[发明专利]大功率LED灯高效导热介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率LED灯高效导热介质，用于LED模块基板与散热装置间的饱和式填充剂，属于散热技术领域。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED固体光源具有高效率、长寿命、低耗电、无污染、耐振动、响应速度快、小型化、光束集中等优势，是目前公认的“绿色照明光源”，在未来3-5年可望全面替代荧光节能灯。然而，白光LED不能作为普通光源简单使用，需要驱动电源、光学和热传导配合。通常大功率LED芯片仅有约20％的电能转换成光，80％的电能被转化成热能，散热成为当前大功率LED照明推广应用必须突破的关键瓶颈。散热欠佳会造成光衰加快，发光效率和寿命明显降低。

发明内容

为了消除LED热源与散热装置之间的气隙、减小热阻，加速热传导散发，本发明提供了一种用于大功率LED灯热源与散热装置间的高效导热介质。

本发明实现上述内容的方案包括：1.用研磨机分别将二氧化硅和氧化铝研磨成直径为3um的超细粉末；2.将二氧化硅和氧化铝粉末按3∶1比例与硅油充分混合搅拌，形成硅脂，粘度在2000泊左右，密度约为每立方厘米8克；3.将硅脂均匀涂覆于LED模块与散热装置之间，厚度为0.1-0.3mm。其特征在于填充剂的制作工艺：二氧化硅和氧化铝粉末的颗粒直径为3um左右；与硅油充分混合搅拌后形成硅脂，粘度在2000泊左右，密度约为每立方厘米8克。

本发明充分利用硅不与其它氧化物反应、电导率达2.52×10-4/(m·Ω)和热导率148W/(m·K)等特性，以及硅油具有较高的耐热性、导热性、疏水性、电绝缘性和较小的表面张力等特性，加入适量氧化铝粉末，改善硅脂性能，热阻值小于0.01K/W，热传导系数达10W/mK。

具体实施方式

首先，用研磨机分别将二氧化硅和氧化铝研磨，经过静电分离去粗去杂，形成直径为3um的超细粉末，同时备好硅油待用；然后，取3.份二氧化硅粉末、1份氧化铝粉末，与硅油充分混合搅拌，形成硅脂，粘度控制在2000泊左右，密度约为每立方厘米8克；将搅拌均匀的硅脂软瓶灌装，规格为50克、100克、300克/支；最后，将本发明高效导热硅脂均匀涂布于LED模块与散热装置之间，厚度为0.1-0.3mm，用螺丝将其锁紧。

将上述过程运用于30℃室温，1W LED，350MA电流，10平方厘米鳍形散热器实验中。发现运用本发明的导热介质分子结构活跃，性能稳定，不易干燥，不油腻，导热效果好。通过与普通热传导方式实验对比(测试数据如下表)，热传导速度提高一倍，大幅提升了LED照明散热系统的热传导散发效率。数据对比见下表：

  散热器表面温度  本发明导热硅脂  普通导热硅脂  1.0硅胶垫  导热双面胶  室温上升到50℃  38.5秒  92秒  57.5秒  75秒  室温上升到70℃  47秒  10分钟无效  78秒  132秒