大功率LED的散热模组及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种大功率LED的散热模组及其制备方法，包括：薄型散热基板和铝基板，其中，薄型散热基板用于接附多个LED，薄型散热基板和铝基板黏结；其特征在于，铝基板包括铝板层、铝板层上的马鞍形分布的光刻胶层，光刻胶层上通过蒸镀或者真空溅镀沉积的纳米碳球层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学晶体的散热处理技术，更具体地，涉及一种大功率LED的散热模组及其制备方法。
技术介绍
LED的散热问题现在越来越收到人们的重视，这是因为LED的光衰和寿命直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短。依照阿雷纽斯法则，温度每降低10°c，寿命会延长2倍。从Cree公司发布的光衰和结温的关系可以知道，结温假如能够控制在65°C，其光衰至70%的寿命可以高达10万小时。但现在实际的LED灯的散热和这个要求相去甚远，使得LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题。如果结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有 90 %，结温为100度时就下降到80 %，140度就只有70 %，可见改善散热，控制结温是十分重要的事。除此以外，LED的发热还会使得其光谱移动。色温升高，正向电流增大(恒压供电时)，反向电流也增大，热应力增高，荧光粉环氧树脂老化加速。目前通常把多个LED晶粒集成在一起，得到大功率的LED，这种LED的功率可以达到5W以上。为了把多个LED晶粒(以共晶(Eutectic)或覆晶(Flip-Chip)封装)连接在一起，需要采用精确的印制电路进行连接。为了得到更好的散热特性，通常采用陶瓷基板， 这种陶瓷基板是由氧化铝和氮化铝构成。LED制成灯具后，LED芯片所产生的热量总是通过灯具的外壳散到空气中去。因为 LED芯片的热容量很小，如果散热不好，一点点热量的积累就会使得芯片的结温迅速提高， 如果长时期工作在高结温的状态，它的寿命就会很快缩短。然而这些热量要能够真正引导出芯片，到达外部空气，要经过很多途径。具体来说，LED芯片所产生的热，从它的金属散热块出来，先经过焊料到铝基板的PCB，再通过导热胶才到铝散热器。在很多情况下，LED灯具里是由很多颗LED所构成，所有这些LED可能都焊在一块铝基板上。另外，例如恒流电源的其他发热源靠近某些LED，也会明显降低这些LED的散热而缩短其寿命。LED的散热设计必须从芯片开始一直到整个散热器，每一个环节都要给于充分的注意，任何一个环节设计不当都会引起严重的散热问题。
技术实现思路
为克服上述的现有缺陷，本专利技术提出一种大功率LED的散热模组及其制备方法。根据本专利技术的一个方面，提出了一种大功率LED的散热模组，包括薄型散热基板和铝基板，其中，薄型散热基板用于接附多个LED，薄型散热基板和铝基板黏结；其特征在于，铝基板包括铝板层、铝板层上的马鞍形分布的光刻胶层，光刻胶层上通过蒸镀或者真空溅镀沉积的纳米碳球层。根据本专利技术的另一方面，提出了一种大功率LED的散热模组的制备方法，包括步骤1、将薄型铝基板置于微蚀槽中进行微蚀，之后进行研磨与抛光；步骤2、将正型光刻胶印刷至研磨抛光后的薄型铝基板表面，通过石英镀铬的光刻掩膜板置于紫外光曝光系统进行曝光处理过程；步骤3、进行显影处理，对薄型铝基板表面进行等离子蚀刻，蚀刻处理完进行剥膜处理过程，之后将薄型铝基板置入高温炉内进行退火；步骤4，以升华机对纳米碳球采取纯化，将纯化好的纳米碳球通过蒸镀或者真空溅镀沉积于薄型铝基板的表面上。本专利技术使用通用的薄型铝板来制作微型散热模块，增加散热面积，以真空蒸镀或溅镀方式将纳米碳球沉积于微型散热模块的上，经快速退火处理过程，完成微型散热模块的制作。该结构散热效果佳，成本较低，处理过程简便，可为LED产业的散热带来巨大帮助。