[发明专利]利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热结构体及其制造方法，具体地，涉及利用通过机械合金化方法而合成为热力学相平衡的固溶界限以上的Cu-Ag粉末或Cu-Al粉末而制造的导热率和机械强度高的散热结构体及其制造方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)由于光效率高，寿命长，不使用环境有害物质，因此想必作为下一代环保光源而能够代替现有光源。LED照明将所供给的电力中的80％以上转换为热能，由此产生的温度增加导致光输出的下降及波长移动，使得寿命急剧减少。

因此，需要一种控制LED接合部的发热温度上升而维持为适当温度以下的高功能散热系统，而在散热系统中最重要的是散热材料。在LED照明中，随着从低输出到高输出，发热急剧增加，因此需要热传导率高的材料，并且不仅在LED照明，而且在电子设备产品中也因发热量大，因此为了提高使用寿命和可靠性，需要散热性能优异的散热材料。

作为导热性优异的材料有钻石(2,000W/mk)、银(415W/mk)、铜(380W/mk)等，但由于昂贵或者在机械强度或重量上，想要作为散热材料而适用时受到限制。

目前，作为在包括LED照明在内的电器、电子产品中所使用的散热材料，大部分使用铝金属，但是在散热性能上存在界限，因此理想的是结合了铝的机械强度特性和银或铜的优异的导热性的优点的合金材料，但是由于铜(Cu)和银(Ag)或铜(Cu)和铝(Al)的构成热力学相平衡的固溶度非常低，因此不能获得所希望的组合的合金。

作为以往技术，在韩国注册专利第10-1247119号中提示了利用膨胀石墨和铝金属粉末而制造的具有散热特性的散热组合物，但是其在机械特性或导热特性上存在限制。

发明内容

发明想要解决的课题

本发明是为了解决如上述的问题点而研发的，本发明的目的在于提供一种通过机械合金化方法而合成热力学固溶界限以上的Cu-Ag粉末或Cu-Al粉末而制造的导热率高且将材料损失最小化的散热结构体及其制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述的想要解决的课题，本发明的利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方法的特征在于，包括如下步骤：通过机械合金化方法而塑性变形来制造热力学固溶度以上的Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末的机械合金粉末制造步骤；将所制造的所述机械合金粉末成型为棒形状的预备成型体的低密度预备成型步骤；将所述预备成型体成型为散热结构体形状的高密度成型步骤；以及在所述散热结构体上沉积涂覆类金刚石碳膜(diamond like carbon)的沉积涂覆步骤。

在本发明的一实施例中，其特征在于，在所述机械合金粉末制造步骤中，将Cu粉末和Ag粉末或Cu粉末和Al粉末与球一起装入机械合金化(mechanical alloying)装置的腔内，以球磨方式塑性变形而获得机械合金化粉末。

在本发明的一实施例中，其特征在于，所述Cu粉末、Ag粉末及Al粉末的粒子大小为20μm至200μm。

在本发明的一实施例中，其特征在于，将所述Cu粉末及Ag粉末以98:2至99.5:0.5的重量比来配合而合金化。

在本发明的另一实施例中，其特征在于，将所述Cu粉末及Al粉末以2:8至8:2的重量比来配合而合金化。

在本发明的一实施例中，其特征在于，在所述低密度成型步骤中，在还原性气体气氛下，通过双层压缩成型机来成型。

在本发明的一实施例中，其特征在于，在所述高密度成型步骤中，进行挤压或冲压锻造加工，从而成型为合金的结晶组织具备异方性的散热结构体，以便增加导热性。

在本发明的一实施例中，其特征在于，在所述沉积涂覆步骤中，形成10μm至30μm的薄膜厚度的方式沉积涂覆类金刚石碳膜，以便增加导热性。

用于解决上述的想要解决的技术课题的本发明的LED照明灯散热结构体是通过利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方法而制造的。

在本发明的一实施例中，其特征在于，所述散热结构体是散热板形状。

发明效果

本发明通过机械合金化方法而制造Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末，并进行挤压或冲压锻造加工，以使结晶组织具备异方性，从而制造导热率高的散热结构体。

本发明通过导热性高的材料来制造散热结构体而提高散热系统的冷却效率，并延长LED照明的寿命，将能源损失最小化。