[发明专利]大功率LED用相变型铜合金内外散热一体件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热件的制备方法，尤其是一种大功率LED用相变型铜合金内外散热一体件的制备方法。

背景技术

目前大功率LED作为第四代电光源，赋有“绿色照明光源”之称。由于LED是光电器件，在其工作过程中仅有15％至20％的电能转换成光，其余的80％至85％则转换成了热。若这些热未适时排出至外界，那么将会使LED晶粒界面温度过高而严重影响发光效率及发光寿命。因此，在大功率LED的设计和使用中，如何散热是个大问题。目前的散热方案是，在管芯下面放一个尺寸较大无相变产生的铜散热垫，然后将散热垫底面与印制板(PCB)的敷铜面焊在一起，印制板的另一面再与铝散热器相连，把管芯的热量传到外面来。而这些连接件均不具备相变吸热的功能。另外，在整个散热路径中，器件多、界面多，热阻就大，散热就慢，管芯温度就会很高，因而LED的发光效率及发光寿命就会大幅降低。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种制备工艺简单，造价低，使用方便，散热路径界面少，热阻小，散热快，可全部替代现有技术中内置铜散热垫、各类印制板(PCB)和外接铝散热器且集内置散热垫和外接散热器于一体的大功率LED用相变型铜合金内外散热一体件的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种大功率LED用相变型铜合金内外散热一体件的制备方法，包括以下步骤：

第一步确定铜合金的相变点；

第二步确定散热件的几何形状，其中，散热件与芯片接触的一端，称为散热垫端，均为实心；另一端处于封装的外面，称为散热器端；散热器端可为实心，或者加工成空隙间隔为1-10mm、叶片厚度为0.1-10mm的平行槽，平行槽的深度根据LED灯实际安装时的空间确定；

第三步用铸造或机加工的方法将散热件加工成形；

第四步将第三步加工好的散热件放入热处理炉中，加热到830℃-836℃，保温20-24分钟；

第五步将第四步加热保温好的散热件取出，放入100℃的沸水中，保持31-34分钟；

第六步将散热件从沸水中取出，空冷至室温；

第七步将热处理后的散热件进行表面抛光或酸洗。

所述第一步中铜合金的相变点采用热分析仪确定，铜合金的相变点为35℃-100℃。

所述第一步中热分析仪为差示扫描量热分析仪或差热分析仪。

所述第二步中散热件的几何形状为：两端面直径相等的圆柱，或两个端面直径不相等的圆柱，或两个端面面积相等的棱柱，或两个端面面积不相等的棱柱，或一个端面为圆柱而另一个端面为棱柱；当散热件两端面截面积不相等时，截面积小的一端与芯片接触，称为散热垫端，其尺寸可与现有技术同规格散热垫相同；截面积大的一端处于封装的外面，称为散热器端。

所述第四步中所用热处理炉为盐浴炉或气体保护炉或真空炉。

本发明中的铸造或机加工的方法均为现有技术，在此不再赘述。

经过上述加工与处理，当散热件的温度达到相变温度后，铜合金开始发生由热弹性马氏体向母相转变的相变，而这一相变过程是一个吸热过程，其间每克合金可吸收7-9焦耳的热量，等于1瓦的大功率LED在10秒内没有产生热量，这就大大抑制了温度的上升。在相变前后，其散热能力得益于路径少热阻小而优于现有技术。另外，散热器端具有叶片的，其叶片在搬运等过程中因磕碰而产生的变形，当其达到相变温度后也会自动恢复，不会影响散热。

本发明制备工艺简单，造价低，使用方便，可将现有技术的散热垫、印制板、散热器等3种器件的功能集于一身，大大减少了散热路径和热阻，提高了散热能力，延长了寿命，也提高了发光率。因此，本发明对于实际应用具有较高的开发应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种大功率LED用集内置散热垫和外接散热器于一体的相变型散热件的制备方法，包括以下步骤：

第一步用热分析仪确定铜合金的相变点为35℃；

第二步将散热件的几何形状设计为：两端面直径相等的圆柱；

第三步用铸造的方法将散热件加工成形；

第四步将第三步加工好的散热件放入热处理炉中，加热到830℃，保温20分钟；

第五步将第四步加热保温好的散热件取出，放入100℃的沸水中，保持31分钟；

第六步将散热件从沸水中取出，空冷至室温；

第七步将热处理后的散热件进行表面抛光；

所述第一步中热分析仪为差示扫描量热分析仪。

所述第四步中所用热处理炉指盐浴炉。