[發明專利]一種LED相變散熱基板及其制備方法

在審

• 申請號: 201710197905.6
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107068846A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 湯勇;李宗濤;余彬海;鐘桂生;袁偉;余樹東
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種LED相變散熱基板，其特征在于，包括上蓋板（1）、納米吸液芯（2）、下蓋板（3）和填充在基板內的液體工質；所述納米吸液芯（2）燒結在上蓋板（1）和下蓋板（3）的內側面上；所述上蓋板（1）和下蓋板（3）通過焊接拼合，在焊接拼合后的內部形成密閉的空腔，將空腔抽真空并灌注液體工質。

2.根據權利要求1所述的一種LED相變散熱基板，其特征在于，所述上蓋板（1）的外側面上設置有絕緣膠層（4），在絕緣膠層（4）上設置有線路（7）；所述絕緣膠層（4）為納米級的氧化鋯。

3.根據權利要求1所述的一種LED相變散熱基板，其特征在于，所述下蓋板（3）的內側面設置有支撐凸臺；所述上蓋板（1）和下蓋板（3）設置有用于焊接的連接法蘭；所述上蓋板（1）和下蓋板（3）的材質為紫銅，厚度均為0.08mm~0.1mm，且外形通過沖壓工藝制成。

4.根據權利要求1所述的一種LED相變散熱基板，其特征在于，所述納米吸液芯（2）是相互粘連且貼合在上蓋板（1）和下蓋板（3）上的多層納米銅線絲網膜，納米吸液芯（2）的厚度為0.1mm~0.15mm，孔隙率為75%~90%；所述的納米銅線的直徑為0.1μm~0.5μm。

5.根據權利要求1所述的一種LED相變散熱基板，其特征在于，所述LED相變散熱基板的總厚度為0.6mm~0.8mm；所述液體工質為純凈水、甲醇和乙醇中的任一種；所述上蓋板（1）和下蓋板（3）的焊接工藝為銅硬釬焊技術，焊料為CuPSnNi系列焊料，焊料的熔點區間為590℃~610℃。

6.制備權利要求1~5任一項所述的一種LED相變散熱基板的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）板材的制備：利用沖壓機將銅片根據所需上蓋板（1）和下蓋板（3）外形的模具沖壓成型并裁出上蓋板（1）和下蓋板（3），清洗后，將絕緣膠涂覆在上蓋板（1）的外側面，形成絕緣膠層（4），在絕緣膠層（4）上設置線路（7）制成上蓋板（1）成品；

（2）納米吸液芯的制備：將溶解有聚乙烯醇的銅的鹽溶液通過靜電紡絲工藝制成納米纖維，粘連在上蓋板（1）和下蓋板（3）的內側面上，并在燒結爐中高溫分解制得氧化銅納米線，最后在高溫氣氛爐中還原成納米銅線，且燒結在上蓋板（1）和下蓋板（3）的內側面上；

（3）板材的焊接：在下蓋板（3）的法蘭和凸臺上涂敷焊料，將下蓋板（3）和上蓋板（1）拼合后，用模具夾緊且施加預應力，置于釬焊爐中進行保護氣氛釬焊；

（4）工質灌注封裝：往焊接后的上蓋板（1）和下蓋板（3）拼合后的型腔中注入液體工質，抽真空處理，最后對抽口進行冷壓密封，并用氬弧焊焊接封口，得到所述LED相變散熱基板。

7.根據權利要求6所述的一種LED相變散熱基板的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述清洗是先在稀釋了10倍的HF-223金屬清洗劑中超聲波清洗3~7min，洗去表面油污及邊緣毛刺，再用清水沖洗去蓋板表面殘余的清洗液。

8.根據權利要求6所述的一種LED相變散熱基板的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的溶解有聚乙烯醇的銅的鹽溶液的配比為：聚乙烯醇占總溶液質量的10%~15%，銅化合物占總溶液質量的10%~20%；所述銅的鹽溶液為氯化銅溶液或硫酸銅溶液。

9.根據權利要求6所述的一種LED相變散熱基板的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述高溫分解的溫度為480℃~670℃，分解氛圍為大氣環境，分解時間為50min~60min；所述還原的溫度為820℃~900℃，氛圍為氫氣保護氛圍，時間為30min~40min。

10.根據權利要求6所述的一種LED相變散熱基板的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述釬焊的溫度為610℃~630℃，釬焊氛圍為氮氣保護氛圍，時間為10min~20min。