[发明专利]LED高效导热介质

说明书

本发明涉及一种LED高效导热介质，特别是大功率LED照明灯用高效导热介质，用于加强LED发光时产生的热源与散热装置之间的热传导，属于散热技术领域。为了消除LED热源与散热装置之间的气隙、减小热阻，加速热传导散发，本发明运用超细二氧化硅和氧化铝粉末，与硅油充分混合搅拌后形成硅脂，粘度控制在2000泊左右，密度约为每立方厘米7克，热阻值小于0.01K/W，热传导系数达10W/mK，涂布于大功率LED照明灯热源与散热装置之间作为导热介质，解决大功率LED照明散热系统一个重要的制约瓶颈，保证了LED的低光衰、长寿命。

技术领域

本发明涉及一种LED高效导热介质，特别是大功率LED照明灯用高效导热介质，用于LED模块基板与散热装置间的饱和式填充剂，以提高热传导与散发效率，减少光衰，延长使用寿命，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。

LED照明灯需要通过散热器将LED发光时产生的热量自然散发出去。LED模块基板（热源）与散热器之间存在一定的空隙，空隙中的空气热阻极大，严重影响热量的传导和散发。因此需要一种既能填充空隙，又能高效传热的物质充当两者之间的连接。通常人们都是借用电脑主板CPU与散热器之间的填充物——导热硅脂，来充当LED热源与散热器之间的填充物，但是由于电脑主机是采用主动式散热，即用风扇吹走热量，而LED照明灯由于必须考虑其经济性而只能采用被动式散热，普通导热硅脂的效果就显得不够理想，就难以达到吸热快、热阻小、去热快，以满足LED对环境温度的要求。

发明内容

为了消除LED热源与散热装置之间的气隙、减小热阻，加速热传导散发，本发明提供了一种LED高效导热介质。

本发明实现上述内容的方案包括：

1．用研磨机分别将二氧化硅和氧化铝研磨成直径为3um的超细粉末；

2．将二氧化硅和氧化铝粉末按3:1比例与硅油充分混合搅拌，形成硅脂，粘度在2000泊左右，密度约为每立方厘米7克；

3．将硅脂均匀涂覆于LED模块与散热装置之间，厚度为0.1-0.2mm。

其特征在于填充剂的制作工艺：二氧化硅和氧化铝粉末的颗粒直径为2um左右；与硅油充分混合搅拌后形成硅脂，粘度在2000泊左右，密度约为每立方厘米7克。

本发明中：充分利用硅不与其它氧化物反应、电导率达2.52×10 -4 /(m·Ω) 和热导率148 W/(m·K)等特性，以及硅油具有较高的耐热性、导热性、疏水性、电绝缘性和较小的表面张力等特性，加入适量氧化铝粉末，改善硅脂性能，热阻值小于0.01K/W，热传导系数达10W/mK。

具体实施方式

1.备料：用研磨机分别将二氧化硅和氧化铝研磨，经过静电分离去粗去杂，形成直径为3um的超细粉末，同时备好硅油待用。

2.混和搅拌：取3份二氧化硅粉末、1份氧化铝粉末，与硅油充分混合搅拌，形成硅脂，粘度控制在2000泊左右，密度约为每立方厘米7克。

3.灌装：将搅拌均匀的硅脂软瓶灌装，规格为50克、100克、300克/支。

4.涂布：将本发明高效导热硅脂均匀涂布于LED模块与散热装置之间，厚度为0.1-0.2mm，用螺丝将其锁紧。

将上述过程运用于30℃室温，lW LED,350MA电流，10平方厘米鳍形散热器实验中。发现运用本发明的导热介质分子结构活跃，性能稳定，不易干燥，不油腻，导热效果好。通过与普通热传导方式实验对比，热传导速度提高一倍，大幅提升了LED照明散热系统的热传导散发效率。