[發明專利]一種LED燈用高效散熱器及其制備方法

無效

• 申請號: 201210416977.2
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102966928A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 崔曉鵬;王平凱
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種LED燈用散熱器，具體是一種大功率LED燈使用的銅基板與鎂合金散熱器復合的新型散熱器結構及其制備方法。

背景技術

鎂合金是實際工程應用中最輕的工程結構材料(密度1.74-1.80g/cm³，大約為鋁的2/3，鋼的1/4)，具有比重輕、比強度及比剛度高、阻尼性及切削加工性好、散熱性好、電磁屏蔽能力強以及減振性好和易于回收等一系列獨特的性質，滿足了現代工業對減重、節能的要求，以及環保方面的要求，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。

LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。

近年來，世界上一些經濟發達國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術競爭。其中LED散熱一直是一個亟待解決的問題。研究表明，假如LED芯片結溫為25度時的發光為100％，那么結溫上升至60度時，其發光量就只有90％；結溫為100度時就下降到80％；140度就只有70％。

除此之外，LED的溫度升高還會使其光譜移動、色溫升高、正向電流增大(恒壓供電時)、反向電流也增大、熱應力增高、熒光粉環氧樹脂老化加速等。即LED的光衰或其壽命與其結溫直接相關，散熱不好將直接導致結溫升高、壽命縮短。可見改善散熱、控制結溫是LED燈具設計與制造過程中最為重要的問題之一。

現有的用于LED燈中的散熱器，絕大多數采用電子式散熱器或鋁合金散熱器，目前已經有廠家在進行鎂合金散熱器的研發，但多采用散熱器和基板分體制造，基板與散熱器之間大多利用硅膠導熱層來實現二者的緊密結合以及良好散熱。此外，也有通過螺釘將散熱器固定在基板上的研究報導。

LED燈正在向小型化、大功率、高亮度方向發展，其發熱量將更大，對LED燈散熱性能的要求也越來越高，散熱性能的不理想必將降低LED燈的照度，同時縮短LED燈、尤其是大功率LED燈的使用壽命，

發明內容

本發明提供一種LED燈用高效散熱器及其制備方法，該散熱器可有效提高散熱速度，特別適用于大功率、高亮度LED燈，可大大延長其使用壽命。

本發明通過采用銅/鎂復合結構，即將鎂合金作為散熱器材料，將純銅作為基板材料，并且，二者之間通過壓鑄法完成表面的結合。

所述的銅基板經過沖壓，形成非光滑的表面。

所述的銅基板與鎂合金散熱器之間結合的制備方法及步驟如下：將銅基板預熱至200-250℃，利用專用工具將銅基板放入散熱器壓鑄模具的定模定位座內；將壓鑄機合模，壓鑄成形，使銅基板和鎂合金散熱器結合為一體；開模，即動模向開模方向移動，定模內的頂針將銅基板與鎂合金散熱器的復合部件從定模中頂出；修整鑄件，將鑲嵌件的定位座去除。

所述的非光滑表面的形態有兩種：一種為條紋形，一種為網格形。

所述的銅基板與鎂合金散熱器表面結合牢固，二者之間不需要使用硅膠導熱層。

本發明的有益效果為：利用高壓鑄造方法將銅基板與鎂合金散熱器進行一體化鑄造成形，在保留利用銅基板的優良導熱性能的前提下，充分利用鎂合金的高效散熱能力以及低密度的材料優勢，在大幅度降低LED總成重量的同時，改善其散熱能力，提高大功率LED燈的照度和使用壽命。與目前大多采用的LED燈的散熱結構相比較，本發明在散熱器的散熱連接面與基板的導熱面之間不必采用軟性、可壓縮的導熱硅膠片連接，采用銅金屬面與鎂合金直接接觸散熱，散熱效率可提高幾百倍(目前采用的導熱硅膠的導熱系數約為0.8-6.0W/(m·k)，而純銅的導熱系數為386W/(m·k)、純鎂的導熱系數為171W/(m·k))。對于大功率LED燈，本發明在大大提高散熱效率的同時，可節省導熱硅膠的材料成本、導熱硅膠、銅基板與散熱器的裝配流程、以及裝配的人工成本，將使產品具有較強的整體競爭優勢。

具體實施方式

下面的具體實施例是對本發明作出的進一步說明，并不是對發明內容的限制。

實施例1

本實施例應用于一款大功率點陣式LED路燈。

該路燈的功耗為120W-200W，LED燈珠的數量為144個。采用純銅作為基板材料，采用AZ91D鎂合金作為散熱器材料。

該銅基板經過沖壓成型，上表面為平面，下表面為網格形態，網格寬度6mm，條紋間距50mm，形成非光滑表面。