[发明专利]一种陶瓷散热器的复合材料及制备方法和LED照明装置

说明书

技术领域

本发明属于照明技术领域，涉及一种陶瓷散热器的复合材料及制备方法和LED照明装置。 

背景技术

目前行业内常规的LED灯泡的散热较差，以致LED灯泡的寿命较短（2-3万小时），尤其是大功率LED灯泡的使用寿命，变成了一个影响其性能的主要问题。解决LED灯泡的散热问题，是打破生产技术瓶颈、加大产品市场竞争力的重要手段。现有技术中如CN201020536196.3，名为“一种LED照明灯的散热改良结构”，包括LED灯珠、金属散热器，金属散热器的正面烧结有金属电路；双如CN201120206872.5，名为 “一种基于陶瓷基PCB板的LED模组”，基于陶瓷基PCB板的LED模组，包括散热器、陶瓷基PCB板、LED芯片、封装胶体、密封硅胶和透镜模组，LED芯覆载在陶瓷基PCB板上，并通过引线焊接到陶瓷基PCB板电气层的电极焊盘；再如CN201020554550.5，名为“一种高效散热LED路灯”，公开了一种高效散热LED路灯，包括壳体、透明灯罩、吸热铜板、陶瓷基板和LED阵列，壳体下面依次固定吸热铜板和陶瓷基板，陶瓷基板上焊接LED阵列，LED阵列通过导线穿过防水接口与外部的恒流电源连接。目前，未见发现采用本发明复合陶瓷制作LED散热器；利用丝网印刷+烧结的厚膜工艺，在复合陶瓷散热器底部印刷LED线路图；采用注塑成型技术开发LED散热器的报道。

发明内容

本发明的目的在于解决LED灯泡散热瓶颈，从而提供一种陶瓷散热器的复合材料及制备方法和LED照明装置，利用丝网印刷+烧结的厚膜工艺，在复合陶瓷材料散热器底部印刷LED线路图；采用注塑成型技术开发LED散热器。

本发明的技术方案之一：一种陶瓷散热器的复合材料，它主要由三氧化二铝、氧化镁、东阳土、轻质钙和石英粉制备而成，各原料的重量份为：三氧化二铝94—98份，氧化镁0.5—2份，东阳土0.5—2份，轻质钙0.5—2份，石英粉0.5—2份。

优选：各原料的重量份为：三氧化二铝96份，氧化镁1份，东阳土1份，轻质钙1份，石英粉1份。

本发明的技术方案之二：一种带基板线路的陶瓷材料散热器的制备方法，由下列步骤制作而成：

（1）、陶瓷材料散热器的注塑成型法：

①将复合陶瓷材料：三氧化二铝94—98份，氧化镁0.5—2份，东阳土0.5—2份，轻质钙0.5—2份，石英粉0.5—2份，混合后用干式球磨成细粉，万孔筛余0.03—0.08%；再加入助塑成型物质，助塑成型物质为复合陶瓷材料质量的6—10%；并制成蜡饼状成型物质；

②采用挤出造粒机对所述的蜡饼状成型物质进行造粒得料粒材料； 

③将所述料粒材料放入注塑机及成型模具中注塑成型，注塑机将料粒材料熔解成流动浆料，通过100MPa以内的高压注入模具而成型，得到散热器坯料；

④将散热器坯料在900—1100度低温素烧，排胶，排出助塑成型物质，得素坯；

⑤将素坯入推板窑中，于1430—1530°C温度下高温烧成，烧成时间为25—35分钟，得成瓷体。

（2）、LED线路图的印制工艺及烤烧：

将线路直接印刷在注塑成型后的散热器成瓷体上：

①将设计线路图制成丝网，将丝网放置在散热器成瓷体的基板1上，用银浆对散热器坯料的基板1进行丝网印刷，银浆印刷到散热器成瓷体的基板1上形成线路图；

②将印刷好线路图的散热器成瓷体放入烤烧窑炉中，于840—880℃的温度下烤烧成，烤烧成后银浆形成的线路图与陶瓷材料散热器成瓷体结合形成整体。

优选：所述的助塑成型物质包括蜂蜡或半精炼石蜡；所述的料粒材料的料粒的直径在0.3cm以下；所述于840—880℃的温度下烤烧成的烤烧时间为0.5—1小时之间。

本发明的技术方案之三：一种带基板线路的陶瓷材料散热器，所述的散热器的前端为基板，基板的中心设有中心接口，基板的面板上串联或并联设有基板线路，散热器的后端设有与灯座连接的连接头。

优选：所述基板上的各电路接头径向均匀分布。

所述的基板与连接头之间的散热器的径向上均匀设有若干连接筋，连接筋之间为散热空间，散热空间内的基板上设有若干个散热孔。

本发明的技术方案之四：一种由带基板线路的陶瓷材料散热器组成的LED照明装置，它包括散热器和灯座，基板线路上的各电路接头分别与各LED发光单元连接，基板线路的正负极分别通过中心接口内的内置电路或连接电线与灯座的正负极连接。

本发明具有如下显著效果：