Led用高效复合散热材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及散热材料，具体涉及一种LED用高效复合散热材料。
【背景技术】
[0002] 在发光二极管（LED)的制造领域，由于技术的限制，LED的光电转换效率还有待提 高，尤其是大功率LED灯珠，因其功率较高，大约有60%以上的电能将变成热能释放，这就 对大功率发光二极管的散热性提出了更高的要求。在现有技术中，通常是将导热硅脂涂覆 在铝制翅片或铜制散热片上，但我们知道，铝的导热系数约为200W/m?K，而一般的导热硅 脂的导热系数只有1~2W/m?!(，这就导致了在某些情况下，硅脂成了阻碍传热的因素之一， 从理论上来讲，两者的导热系数越接近，则传热效率更高，但根据现有技术的制约，导热硅 脂的导热系数很难突破4W/m*K，这在无形中也影响了LED的散热性能。而在当开发具有更 高导热系数的硅脂遇到瓶颈时，我们应该另辟蹊径，试图从散热片的角度去尝试开发新的 高效复合型散热材料。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种LED用高效复合散热材 料，其相对于现有的散热片，具有较低的导热系数，以使得其与常规导热硅脂的传热效率更 加接近，从而能够有助于其与导热硅脂协同发挥出更高的传热效率。
[0004] 本发明的技术方案概述如下：
[0005] -种LED用高效复合散热材料，其包括以下重量份的材料：
[0006]
[0007] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括6~7重量份的钒。
[0008] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括6~7重量份的铪。
[0009] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括2~3重量份的氧化硅。 [0010] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括2~3重量份的氧化硼。
[0011] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括2~3重量份的氧化砷。
[0012] 优选的是，所述的LED用高效复合散热材料，其中，还包括2~3重量份的氧化钕。
[0013] 本发明的有益效果是：本案通过对LED领域散热用的传统散热片材质配方进行改 进和优化，使得其具有了较低的导热系数，以使得其与常规导热硅脂的导热系数更加接近， 从而能够有助于其与导热硅脂协同配合发挥出更高的传热效率。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书 文字能够据以实施。
[0015] 本案提出一实施例的LED用高效复合散热材料，其包括以下重量份的材料：
[0016]
[0017] 现有技术中普遍认为散热片材料的导热系数越大其散热性能越好，而单单从散热 片本身来看，这一观点是对的，但当散热片应用于电子元器件中，尤其是大功率LED中时， 其自身的散热性能往往受到多种因素的局限，也就是说，散热片材料的散热性能高了也没 用，因为与它接触用于传热的媒介-导热硅脂的导热系数较低，它制约了散热材料的导热， 也就是说，散热材料的散热性能被极大地浪费了，散热材料根本就不需要那么高的导热系 数，只有适当大小的导热系数才能更好地与导热硅脂相匹配，协同发挥出更佳的传热效率。 但是，仅仅降低散热材料的导热系数也不是解决办法，因为虽然导热系数与硅脂的导热系 数近了，但大功率LED产生的热量并没有得到有效快速的传导，因此，在降低散热材料导热 系数的同时，还应该增加散热材料自身的"储热"能力，以使得虽然热量不能被很快地散出， 但至少可以暂时存储在散热材料体内，以避免LED发热体因热量的积聚而温度过高，导致 使用寿命的减少。
[0018] 研究发现，若要降低散热材料的导热系数，并不只是相应地降低散热金属的含量 就可以实现的，因为散热金属的含量与导热系数的关系是非线性的，甚至在某一区间范围 内，不是呈正向相关的，若再要兼顾散热材料的储热性能，则对散热材料配方的选择更加具 有不确定性。本案选取铝为主体，铝也是较常见的散热金属之一，通过在铝中混入其氧化 物形式，来达到稀释效果，可造成散热片导热系数的降低，但仅凭氧化锌一种稀释剂，对导 热系数的减小是十分有限和微弱的，并且，导热系数的减小具有不确定性，换言之，并不能 通过增大氧化锌的量来达到进一步降低导热系数的效果，氧化锌对导热系数的影响也是非 线性的。但当加入少量的铍后，可使得这种非线性关系得到局部改善，同时，更令人惊喜的 是，铍与氧化锌的结合使得散热材料具有了一定的储热能力，但这种储热能力还是比较有 限的。当然，需要说明的是，这里的铍的作用并不是增加散热片的导热系数，尽管铍也有微 弱的导热性能，由此，铍的添加量应被限定，否则将造成散热材料导热系数的失控。钴的 作用有两点：1)进一步增加散热材料的储热性能，但这仅限于配方中存在氧化锌和铍的情 况；2)进一步降低散热材料的导热系数，但钴的使用量的波动并不会造成导热系数的大幅 变化，因此，钴可以在局部区间范围内稳定住散热材料的导热系数。但钴的使用量并不与储 热性能呈线性关系，因此，综合来看，上述配方中的每个物质的添加量都应被限制。
