应用指南发光二极管发光二极管LED 安装间距和散热的关系（安装间距: 5-10mm）目录
1. 前言 .................................................................. 2
2. 评价方法 .......................................................... 2
3. 评价品型号 ...................................................... 3
4. 评价结果和敝公司见解 .................................. 3
5. 总结 .................................................................. 6日本日亚化学工业株式会社
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Jun. 14, 2021

应用指南
1. 前言在灯具中使用 LED 时，通常很少只使用单粒 LED，而是将复数的 LED 并排使用。
在驱动单粒 LED 时，LED 的结点温度（以下简称为“TJ”）就会达到高温，而在驱动复数 LED 时，TJ 更会受周围 LED 影响，升高到更高的温度，使 LED 寿命受到影响。
因此为了控制 TJ，应该关注 LED 的配置设计，也就是说确定适当的 LED 安装间距。保持适当的安装间距，可以控制 TJ 上升，使 LED 达到长寿命。
在本应用指南中，会在日亚公司的试作试验结果的基础上，对 LED 安装间距的最佳设计方案进行探讨。

2. 评价方法
首先在敝公司评价中所指的安装间距是指相邻的 LED 中心点之间的距离。安装间距的示意图如图 1所示。另外如下表 1 所示，在敝公司的评价中使用的电路板有 2 种，包括铝制电路板（以下简称为“AL 电路板”）和环氧玻璃布层压板（以下简称为“FR-4 电路板”）。

发光二极管发光二极管

表 1. 评价电路板

5-10mm铝制环氧玻璃布层

电路板(单面)电路板(双面)ピッチ
间距3mm3mm

表面焊盘

图 1. 安装间距
背面焊盘

板厚(mm)

1.0

1.635

铜箔厚度(μm)
绝缘层(μm)120

敝公司评价的安装间距包括表 2 中的 4 种。
关于试验方法，敝公司让各电路板在无风密闭的试验箱中达到热饱和后，对处于中心位置的 LED 的
负极焊接部（以下简称为“TS”）进行测量，由此计算出 TJ。TS 的测量位置如图 2 所示。
表 2.
间距:5mm

LED 的安装间距

间距:6mm

间距:7mm间距:10mm

图 2. TS 测量点
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3. 评价品型号
对表 3 中的 2 个型号进行了评价。
表 3. 评价品的详细内容产品

型号 NS2W757A-V1型号 NF2W757AR-V1

外形

尺寸 (mm)3.0×3.0×0.52

正向电流 （mA)65150

最大正向电流 (mA)

180200正向电压(V)2.856.3

最大结点温度 (℃)

发光二极管发光二极管120

4. 评价结果和敝公司见解
4.1 型号 NS2W757A-V1
在 1 块电路板的输入功率分别为 4.1W （IF = 150mA）和 1.7W （IF = 65mA）时，LED 安装间距和
中心 LED 的 TJ 的关系如图 3 所示。从图 3 中可以看出 FR-4 电路板的输入功率较小时，安装间距的
大小基本上对 TJ 没有影响，但是在输入功率较大时，TJ 会受到安装间距影响，随着安装间距的减小，TJ 缓缓上升。另外 AL 电路板的 TJ 基本上没有受到间距的影响。

型号NS2W757A-V1 间距 vs. TJ

TA=25℃

150

FR-4 : 4.1W (IF=150mA)
FR-4:4.1W(IF=150mA)
FR-4 : 1.7W (IF=65mA)
FR-4:1.7W(IF=65mA)

TJ max 120℃

125AL : 4.1W (IF=150mA)
AL:4.1W(IF=150mA)

TJ （℃）

AL : 1.7W
AL:1.7W(IF=65mA)(IF=65mA)

100755025456789101112间距 （mm）

图 3.

NS2W757A-V1 的评价结果

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4.2 NF2W757AR-V1
在 1 块电路板的输入功率为 8.5W （IF = 150mA）和 5.7W （IF = 100mA）时，LED 安装间距和中
心 LED 的 TJ 的关系如图 4 所示。从图中可以看出 FR-4 电路板受安装间距影响，安装间距越小 TJ
越高。另外 AL 电路板的 TJ 基本上没有受到间距的影响。

型号NF2W757AR-V1 间距 vs. 结点温度

TA=25℃

200

FR-4:8.5W(IF=150mA): 8.5W (IF=150mA)
FR-4: 5.7W (IF=100mA)
FR-4
FR-4:5.7W(IF=100mA)

175: 8.5W (IF=150mA)
AL
AL:8.5W(IF=150mA): 5.7W (IF=100mA)
AL
AL:5.7W(IF=100mA)

TJ （℃）

150
TJ max 120℃

125发光二极管发光二极管1007550465781091112间距 （mm）

图 4.

NF2W757AR-V1 的评价结果关于 AL 电路板和 FR-4 电路板在试验中出现的差异，应该是因为和 FR-4 电路板相比，AL 电路板的导热率更高，热量容易扩散。因此即使在间距较小、热量比较集中的情况下，TJ 的上升也较缓慢。

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应用指南在以上评价试验中都没有发现安装间距对 AL 电路板的 TJ 有影响，因此敝公司将安装的 LED 数量
增加到 25 粒，加大输入功率到 15.8W，对输入功率较大时 AL 电路板的 TJ 是否会受到间距影响进行了验证。结果如图 5 所示。

型号NF2W757AR-V1 间距 vs. TJ

TA=25℃,IF =100mA

225

FR-4: 15.8W (25pcs)
FR-4:15.8W(25pcs)FR-4: 5.7W (9pcs)
FR-4:5.7W(9pcs)

200

AL: 15.8W (25pcs)
AL:15.8W(25pcs)

175

AL: 5.7W (9pcs.)
AL:5.7W(9pcs)

TJ （℃）

150
TJ max 120℃

12510075发光二极管
发光二极管

50
25456789101112间距 （mm）

图 5.

输入功率 W 的影响根据上图（图 5）可以看出 FR-4 电路板时，安装间距越小，TJ 上升越显著。因此可以得出 TJ 会受到安装间距的影响的结论。另外确认到 AL 电路板时，在敝公司的输入功率下，TJ 基本上不会受到安装间距的影响。
在本试验中，有让 TJ 超过 TJ max。但是在使用中如果超过 TJ max，可能发生如图 6 的损伤，因此请
在实际使用中安装热沉，注意不要让 TJ 超过 TJ max。

图 6. 烧损例

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应用指南5. 总结发光二极管发光二极管

根据以上评价试验结果，可以得出 LED 的安装间距和 TJ 与输入功率（W）的大小有关的结论，因此最好在设计时根据不同输入功率（W）对安装间距进行设计，并且在设计时必须注意电路板的导热率。使用导热率低的电路板（FR-4）时热量容易集中，如果缩小安装间距，会使 LED 容易互相影
响，热量显著上升。而使用导热率高的电路板（AL）时，热量容易扩散，即使是将间距缩小，LED也不容易互相影响，由此可以对热量的上升进行控制。
降低热量可以提高产品寿命，维持光学特性。请贵公司在参考敝公司评价结果的基础上对产品进行设计。
根据 LED 型号、客户使用条件和使用环境的不同，测量值也可能发生变化。因此本应用指南仅供参考。

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