一种LED相变散热基板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LED相变散热基板。该基板包括上盖板（1）、纳米吸液芯（2）、下盖板（3）和填充在基板内的液体工质；所述纳米吸液芯（2）烧结在上盖板（1）和下盖板（3）的内侧面上；所述上盖板（1）和下盖板（3）通过焊接拼合，在焊接拼合后的内部形成密闭的空腔，将空腔抽真空并灌注液体工质。制备步骤包括：（1）板材的制备；（2）纳米吸液芯的制造；（3）板材的焊接；（4）工质灌注封装。本实用新型专利技术的基板运用相变传热原理，工质通过相变高效快速吸热，并在冷凝后通过纳米吸液芯的毛细力均匀回流分布，具有更加优异的传热性能，同时具有传热能力强、重量轻、厚度小的特点。

A LED phase change heat dissipation substrate

The utility model discloses a LED phase change heat dissipation substrate. The substrate comprises an upper cover plate (1), nano wick (2) and a lower cover plate (3) and fill in the substrate of the liquid refrigerant; the wick (2 nm) in sintering on the cover (1) and the cover (3) on the inner side face; the upper cover plate (1) and under the cover plate (3) through the welding assembly, a sealed cavity is formed inside the cavity will split after welding, vacuum pumping and pouring liquid refrigerant. The preparation steps include: (1) preparation of plate; (2) manufacture of nano absorbent core; (3) welding of plate; (4) working fluid pouring encapsulation. The utility model of the substrate using phase change heat transfer principle, refrigerant through efficient transformation endothermic, and uniform distribution of reflux by capillary force of nano wick in the condensation heat transfer, with more excellent performance, and has the characteristics of strong heat transfer ability, light weight, small thickness.

