一種大功率led路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種大功率LED路燈的散熱工藝，尤其是一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著LED制造和封裝工藝的不斷進(jìn)步，LED的功率越來(lái)越大，目前商品化的大功率LED輸入功率一般在IW以上，芯片面積ImmX Imm,熱流密度在lOOW/cm2以上，散熱要求非常高。熱量從芯片傳到外部環(huán)境，要經(jīng)過(guò)若干界面，界面之間的間隙、基板的翹曲都會(huì)影響鍵合和局部的散熱，形成界面熱阻。隨著LED向大功率、高亮度發(fā)展，界面熱阻已成為L(zhǎng)ED行業(yè)難題之一，必須從熱界面材料、散熱結(jié)構(gòu)等多方面加以解決，而熱界面材料是降低大功率LED燈具中界面熱阻的有效手段之一。
[0003]常用的界面材料有導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱膠片。導(dǎo)熱墊片使用簡(jiǎn)易，但因其厚度較大、熱阻偏大，不能應(yīng)用于散熱要求非常高的場(chǎng)合。導(dǎo)熱硅脂，簡(jiǎn)稱硅脂，是呈膏狀的高效散熱產(chǎn)品，是由導(dǎo)熱填料與基底硅油通過(guò)表面處理技術(shù)等混合而成的高導(dǎo)熱絕緣有機(jī)硅材料，可以在-50?+230°C的溫度下長(zhǎng)期保持使用時(shí)的脂膏狀態(tài)。導(dǎo)熱硅脂填充在配件和散熱器之間，排走中間的空氣，能充分潤(rùn)澤接觸表面，形成一個(gè)非常低的熱阻接口，利于幫助CPU、大功率LED等發(fā)熱大戶迅速“退燒”。導(dǎo)熱硅膠和導(dǎo)熱硅脂均為中間傳熱的填充介質(zhì)，外觀也相似，區(qū)別在于:導(dǎo)熱硅膠是一種灌封膠，主要成分是二氧化硅，具有非常好的粘性，常溫下可以固化；而導(dǎo)熱硅脂不可以固化，沒(méi)有粘性。所以導(dǎo)熱硅膠主要用在沒(méi)有扣具或固定裝置的散熱器中，而硅脂主要是用在有扣具固定的散熱設(shè)備中。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明之目的是為了提出一種從填料處理、填充比例、填充種類以及二元混合等方面制備出熱導(dǎo)率可調(diào)的導(dǎo)熱硅脂，并將所制備的導(dǎo)熱硅脂用于大功率LED路燈的散熱。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用如下的技術(shù):
[0006]一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其整體制備工藝包括以下步驟:
[0007](I)加熱酒精到710°C，將相對(duì)于填料微粒質(zhì)量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中；
[0008](2)稱取預(yù)設(shè)質(zhì)量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min ；
[0009](3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h ;
[0010](4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih ；
[0011](5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih ;
[0012](6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。
[0013]所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料；
[0014]所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子;
[0015]所述的填料材料的二組元增強(qiáng)調(diào)料為粒徑分別為27 μ m、20 μ m、I μ m的AlN、Cu和Ag粒子；
[0016]所述的增強(qiáng)材料與主填料之間的比例為0.1至0.3之間；
[0017]所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間；
[0018]所述的可調(diào)式二元混合導(dǎo)熱硅脂電導(dǎo)率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的特點(diǎn):
[0020]本發(fā)明利用特殊高導(dǎo)熱硅脂對(duì)LED路燈進(jìn)行散熱的方法，通過(guò)二元納米混合法，即采用粒徑大小不同的混合粒子填充只有一種填充材料時(shí)顆粒的粒子與粒子間存在的諸多空隙，通過(guò)不同填充材料填充不同的比例來(lái)制備出更高導(dǎo)熱性能且熱導(dǎo)率可調(diào)的導(dǎo)熱硅月旨，并將其應(yīng)用在LED路燈散熱中，對(duì)解決現(xiàn)有LED燈具散熱難的問(wèn)題將起到積極作用。
【附圖說(shuō)明】
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[0021]圖1示意了本發(fā)明的制備工藝流程圖；
[0022]圖2示意了不同導(dǎo)熱硅脂類型在LED路燈中的散熱效果。
【具體實(shí)施方式】
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[0023]一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其具體的制備工藝包括:(I)加熱酒精到710°C，將相對(duì)于填料微粒質(zhì)量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中；(2)稱取預(yù)設(shè)質(zhì)量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min; (3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h ; (4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih ; (5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih ; (6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料；所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子；所述的填料材料的二組元增強(qiáng)調(diào)料為粒徑分別為27 μπι、20 μπκ? μπι的AlN、Cu和Ag粒子；所述的增強(qiáng)材料與主填料之間的比例為0.1至
0.3之間；所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間；所述的可調(diào)式二元混合導(dǎo)熱硅脂電導(dǎo)率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
[0024]如圖2所示，以二甲基硅油為基礎(chǔ)油，通過(guò)添加不同粒徑大小和含量的兩種填充材料制成二元混合導(dǎo)熱娃脂，通過(guò)改變填充材料的填充比來(lái)控制不同二元混合娃脂的熱導(dǎo)率，以適應(yīng)不同散熱要求的LED路燈。測(cè)試結(jié)果表明，將制備的導(dǎo)熱硅脂用于常用大功率LED路燈散熱，其實(shí)際散熱效果優(yōu)于市面上所購(gòu)的熱界面材料，且以Ag/A1N 二元混合導(dǎo)熱硅脂散熱性能最好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其整體制備工藝包括以下步驟: (1)加熱酒精到710°C，將相對(duì)于填料微粒質(zhì)量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中； (2)稱取預(yù)設(shè)質(zhì)量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min; (3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h; (4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih; (5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih; (6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料的二組元增強(qiáng)調(diào)料為粒徑分別為27 μπι、20 μπκ? μπι的AIN, Cu和Ag粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的增強(qiáng)材料與主填料之間的比例為0.1至0.3之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的可調(diào)式二元混合導(dǎo)熱硅脂電導(dǎo)率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
【專利摘要】一種大功率LED路燈用熱導(dǎo)率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，利用特殊高導(dǎo)熱硅脂對(duì)LED路燈進(jìn)行散熱的方法，通過(guò)二元納米混合法，即采用粒徑大小不同的混合粒子填充只有一種填充材料時(shí)顆粒的粒子與粒子間存在的諸多空隙，通過(guò)不同填充材料填充不同的比例來(lái)制備出更高導(dǎo)熱性能且熱導(dǎo)率可調(diào)的導(dǎo)熱硅脂，并將其應(yīng)用在LED路燈散熱中，對(duì)解決現(xiàn)有LED燈具散熱難的問(wèn)題將起到積極作用。
【IPC分類】C08K3-08, C08K9-04, C08K3-28, C08L83-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104877346
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510208333
【發(fā)明人】陳海軍, 孫建江, 朱伯明, 褚才良, 吳偉丹, 陳亮, 石巖, 鄒細(xì)勇, 楊凱, 李曉艷, 金尚忠
【申請(qǐng)人】寧波燎原燈具股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日