LED 照明铝 PCB 散热设计
来源：捷配
时间: 2025/11/05 09:08:34
阅读: 34
1. 引言?
LED 照明灯具的寿命与光衰率，80% 取决于铝 PCB 的散热性能 —— 行业数据显示，LED 结温每升高 10℃，寿命缩短 50%，某 LED 厂商曾因选用低导热铝 PCB（导热系数 1.0 W/(m?K)），导致路灯灯具 1 年光衰率达 35%，售后成本增加 200 万元。铝 PCB 因金属基板导热优势，成为 LED 照明核心载体，需符合GB/T 24338.3（印制板散热性能测试） 与IPC-2222（刚性印制板设计分标准） 。捷配深耕 LED 铝 PCB 领域 9 年，累计交付 3000 万 + 片 LED 铝 PCB，本文拆解铝 PCB 散热设计核心参数、选型标准及布局要点，助力 LED 企业解决散热相关光衰问题。?
2. 核心技术解析?
LED 照明铝 PCB 散热设计的核心是 “导热路径优化”，需聚焦三大关键参数，且需符合行业标准要求：?
一是基板导热系数（λ），LED 照明按功率分级选型 —— 小功率 LED（＜10W，如筒灯）需 λ≥1.5 W/(m?K)，中功率（10W~50W，如吸顶灯）需 λ≥2.0 W/(m?K)，大功率（＞50W，如路灯）需 λ≥3.0 W/(m?K)，捷配测试显示，λ=1.0 W/(m?K) 的铝 PCB，LED 结温比 λ=3.0 的高 28℃；二是绝缘层厚度，铝 PCB 绝缘层需在 “导热” 与 “绝缘” 间平衡，常规厚度 0.1mm~0.2mm，厚度每增加 0.05mm，导热效率下降 15%，符合IPC-2222 第 6.4 条款（绝缘层耐电压≥2500V）；三是铜厚，LED 功率回路铜厚需≥2oz，确保电流承载与散热辅助，按GB/T 4677 第 5.1 条款，2oz 铜厚导热系数达 385 W/(m?K)，是 1oz 的 2 倍。?
主流 LED 铝 PCB 基材中，捷配定制铝基板 A300（λ=3.0 W/(m?K)，绝缘层 0.15mm，耐电压 3000V）适配大功率路灯；A200 型号（λ=2.0 W/(m?K)，绝缘层 0.12mm）适用于中功率吸顶灯，两者均通过 SGS 散热性能认证，可直接量产。?
3. 实操方案?
3.1 散热设计四步法（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）?
- 基材选型：按 LED 功率匹配导热系数 ——100W 路灯选 A300（λ=3.0），20W 吸顶灯选 A200（λ=2.0），通过捷配 “导热系数测试”（用激光闪射仪 JPE-LaserFlash-300 检测，确保 λ 偏差≤±0.1 W/(m?K)）；?
- 布局优化：LED 灯珠呈 “均匀阵列” 布局，间距≥2mm（避免热集中），功率芯片（如驱动 IC）远离灯珠区（间距≥5mm），用捷配 PCB 布局工具（JPE-Layout 6.0）自动生成散热优化布局，符合IPC-2222 散热布局要求；?
- 铜箔设计：LED 功率回路铜箔做 “大面积铺铜”，面积≥灯珠焊盘的 3 倍，铜厚 2oz，散热过孔直径 0.3mm~0.5mm，孔间距 5mm，过孔数量每平方厘米≥2 个，增强导热路径；?
- 绝缘层验证：每批次取样测试绝缘层耐电压（≥2500V，按IPC-TM-650 2.5.6 标准），用耐压测试仪（JPE-Voltage-500）检测，不合格率需≤0.1%。?
3.2 量产散热管控（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）?
- 压合参数：铝 PCB 压合温度 160℃±5℃，压力 22kg/cm²，保温时间 80min，避免温度过高导致绝缘层老化，捷配压合线（JPE-Press-1000）配备实时温度监控，参数偏差≤±2℃；?
- 导热测试：量产中每 1000 片抽检 20 片，用热电偶（JPE-Thermo-200）测试 LED 工作时铝 PCB 表面温度，大功率路灯 PCB 表面温度需≤65℃（环境温度 25℃）；?
- 不良追溯：若出现散热不良（表面温度超 70℃），立即追溯基材导热系数与铜厚，通过捷配 “工艺溯源系统” 定位压合或蚀刻环节问题，24 小时内出具整改方案。?
4. 案例验证?
某 LED 路灯厂商研发 150W 大功率路灯，初始选用普通铝 PCB（λ=1.5 W/(m?K)，绝缘层 0.2mm，1oz 铜厚），出现两大问题：① LED 结温达 92℃（标准≤75℃），实验室测试 1000 小时光衰率 32%；② 批量生产中，5% 的 PCB 绝缘层耐电压仅 2000V，未达标。?
捷配团队介入后，制定整改方案：① 更换基材为捷配 A300 铝基板（λ=3.0 W/(m?K)，绝缘层 0.15mm）；② 铜厚增至 2oz，功率回路铺铜面积扩大至灯珠区 3 倍，增加 20 个散热过孔；③ 优化压合参数（温度 160℃，压力 22kg/cm²）。
?
整改后，LED 结温降至 68℃，1000 小时光衰率降至 19%（下降 40%）；绝缘层耐电压全部≥2800V，达标率 100%；量产 10 万片后，无散热不良投诉，该方案成为该厂商大功率路灯标准设计，捷配成为其独家铝 PCB 供应商。?
5. 总结建议?
LED 照明铝 PCB 散热设计需以 “功率 - 导热系数匹配” 为核心，从基材选型、布局优化到量产管控形成闭环，关键是避免 “低导热配大功率” 的选型误区。捷配可提供 “LED 铝 PCB 专属服务”：导热系数定制（1.0~5.0 W/(m?K) 全覆盖）、散热仿真（ANSYS Icepak）、GB/T 24338 全项测试，确保散热性能达标。
微信公众号
微信小程序
抖音视频号
浙公网安备 33010502006866号