一種大功率led路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種大功率LED路燈的散熱工藝，尤其是一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝。
【背景技術】
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[0002]隨著LED制造和封裝工藝的不斷進步，LED的功率越來越大，目前商品化的大功率LED輸入功率一般在IW以上，芯片面積ImmX Imm,熱流密度在lOOW/cm2以上，散熱要求非常高。熱量從芯片傳到外部環(huán)境，要經(jīng)過若干界面，界面之間的間隙、基板的翹曲都會影響鍵合和局部的散熱，形成界面熱阻。隨著LED向大功率、高亮度發(fā)展，界面熱阻已成為LED行業(yè)難題之一，必須從熱界面材料、散熱結構等多方面加以解決，而熱界面材料是降低大功率LED燈具中界面熱阻的有效手段之一。
[0003]常用的界面材料有導熱膠、導熱硅脂和導熱膠片。導熱墊片使用簡易，但因其厚度較大、熱阻偏大，不能應用于散熱要求非常高的場合。導熱硅脂，簡稱硅脂，是呈膏狀的高效散熱產(chǎn)品，是由導熱填料與基底硅油通過表面處理技術等混合而成的高導熱絕緣有機硅材料，可以在-50?+230°C的溫度下長期保持使用時的脂膏狀態(tài)。導熱硅脂填充在配件和散熱器之間，排走中間的空氣，能充分潤澤接觸表面，形成一個非常低的熱阻接口，利于幫助CPU、大功率LED等發(fā)熱大戶迅速“退燒”。導熱硅膠和導熱硅脂均為中間傳熱的填充介質，外觀也相似，區(qū)別在于:導熱硅膠是一種灌封膠，主要成分是二氧化硅，具有非常好的粘性，常溫下可以固化；而導熱硅脂不可以固化，沒有粘性。所以導熱硅膠主要用在沒有扣具或固定裝置的散熱器中，而硅脂主要是用在有扣具固定的散熱設備中。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明之目的是為了提出一種從填料處理、填充比例、填充種類以及二元混合等方面制備出熱導率可調(diào)的導熱硅脂，并將所制備的導熱硅脂用于大功率LED路燈的散熱。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用如下的技術:
[0006]一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其整體制備工藝包括以下步驟:
[0007](I)加熱酒精到710°C，將相對于填料微粒質量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中；
[0008](2)稱取預設質量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min ；
[0009](3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h ;
[0010](4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih ；
[0011](5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih ;
[0012](6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。
[0013]所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料；
[0014]所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子;
[0015]所述的填料材料的二組元增強調(diào)料為粒徑分別為27 μ m、20 μ m、I μ m的AlN、Cu和Ag粒子；
[0016]所述的增強材料與主填料之間的比例為0.1至0.3之間；
[0017]所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間；
[0018]所述的可調(diào)式二元混合導熱硅脂電導率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術比較的特點:
[0020]本發(fā)明利用特殊高導熱硅脂對LED路燈進行散熱的方法，通過二元納米混合法，即采用粒徑大小不同的混合粒子填充只有一種填充材料時顆粒的粒子與粒子間存在的諸多空隙，通過不同填充材料填充不同的比例來制備出更高導熱性能且熱導率可調(diào)的導熱硅月旨，并將其應用在LED路燈散熱中，對解決現(xiàn)有LED燈具散熱難的問題將起到積極作用。
【附圖說明】
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[0021]圖1示意了本發(fā)明的制備工藝流程圖；
[0022]圖2示意了不同導熱硅脂類型在LED路燈中的散熱效果。
【具體實施方式】
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[0023]一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其具體的制備工藝包括:(I)加熱酒精到710°C，將相對于填料微粒質量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中；(2)稱取預設質量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min; (3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h ; (4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih ; (5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih ; (6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料；所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子；所述的填料材料的二組元增強調(diào)料為粒徑分別為27 μπι、20 μπκ? μπι的AlN、Cu和Ag粒子；所述的增強材料與主填料之間的比例為0.1至
0.3之間；所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間；所述的可調(diào)式二元混合導熱硅脂電導率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
[0024]如圖2所示，以二甲基硅油為基礎油，通過添加不同粒徑大小和含量的兩種填充材料制成二元混合導熱娃脂，通過改變填充材料的填充比來控制不同二元混合娃脂的熱導率，以適應不同散熱要求的LED路燈。測試結果表明，將制備的導熱硅脂用于常用大功率LED路燈散熱，其實際散熱效果優(yōu)于市面上所購的熱界面材料，且以Ag/A1N 二元混合導熱硅脂散熱性能最好。
【主權項】
1.一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其整體制備工藝包括以下步驟: (1)加熱酒精到710°C，將相對于填料微粒質量1.5%的硬脂酸溶解于酒精中； (2)稱取預設質量的填料放入硬脂酸溶液中，在70°C下均勻攪拌1min; (3)取出步驟(2)的混合液放入80°C的烘箱里烘干2h; (4)按照二甲基硅油和填料微粒體積的比例配制硅脂，并放入膠體攪拌器攪拌Ih; (5)將硅脂放在150°C溫度下焙烤4h，取出后再攪拌Ih; (6)將按照上述步驟制備好的硅脂均勻涂抹在LED路燈的鋁基板上，與LED路燈的散熱體充分接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料選擇Al系和AlN系娃脂材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料的主填料選擇粒徑分別為8.9 μ m和10 μ m的Al粒子和AlN粒子。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料材料的二組元增強調(diào)料為粒徑分別為27 μπι、20 μπκ? μπι的AIN, Cu和Ag粒子。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的增強材料與主填料之間的比例為0.1至0.3之間。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的填料與硅油的體積為0.1到0.9之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，其特征在于:所述的可調(diào)式二元混合導熱硅脂電導率可調(diào)范圍為I至7W.πΓ1.K'
【專利摘要】一種大功率LED路燈用熱導率可調(diào)式二元混合硅脂的制備工藝，利用特殊高導熱硅脂對LED路燈進行散熱的方法，通過二元納米混合法，即采用粒徑大小不同的混合粒子填充只有一種填充材料時顆粒的粒子與粒子間存在的諸多空隙，通過不同填充材料填充不同的比例來制備出更高導熱性能且熱導率可調(diào)的導熱硅脂，并將其應用在LED路燈散熱中，對解決現(xiàn)有LED燈具散熱難的問題將起到積極作用。
【IPC分類】C08K3-08, C08K9-04, C08K3-28, C08L83-04
【公開號】CN104877346
【申請?zhí)枴緾N201510208333
【發(fā)明人】陳海軍, 孫建江, 朱伯明, 褚才良, 吳偉丹, 陳亮, 石巖, 鄒細勇, 楊凱, 李曉艷, 金尚忠
【申請人】寧波燎原燈具股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月24日