[发明专利]一种LED照明灯的冷却结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种LED照明灯的冷却结构及其制备方法，所述冷却结构包括铜板(2)以及设置于所述铜板(2)上方的热控柔性薄膜，所述热控柔性薄膜包括石墨烯膜(3)和沉积于所述石墨烯膜(3)上表面的金属层(4)，所述石墨烯膜(3)和金属层(4)设置有阵列通孔，所述金属层(4)和阵列通孔内壁面附着有聚酰亚胺(5)，所述热控柔性薄膜通过下表面的导热硅脂(6)与铜板(2)的上表面粘合固定。本发明通过提高热传导、强化空气的热对流、增大表面辐射黑度来增加总的散热量，有效缓解了照明灯使用过程中自身温度较高的问题。

技术领域

本发明属于照明灯冷却领域，具体来说是一种LED照明灯的冷却结构及其制备方法。

背景技术

19世纪60年代后期，人类开始步入“电气时代”。在经济日益发展的今天，电力系统也得到了迅猛的发展，造就了这个缤纷多彩的世界。据相关资料显示，全球用电量的20％用于照明。目前，电气照明中发光二极管光源(LED)由于发光效率高备受关注。然而，虽然这种新型照明光源与传统的光源相比发光效率得到了有效的提高，但是其中也只是有25％的电能被转化为光能，其他部分则以热量的方式散失。如此高的热量若不及时地被排散，则会严重影响照明灯的发光效率，缩短照明灯的使用寿命。采取合理高效的散热方式可有效地延长照明灯的使用寿命，提高发光效率，促进节能减排。从热传导、热对流、热辐射三种散热方法上来看，照明灯主要的散热方式可分为促进热对流，将自然对流散热向强制对流散热转化；促进热传导，主要措施有热管散热，液冷散热和微通道散热。促进热传导的这三种方式主要通过外置散热器技术进行热扩散，散热效果明显，适用于大功率的照明灯。而对于小功率的照明灯将自然对流向强制对流转化可一定程度上增加散热，但是一般都需要外置风扇来完成，对整体的封装带来一定的麻烦。同时受限于设备的小型化，也很难通过增加散热面积的方式来增加对流散热损失。此外，尽管采用金属结构对照明灯散热有一定的效果，但金属的热传导能力仍然不足(热导率400W/m·K)，加之金属的表面黑度极低(0.1)，难以通过热辐射的方式进行有效散热。

发明内容

本发明提供了一种LED照明灯的冷却结构及其制备方法，通过提高热传导、强化空气的热对流、增大表面辐射黑度来增加总的散热量，有效缓解了照明灯使用过程中自身温度较高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种LED照明灯的冷却结构，包括铜板以及设置于所述铜板上方的热控柔性薄膜，所述热控柔性薄膜包括石墨烯膜和沉积于所述石墨烯膜上表面的金属层，所述石墨烯膜和金属层设置有阵列通孔，所述金属层和阵列通孔内壁面附着有聚酰亚胺，所述热控柔性薄膜通过下表面的导热硅脂与铜板的上表面粘合固定。

进一步地，所述金属层是银层或铝层。

进一步地，所述银层或铝层的厚度为200nm。

进一步地，所述阵列通孔的孔直径为100μm～300μm，孔中心距在0.4mm～0.8mm之间。

进一步地，所述石墨烯膜使用高定向热解石墨替换。

一种根据上述所述的LED照明灯的冷却结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：采用液相剥离Hummers法制备氧化石墨烯溶液，并在气-液界面自组装形成氧化石墨烯膜，再通过碳化、石墨化和延压制得石墨烯膜；

步骤二：将步骤一所述的石墨烯膜用氧等离子体处理后再通过直流磁控溅射法在其上沉积所述金属层；

步骤三：采用激光刻蚀的方法在步骤二所形成的石墨烯膜和金属层的薄膜上形成阵列通孔，金属面朝向激光刻蚀方向；

步骤四：制备聚酰亚胺酸(PAA)；

步骤五：将步骤四制备的聚酰亚胺酸涂覆在步骤三所形成的具有阵列通孔的薄膜上；