汽车照明的热管理方法（一）

对振动不敏感、使用寿命长、高能效以及对光源进行完全控制的可能性是LED应用于汽车领域的关键因素。与白炽灯泡相比，LED对机械振动不敏感，并且由于智能汽车照明系统需要符合车辆要求与环境条件，因而LED易于控制的特性使其成为这一照明系统的自然选择。然而，驱动LED以获得高效的光输出，则需要独立于电源电压的电流控制。

LED系统设计可以从多个角度进行探讨。在PCB层，一种方法是首先定义LED结点的最高温度，因为高结点温度降低LED光发射，从而降低器件效率。汽车或卡车上使用的印刷电路必须非常可靠且高度耐用，但也必须具有成本效益。除了考虑LED光源所带来的影响外，电路板设计还必须考虑驱动器的影响。材料应力、静电放电、电场和磁场以及射频干扰都是汽车电子所必须应对的外部因素。

PCB热管理

节能大功率LED实现的主要障碍是对其产生的热量进行管理。随着设计技术的进步，防止器件免受热量积聚影响的需求也日益增加，进而促进了板上芯片（COB）、陶瓷热沉，以及其它针对功率LED的标准热管理的封装方案发展。大功率LED的尺寸很小，需要出色的散热性能，以降低芯片的温度，从而提高效率。

在产品的整个生命周期中管理热阻抗的能力对于LED热管理至关重要。在各种高温应用中，封装的选择应将适当散热的能力考虑在内。特别是，方形扁平无引脚（QFN）封装为温度敏感性应用提供了低感抗特性。另一方面，LTCC封装和衬底可以保证降低介电损耗，但最重要的是，可以实现较小器件尺寸、较少的互连，从而可以降低各种无源寄生参数。

LED设计

虽然热管理不容忽视，但每个LED设计还必须满足应用的性能要求和上市时间限制。最传统的热衬底——金属芯PCB（MCPCB）、氧化铝（Al2O3）和氮化铝（AlN），可以满足所有要求以及市场需求。纳米陶瓷是一种低成本的解决方案，可以满足30 w／mk到170 w／mk之间的市场需求。

LED封装必须在阳极和阴极电极上设计有热垫。与其他应用于各领域的电子器件一样，随着结点温每升高10°C，LED封装的故障率就会加倍。FR4（阻燃）材料和复合环氧材料（CEMS）是完美的热绝缘体，具有出色的导热性能，可实现良好的散热。

板上芯片（COB）LED（图1）在市场上迅速普及。COB LED必须消耗10 W／cm2的热功率，将材料的选择限制在AlN、Al2O3和MCPCB上。MCPCB采用金属基材作为散热片。金属芯通常由铝合金组成。热CLAD（TCLAD）是一种金属基电介质，表面覆有一层铜。更高的可靠性，易处理性以及出色的性价比，使得带有TCLAD的MCPCB成为传统FR4衬底的卓越替代品。