[发明专利]LED散热器材料及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED散热器材料及其制作工艺，尤其是大功率LED照明散热装置的高效散热材料，用于提升LED照明的散热效率，特别适用于LED固体光源的散热器件。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。

常规的LED散热装置是通过铝合金散热器来散热，由铝合金材料实现集散热的目的，因而发热量愈高需要铝合金愈多，使得散热器重量和体积随之增大，加大成本，浪费资源，且散热效果不理想，降低了LED的使用寿命。因此需要通过改善散热材料的性能，在不增大甚至要减小散热器的重量和体积的前提下，达到吸热快、热阻小、去热快，以满足LED对环境温度的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED散热器材料及其制作工艺，用于大功率LED照明散热装置的新型高效铝合金材料，增强其散热效果，同时减小体积和重量，降低LED光衰，提高使用寿命。

本发明通过以下技术方案实现：

（1）将纯铝锭高温冶炼融化；

（2）在冶炼融化的铝液中，参照AA6063成份配料，按以下组份调整其配比：铜（Cu）:10.0，硅（Si）:0.7，钴（Co）:0.6，镍（Ni）:0.35，镁（Mg）:0.9，锰（Mn）:0.10-0.15，铬（Cr）:0.10-0.15，锌（Zn）:0.10-0.15，钛（Ti）:0.10-0.15，铁（Fe）: 0.35，其他金属物质占0.15，铝（Al）86.35—86.55，加温至1860—1880度，使其充分熔合；

（3）将上述铝合金混合液体进行冷处理初步成型；

（4）将初步成型的上述新型铝合金加温，用型材挤出机根据需要挤出不同规格的型材，再根据需要切割成散热器半成品，或直接用压铸机根据需要压铸成适当形状的散热器半成品，因其稳定性好，可以比常规材料做得更薄，更节省材料；

（5）将散热器半成品底面打磨平整光滑、去棱角、氧化，完成新型铝合金散热器成品。其特征在于通过新的组份配比，实现散热好、易加工、抗氧化、省材料等特点。

本发明材料有别于常规防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝和特殊铝等，可以名为散热铝，其热传导系数达265W/mK。本发明具有工艺简单，使用方便，加工性好，稳定性强，节能环保，降低成本等优点。

具体实施方式

1.准备炉料（纯铝）→装炉→熔化（750℃左右）→加镁、锌→搅拌→加热至1500℃左右→加硅→搅拌→扒渣→加钴、镍、锰→搅拌→加热至1880℃→加铜、铬、钛等元素→熔化、搅拌→取样分析→调整成份→搅拌→扒渣→倒炉→精炼→扒渣覆盖→静置控温冷却→测氧→出炉→清炉。

上述过程中注意温度控制，只有达到1880℃，才能保证铜在铝中的溶解率达到10%以上。出料时注意防止吸氧造成氧化，降低材料性能。

2.将生产出来的合金坯料用型材挤出机，根据需要挤出不同规格的型材，再根据需要切割成散热器半成品，或直接用压铸机根据需要压铸成适当形状的散热器半成品。

3.将散热器半成品底面打磨平整光滑、去棱角、氧化，完成成品。

取有效面积为160平方厘米上述合金板和普通AA6063铝合金板各一块，分别用于制成5w12v410mA的LED光源的散热器，散热器与LED光源接触面积为5cmⅹ3cm,且加导热介质。通电10分钟、环境温度40℃。用本发明材料制成的散热器与用常规铝合金制成的散热器相比，铝材的使用量减少了30%，而导热性能却提高了30%。