【技术实现步骤摘要】
一种LED相变散热基板
本技术涉及LED散热基板制备
，特别涉及一种LED相变散热基板。
技术介绍
随着LED半导体照明技术的发展，LED节能、环保和长寿命的三大优势使其正逐步取代传统光源成为新一代的绿色光源，渗透到人们的日常生活中。LED光源已广泛的应用在照明、显示等领域，如汽车前大灯、矿灯、投影仪、平面显示背光源等新领域。随着LED技术在不同应用领域的拓展应用，适应各种极限环境成为LED技术进一步发展的要求之一，因此对LED的性能提出更高的要求。LED的性能与工作温度有着密切的关系，温度的升高不仅会降低发光效率，而且会影响使用寿命。随着半导体器件向小体积、大功率的方向发展，大功率LED成为众多新领域的光源需求，但由于其散热空间小，导致了高热流密度的致命问题，因此热控制对大功率LED的应用和进一步发展有重大的影响。LED封装过程中，目前使用的基板主要有陶瓷基板、玻璃基板、金属基板等，其中金属基板的传热能力最优，主要有铜和铝，存在体积大、质量大的缺点，而大功率LED模组的热流密度也已经超出普通铜或铝材料的传热极限，传统的增大散热的比表面积已不再适合大功率LED封装技术的发展。相变传热技术利用工质相变进行热量的吸收和传递，其传热能力是同种材料的上百倍，利用相变基板是解决大功率LED封装中极限散热问题的有效途径。
技术实现思路
本技术的目的是解决大功率LED封装中极限散热问题，提供一种新型LED相变散热基板，本技术制备的新型LED相变散热基板具有传热能力强、重量轻、厚度小的特点。本技术通过以下技术方案来实现。一种LED相变散热基板，包括上盖板、纳米吸液芯、下盖板和填充在基板内的液体工质；所述纳米吸液芯烧结在上盖板和下盖板的内侧面上；所述上盖板和下盖板通过焊接拼合，在焊接拼合后的内部形成密闭的空腔，将空腔抽真空并灌注液体工质。进一步地，所述上盖板的外侧面上设置有绝缘胶层，在绝缘胶层上设置有线路。进一步地，所述绝缘胶层为纳米级的氧化锆。进一步地，所述下盖板的内侧面设置有支撑凸台。进一步地，所述上盖板和下盖板设置有用于焊接的连接法兰。进一步地，所述上盖板和下盖板的材质为紫铜，厚度均为0.08mm~0.1mm，且外形通过冲压工艺制成。进一步地，所述纳米吸液芯是相互粘连且贴合在盖板上的多层纳米铜线丝网膜，纳米吸液芯的厚度为0.1mm~0.15mm，孔隙率为75%~90%。更进一步地，所述的纳米铜线的直径为0.1μm~0.5μm。进一步地，所述LED相变散热基板的总厚度为0.6mm~0.8mm。进一步地，所述液体工质为纯净水、甲醇和乙醇中的任一种。进一步地，所述上盖板和下盖板的焊接工艺为铜硬钎焊技术，焊料为CuPSnNi系列焊料，焊料的熔点区间为590℃~610℃。制备所述的一种LED相变散热基板的方法，包括如下步骤：（1）板材的制备：利用冲压机将铜片根据所需上盖板和下盖板外形的模具冲压成型并裁出上盖板和下盖板，清洗后，将绝缘胶涂覆在上盖板的外侧面，形成绝缘胶层，在绝缘胶层上设置线路制成上盖板成品；（2）纳米吸液芯的制备：将溶解有聚乙烯醇的铜的盐溶液通过静电纺丝工艺制成纳米纤维，粘连在上盖板和下盖板的内侧面上，并在烧结炉中高温分解制得氧化铜纳米线，最后在高温气氛炉中还原成纳米铜线，且烧结在上盖板和下盖板的内侧面上；（3）板材的焊接：在下盖板的法兰和凸台上涂敷焊料，将下盖板和上盖板拼合后，用模具夹紧且施加预应力，置于钎焊炉中进行保护气氛钎焊；（4）工质灌注封装：往焊接后的上盖板和下盖板拼合后的型腔中注入液体工质，抽真空处理，最后对抽口进行冷压密封，并用氩弧焊焊接封口，得到所述LED相变散热基板。进一步地，步骤（1）中，所述清洗是先在稀释了10倍的HF-223金属清洗剂中超声波清洗3~7min，洗去表面油污及边缘毛刺，再用清水冲洗去盖板表面残余的清洗液；进一步地，步骤（2）中，所述的溶解有聚乙烯醇的铜的盐溶液的配比为：聚乙烯醇占总溶液质量的10%~15%，铜化合物占总溶液质量的10%~20%。进一步地，步骤（2）中，所述铜的盐溶液为氯化铜溶液或硫酸铜溶液。进一步地，步骤（2）中，所述高温分解的温度为480℃~670℃，分解氛围为大气环境，分解时间为50min~60min。进一步地，步骤（2）中，所述还原的温度为820℃~900℃，氛围为氢气保护氛围，时间为30min~40min。进一步地，步骤（3）中，所述钎焊的温度为610℃~630℃，钎焊氛围为氮气保护氛围，时间为10min~20min。与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：（1）本技术所制造的基板运用相变传热原理，工质通过相变高效快速吸热，并在冷凝后通过纳米吸液芯的毛细力均匀回流分布，具有更加优异的传热性能，其传热能力是传统金属基板的数百倍，可实现大功率LED在极限散热环境下的热控制，保证工作过程中大功率LED的稳定性；（2）本技术所制造的基板内部为空腔结构，可以灵活地控制基板的厚度，同时在保证散热性能的前提下使基板得以轻量化。附图说明图1为本技术的LED相变散热基板的结构剖视图；图2为冲压成型的上盖板的外侧面的轴测图；图3为冲压成型的上盖板的内侧面的轴测图；图4为冲压成型的下盖板的外侧面的轴测图；图5为冲压成型的下盖板的内侧面的轴测图；图6为制备有线路的上盖板的外侧面的轴测图；图7为在盖板上静电纺丝制造纳米吸液芯的示意图；图8为本技术的LED相变散热基板成品的结构立体图。具体实施方式以下结合相关附图和具体实施例对本技术做进一步地详细描述，但本技术的实施方式不限于此。如图1所示，为本技术的LED相变散热基板的结构剖视图，总厚度为0.6mm~0.8mm，包括上盖板1、纳米吸液芯2、下盖板3和填充在基板内的液体工质；在上盖板1的外侧面上设置有绝缘胶层4，在绝缘胶层4上设置有线路7；绝缘胶层4为纳米级的氧化锆；在下盖板3的内侧面设置有支撑凸台；上盖板1和下盖板3设置有用于焊接的连接法兰；上盖板1和下盖板3的材质为紫铜，厚度为0.08mm~0.1mm，且外形通过冲压工艺制成；纳米吸液芯2是相互粘连且贴合在上盖板1和下盖板3内侧面上的纳米铜线丝网膜，纳米吸液芯2的厚度为0.1mm~0.15mm，孔隙率为75%~90%，纳米吸液芯的纳米铜线的直径为0.1μm~0.5μm；纳米吸液芯2烧结在上盖板1和下盖板3的内侧面上；上盖板1和下盖板3通过焊接拼合，在焊接拼合后得内部形成密闭的空腔，将空腔抽真空并灌注液体工质；上盖板1和下盖板3的焊接工艺为铜硬钎焊技术，焊料为CuPSnNi系列焊料，焊料的熔点区间为590℃~610℃；液体工质为纯净水、甲醇和乙醇中的任一种。实施例1一种LED相变散热基板的制备方法，包括如下步骤：（1）板材的制备：首先利用冲压机将铜片根据所需上盖板1和下盖板3外形的模具的外形冲压成型并裁出上盖板1和下盖板3，将上盖板1和下盖板3放入稀释了10倍的HF-223金属清洗剂中超声波清洗5min，洗去表面油污及边缘毛刺，最后用清水冲洗去上盖板1和下盖板3表面残余的清洗液，得到上盖板1和下盖板3；上盖板1的外侧面轴侧图和内侧面轴侧图分别如图2和图3所示；下盖板3的外侧面轴侧图和内侧面轴侧图分别如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED相变散热基板，其特征在于，包括上盖板（1）、纳米吸液芯（2）、下盖板（3）和填充在基板内的液体工质；所述纳米吸液芯（2）烧结在上盖板（1）和下盖板（3）的内侧面上；所述上盖板（1）和下盖板（3）通过焊接拼合，在焊接拼合后的内部形成密闭的空腔，将空腔抽真空并灌注液体工质。

【技术特征摘要】
1.一种LED相变散热基板，其特征在于，包括上盖板（1）、纳米吸液芯（2）、下盖板（3）和填充在基板内的液体工质；所述纳米吸液芯（2）烧结在上盖板（1）和下盖板（3）的内侧面上；所述上盖板（1）和下盖板（3）通过焊接拼合，在焊接拼合后的内部形成密闭的空腔，将空腔抽真空并灌注液体工质。2.根据权利要求1所述的一种LED相变散热基板，其特征在于，所述上盖板（1）的外侧面上设置有绝缘胶层（4），在绝缘胶层（4）上设置有线路（7）；所述绝缘胶层（4）为纳米级的氧化锆。3.根据权利要求1所述的一种LED相变散热基板，其特征在于，所述下盖板（3）的内侧面设置有支撑凸台。4.根据权利要求1所述的一种LED相变散热基板，其特征在于，所述上盖板（1）和下盖板（3）设置有用于焊接的连接法兰。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟桂生，李宗涛，汤勇，庄宝山，林庆宏，颜才满，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44