專利名稱：一種led燈用高效散熱器及其制備方法
技術領域：
本發(fā)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I. 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(yè)對減重、節(jié)能的要求，以及環(huán)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(jié)能、環(huán)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(fā)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(fā)光為100%，那么結溫上升至60度時，其發(fā)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(huán)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?，F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(fā)，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(fā)展，其發(fā)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(fā)明內容
本發(fā)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(fā)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°C，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(tài)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(fā)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(yōu)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(yōu)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(fā)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O. 8-6. OW/(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(fā)明在大大提高散熱效率的同時，可節(jié)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(yōu)勢。
具體實施方式
下面的具體實施例是對本發(fā)明作出的進一步說明，并不是對發(fā)明內容的限制。實施例I
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(tài)，網格寬度6_，條紋間距50mm,形成非光滑表面。將上述的銅基板與AZ91D鎂合金散熱器之間結合的制備方法如下先將銅基板預熱至235°C，利用專用工具將銅基板放入鎂合金散熱器壓鑄模具的定模定位座內；設定的主要壓鑄工藝參數為4.根據權利要求1，所述的壓鑄工藝參數為壓射速度7. Om/s，澆注溫度695°C,模具溫度255°C。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，得到銅基板/鎂合金散熱器復合的LED用一體化的散熱器。實施例2 本實施例應用于一款高速公路隧道專用LED燈。該路燈的功耗為100W-150W，LED燈珠的數量為96個。采用純銅作為基板材料，采用AM50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，下表面為條紋形態(tài)，條紋寬度5_，條紋間距40mm,形成非光滑表面。將上述的銅基板與AZ91D鎂合金散熱器之間結合的制備方法如下先將銅基板預熱至240°C，利用專用工具將銅基板放入鎂合金散熱器壓鑄模具的定模定位座內；設定的主要壓鑄工藝參數為4.根據權利要求1，所述的壓鑄工藝參數為壓射速度6. 5m/s，澆注溫度685°C,模具溫度250°C。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，得到銅基板/鎂合金散熱器復合的LED用一 體化的散熱器。
權利要求
1.一種LED燈用高效散熱器及其制備方法，其特征在于采用銅/鎂復合結構，即將鎂合金作為散熱器外層材料，將純銅作為內層材料，將預先成型的銅內層材料置于壓鑄模具中，通過高壓鑄造將鎂合金與銅結合為一體，完成散熱器的制備。
2.根據權利要求1，所述的銅基板由沖壓成形，與鎂合金結合一側表面為非光滑的表面。
3.根據權利要求1，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 (1)將銅基板預熱至200-250°C，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； (2)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； (3)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； (4)修整鑄件，將鑲嵌件的定位座去除。
4.根據權利要求2，所述的非光滑表面的形態(tài)有兩種一種為條紋形，一種為網格形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率LED燈用高效散熱器及其制備方法，其特征在于采用銅/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，銅基板經過沖壓，形成條紋狀或網格狀的非光滑的表面。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，二者之間不需要使用硅膠導熱層。該復合散熱結構可充分發(fā)揮銅的優(yōu)良導熱性能和鎂合金的優(yōu)良散熱性能，特別適用于大功率LED照明系統(tǒng)，可大大提高其散熱效率、延長LED產品的使用壽命。
文檔編號F21V29/00GK102966928SQ20121041697
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權日2012年10月29日
發(fā)明者崔曉鵬, 王平凱 申請人:長春工業(yè)大學