[发明专利]用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED发明技术领域，特别地，涉及一种采用类金刚石膜-铜复合材料作为散热装置的发光二极管照明装置。 

背景技术

液晶显示、室内照明、路灯、汽车灯是当前LED灯应用的热门领域，然而这些应用要么需要LED排列密集，要么要求输入大电流，并且都有要求长时间点亮情况下稳定工作。大约85%---90%的电能要转化为热能，因此在这些应用领域中LED发热问题变得显著。 倘若不解决散热问题，将有两个主要影响：(1)发光亮度减弱、(2)使用寿命衰减。目前，通常使用的铝基板、铜基板、共烧陶瓷和系统电路板都不能满意地解决LED照明装置散热问题。另外，现有的LED照明装置散热结构设计也需要不断地改进。把类金刚石膜-铜复合材料用于LED照明的散热装置具有很好的前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有LED照明装置的散热问题，提供一种用类金刚石膜-铜复合材料作为散热装置的发光二极管照明装置。本发明主要通过如下技术方案来实现。

用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置，包括LED、反射杯和类金刚石膜-铜复合材料做成的散热基板，所述散热基板的下表面直接和空气接触，LED通过固晶胶或金属共晶焊直接安置在散热基板的上表面，所述散热基板的上表面设有电路层，电路层开有供LED穿过的孔。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，所述散热基板由铜板和附着在铜板上表面和下表面的类金刚石膜组成。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案所述散热基板的上表面设有电路层，LED通过引脚和电路层相连接。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，电路层上方是反射杯，LED位于反射杯中，反射杯内表面涂有高反射物质，上表面为粗糙表面。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，反射杯为类金刚石膜-铜复合材料，上表面为类金刚石薄膜。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，LED上方还设有还包括散热板，散热板开有容纳LED透镜的孔，且散热板与LED透镜的外壁紧密接触。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，散热板是类金刚石膜-铜复合材料，且上下表面至少有一个表面覆有类金刚石膜。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，散热板和散热基板之间通过导热柱相连。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，所述LED有多个，散热板相应开有多个供LED穿过的孔。

作为上述用类金刚石膜-铜复合材料散热的发光二极管照明装置的优化技术方案，所述类金刚石膜-铜复合材料的由如下方法制得：通过微波共振等离子增强化学气相沉积技术让氢气和甲烷反应生成类金刚石膜，其中入射微波为TE10模，微波频率为1~2. 45GHz，微波功率为850~950W；采用抛光后的( 100) 面硅片作为基片,先依次经过丙酮、酒精、去离子水超声清洗, 每种试剂清洗5~8分钟, 然后用氮气吹干；调节氢气流量为10-50sccm,甲烷流量为5-50sccm，衬底真空为（1.0~5. 0）×10^-3Pa，注入负偏压为10~30KV，脉冲频率为100~300HZ，脉宽为10~20μs；沉积过程中基片温度保持在300~500℃，沉积时间为15~20小时，沉积的类金刚石膜厚度达到30-50μm；然后通过电子束蒸镀在压强小于1. 0×10^-5Pa条件下蒸镀2~5小时在类金刚石膜上镀一层5-8nm的铜，随后用硫酸铜溶液在铜上面电镀10-30毫米厚的铜；再把硅基片腐蚀掉，最后在HF溶液中清洗，得所述类金刚石膜-铜复合材料。

本发明散热基板通过等离子增强化学气相沉积在铜表明沉积一层类金刚石膜。可以做出不同的尺寸和外形，增大散热基板与空气的接触面积，形成对流散热，增强散热效果。散热基板上方可以放置反射杯，反射杯也是类金刚石膜-铜复合材料，反射杯有良好的散热功能；散热基板上方也可以选择放置散热板，散热板是类金刚石膜-铜复合材料，它和LED透镜紧密接触，把LED的热量横向传导出来。上面的散热板和下面的散热基板通过铜柱稳固结合，散热板和下面的散热基板之间也可有热量传导，加速热量向空气的传输。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和显著效果：