[0019] 在上述实施例的基础上，还可优选包括6~7重量份的钒。上述实施例的储热能 力还是相对一般的，若需要进一步增加其储热性能，还需进行改性。钒是一种比较合适的金 属材料，其对散热材料储热性能的提升是比较明显的，同时幸运的是，钒的添加并没有打破 上述配方对导热系数的抑制平衡，导热系数依然能够被维持在一个较低水平；钒没有被发 现与其他配方中的成分产生协同效应，这也使得钒的添加相对比较自由。
[0020] 在上述实施例的基础上，还可优选包括6~7重量份的铪。在上述配方的基础上， 铪能够进一步降低散热材料的导热系数，但它的添加量仅限于6~7重量份这一区间范围， 同时，铪还发现能够与钒产生协效作用，用于增加散热材料的储热性能。
[0021] 在上述实施例的基础上，还可优选包括2~3重量份的氧化硅。氧化硅的作用是 增加散热材料的储热时间，以防止热量还没来得及被传导出去，就返回给LED元器件，换言 之，氧化硅可以增加散热材料储存热量的时间，而这一时间的长短对于储热的效果是十分 重要的，这将直接影响LED发热体的散热效果。
[0022] 在上述实施例的基础上，还可优选包括2~3重量份的氧化硼。氧化硼的作用是 与氧化硅产生协同作用，共同提高散热材料的储热时间。
[0023] 在上述实施例的基础上，还可优选包括2~3重量份的氧化砷。尽管散热材料的导 热系数降低了，但实际上它的导热系数还是远高于导热硅脂的导热系数，因此，当相差较大 的两者导热体之间进行传热时，有一个传热的能级壁皇，该壁皇会在一定程度上延长传热 的时间，而氧化砷的作用就是降低这一壁皇，以提高散热材料与导热硅脂之间的传热速率。
[0024] 在上述实施例的基础上，还可优选包括2~3重量份的氧化钕。氧化钕的作用是 与氧化砷结合产生协效作用，进一步提高散热材料与导热硅脂之间的传热速率，但在没有 氧化砷的前提下，氧化钕对传热速率是没有提升作用的。因此，氧化钕的添加量应被限定。
[0025] 表一列出实施例1-8的含不同配方的复合散热材料的具体组成及其性能参数：
[0026] 表一
[0040] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出的实施例。
【主权项】
1. 一种LED用高效复合散热材料，其包括以下重量份的材料： 错 100重量份； 氧化锌 10~12重量份； 铍 6~7重量份； 链 2~3重量份。2. 根据权利要求1所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括6~7重量份 的钒。3. 根据权利要求2所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括6~7重量份 的铪。4. 根据权利要求3所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括2~3重量份 的氧化硅。5. 根据权利要求4所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括2~3重量份 的氧化硼。6. 根据权利要求5所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括2~3重量份 的氧化砷。7. 根据权利要求6所述的LED用高效复合散热材料，其特征在于，还包括2~3重量份 的氧化钕。
【专利摘要】本发明涉及一种LED用高效复合散热材料，其包括以下重量份的材料：铝100重量份；氧化锌10～12重量份；铍6～7重量份和钴2～3重量份。本发明通过对LED领域散热用的传统散热片材质配方进行改进和优化，使得其具有了较低的导热系数，以使得其与常规导热硅脂的导热系数更加接近，从而能够有助于其与导热硅脂协同配合发挥出更高的传热效率。
【IPC分类】C22C32/00, C09K5/14, C22C21/00
【公开号】CN105088020
【申请号】CN201510478124
【发明人】董佳瑜, 董春保
【申请人】苏州晶雷光电照明科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月7日