热量散到空气中导热系数高，只解决了传热快的问 题，而散热则主要由散热面积、形状、自然对流和热辐射的能力决定，这些几乎 和材料的导热性无关所以只要有一定的热传导能力，塑料散热器照样可以成为 良好的散热器！一般来说，如果热量从热源到散热器表面的距离小于5mm，那么只要导热系数 大于5时，其散热就是由对流主导的了，这时候传导散热就已经不起什么作用了 这可以从下面的曲线看出来图1 中给出了导热系数和传导对流散热的关系图中横坐标是导热系数，纵坐标 是热源和环境的温差各种颜色的曲线是热源和散热器表面的距离如果距离小 于 5mm （绿色曲线），那么只要导热系数大于 5 ，其散热能力就完全由对流决定 了温差越小、距离越小，导热系数就越不重要而且对于理想的好散热器来说，大约 7 成的热是靠对流散热，而 3 成的热是靠辐 射散热而导热塑料的辐射散热能力一点也不逊色下面是各种材料的热辐射系数材料钢铸铁铝铜黑色塑 料抛光未氧化0.05-0.10.30.02-0.10.060.8-0.9粗加工轻微氧化0.5-0.60.750.3-0.40.5严重氧化0.8-0.950.8-0.950.4-0.450.8所以可以说，如果两个形状完全相同的散热器，一个是铝做的，一个是导热塑料 做的，如果铝做的散热器没有经过发黑处理，其散热能力还比不上黑色导热塑料 做成的散热器！因为二者的对流散热是一样的，而辐射散热则以塑料的更好！ 下面以一种上海合复新材料公司的散热塑料为例，这种材料的指标如下：主要性能参数Therpoxy热变性温度180度@3.2毫米导热系数2.9瓦/米.度表面电阻>1012欧姆击穿电压4000 伏阻燃UL94 V0@1.3 毫米灼热丝GWIT750度@ 1.3毫米和常用的铝散热器相比，不可忽视塑料导热材料还有一些其他优点。

浇铸铝散热器导热工程塑料导热率比较咼相对金属较低散热效果一般相当好绝缘性能不绝缘极好的绝缘加工方式压铸，浇铸，拉丝注塑成型和LED连接方式机械连接、粘接、焊接机械连接、粘接、焊接加工温度>500 度>250 度二次加工需要不需要系统成本中等较咼与传统材料相比，导热聚合物有较高的耐屈挠性和拉伸刚度，但抗冲击强度较差， 而且其固有的低热膨胀系数可有效减少制件收缩其实可以认为其最大的优点是绝缘铝散热器由于其良好的导电性往往是非隔离 式电源在通过CE或UL认证时所担心的一个因素，而采用塑料散热器就可以同 时采用非隔离式电源而不必担心其安全问题此外，它的密度要比铝轻铝的密度是2700kg/m3,而塑料的密度为1420 kg/m3, 差不多为铝的一半，所以同样形状的散热器，塑料散热器的重量只有铝的 1/2而且加工简单，其成型周期可以缩短 20-50%，这也就降低了成本的压力下图为上海龙茂公司生产的采用上海合复新材料公司的导热塑料外壳散热器的LED 球泡灯它可以散大约 8 瓦的功率这个功率已经接近球泡灯的极限功率(9W)再要进一步加大其功率，就只能采用强制风冷了塑料散热器的唯一缺点是单价比较贵，所以目前还不适合于 LED 路灯这类的大型LED散热器中，而只适合于室内小功率LED灯具。