[发明专利]一种LED背光源曲面散热片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED散热片技术领域，特别涉及一种新型的LED背光源的曲面散热片，本发明以石墨烯薄膜为制作原材料，并对散热片结构做出了改良。

背景技术

近几年来，石墨烯作为一种新型材料在全世界引起了广泛关注。它是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的,其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,其理论厚度仅为0.35nm,是目前所发现的最薄的二维材料.石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元,可以翘曲变成零维的富勒烯,卷曲形成一维的CNTs[4-5]或者堆垛成三维的石墨。这种特殊结构蕴含了丰富而奇特的物理现象,使石墨烯表现出许多优异的物理化学性质。我们这里所涉及的是它的热学性能，它作为一种低维纳米碳材料，因为其极高的弹性常数和平均自由程，具有高达3000至6000Wm^-1K^-1的热传导率，又因为其在高温下的稳定性，这些材料可用作高温的导热材料。

传统LED散热片大多都是用铝或者铜-铝作为散热材料，铜面可以极速传热，热通过铜面的传导在平面上迅速扩散，然后通过整个面的热传导至散热壳体再散发出去，以此达到散热效果。但是即使铜在工业界中作为传热材料被广泛应用，但是它的热传导率只有400Wm^-1K^-1。如图1所示为现有技术中的LED散热片结构的示意图，从下至上依次包括铜材层2和铝材层1，铜材层2与导热硅胶垫片或者导热硅脂结合，用于安装LED背光源的发光模块。

发明内容

为了使现有的散热片发挥更大的散热功效，本发明的目的之一在于提供一种以石墨烯膜代替铜为原材料制作并对散热片结构做出改良的LED背光源曲面型散热片，本发明的目的之二在于提供上述实现了热传导率的上升LED背光源曲面型散热片的制造方法。本发明的出发点在于增加LED的现有发光效率和使用寿命，特别是针对大功率的平板显示LED背光源模块。而且石墨烯的使用也可以使整个LED结构更加轻便。

为实现本发明目的之一所采用的技术方案为：一种LED背光源曲面散热片，包括用于LED背光源散热的铝型材，该铝型材用于安装LED背光源的面为曲面，该曲面上设有石墨烯膜。

优选的，所述石墨烯膜的厚度为0.50nm至1.83nm。

优选的，所述铝型材上还设有一体成型的散热鳍片；所述散热鳍片为波浪形的鳍片结构。

优选的，所述曲面为平滑过渡的曲面。

为实现本发明目的之所2采用的技术方案为：一种制造LED背光源曲面散热片的方法，包括以下步骤：步骤一、制作石墨烯膜；步骤二、将石墨烯膜转移至铝型材的曲面上。

优选的，步骤二之前，使用硝酸对石墨烯膜和铝型材曲面的相互接触面作预处理。

优选的，步骤一中，制作石墨烯膜的方法为化学气相沉淀法、碳化硅表面外延生长法或氧化减薄石墨片法。

优选的，步骤二中，将石墨烯膜转移至铝型材曲面上的方法为PDMS转移法、溶液刻蚀法或滤纸转移法。

本发明中，所述石墨烯膜选取的是层数尽量少的石墨烯膜，因为对于多层的石墨烯，由于各层之间低频声子的散射以及Umklapp散射过程的改变，其热传导率有所降低，当石墨烯层数从2层增至4层时，其热传导率从2800Wm^-1K^-1降低至1300Wm^-1K^-1。所以说相比而言，层数较少的石墨烯在热传导率上更有优势。而新设计的曲面结构相对平面结构增大了与导热硅胶的接触面，从而致使单位时间内石墨烯导出的热量更多，比简单的平面结构更有优势。

所述曲面型鳍片式散热型铝型材下面做成波浪形的鳍片结构，上表面则是制作成平滑曲面，用作转移石墨烯薄膜的基底并与薄膜粘合，并减少结合面的空隙，并且由于接触面的增加，导致单位时间内从石墨烯传导过来的热量较之以前更多，从而增加传热效率。下面的波浪形的鳍片结构可以增加空气的流通量，使热量可以更快地发散到空气中。这种铝型材所选的是为铝挤AL6063，其有着良好的热传导率与加工性。易于曲面加工和制造。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明通过利用石墨烯膜的高热传导率，代替薄铜面放置在鳍片式散热型铝型材上，使热更快地在面上传导，令单位时间内通过鳍片结构散发出去的热比原来更加的多，从而增加LED的现有发光效率和使用寿命。特别是针对需急速散热的大功率的平板显示LED背光源模块。