附图说明图1是根据本专利技术的薄型铝基板制作散热结构的制作流程示意图；图2是根据本专利技术的散热结构的示意图；图3是根据本专利技术的散热基板的示意图；图4是根据本专利技术的薄型散热基板与铝基板的组合示意图。如图所示，为了能明确实现本专利技术的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本专利技术限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种大功率LED的散热模组及其制备方法进行详细描述。其中，在以下的描述中，将描述本专利技术的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本专利技术的一些或者全部结构或者流程来实施本专利技术。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本专利技术。在其他情况下，为了不混淆本专利技术，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。总的来说，本专利技术以通用的薄型铝基板，经一系列半导体工艺处理过程后，在基板的其中一面制作微型散热结构，该结构可用真空蒸镀或溅镀方式将各种不同的散热材料 (如复合陶瓷、复合纳米金属、石墨、钻石、类钻碳、碳纳米管、纳米碳球等)沉积于其上，而此处选用纳米碳球为散热材料，该材料可制成液态(水溶液)、粉体(便于静电涂装)或者靶材(便于半导体处理过程使用)。根据本专利技术的实施例提供一种大功率LED的散热模组，其中包括薄型散热基板、 铝基板，其中，薄型散热基板用于接附多个LED，薄型散热基板和铝基板黏结。其中，铝基板包括铝板层、铝板层上的马鞍形分布的光刻胶层，光刻胶层上通过蒸镀或者真空溅镀沉积的纳米碳球层。如图2、3和4所示，铝板层的厚度为0. 1-0. 8mm，预先置于微蚀槽(Micro etching tank)中进行微蚀处理并通过研磨与抛光，以增加表面的平坦度。其中，光刻胶层是以钢网网印方式将正型光刻胶(Positive photo resist)印刷至研磨抛光后的铝板层表面，再以石英(Quartz)镀铬的光刻掩膜板(Photo-mask)置于紫外光曝光系统(Ultravioletexposure system)进行曝光处理过程。其中，正型光刻胶的厚度为0. 001-0. 01毫米。其中，纳米碳球通过升华机(Sublimation machine)采取进一步纯化 (Purification)。将纯化好的纳米碳球置入真空蒸镀机的坩锅室内进行蒸镀。以真空溅镀方式将纳米碳球分子沉积于薄型铝基板微型散热结构的表面上，厚度为0. 00001-0. 001毫米。其中，薄型散热基板(聚醚醚酮Poly Ether Ether Ketone)与具有纳米碳球结构的铝基板进行黏合，其中，聚醚醚酮本身即具有黏着性，不需额外接着剂。本专利技术的另一实施例提供一种大功率LED的散热模组的制备方法，其中，该方法包括步骤1、将薄型铝基板置于微蚀槽中进行微蚀处理，之后进行研磨与抛光处理；步骤 2、将正型光刻胶印刷至研磨抛光后的薄型铝基板表面，再通过石英镀铬的光刻掩膜板置于紫外光曝光系统进行曝光处理过程；步骤3、进行显影处理过程，然后对薄型铝基板表面进行等离子蚀刻，蚀刻处理完毕，进行剥膜处理过程，之后将薄型铝基板置入高温炉内进行退火；步骤4，以升华机对纳米碳球采取纯化，将纯化好的纳米碳球通过蒸镀或者真空溅镀沉积于薄型铝基板的表面上。该方法还包括步骤5，将薄型铝基板置入高温炉内进行退火程序，将薄型散热基板与具有微型散热结构的薄型铝基板进行黏合。具体地，参考附图，本专利技术的方法中，步骤1、将薄型铝基板置于微蚀槽中进行微蚀处理，之后进行研磨与抛光处理。其中，如图IA所示，将薄型铝基板(例如，厚度 0. 1-0. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种大功率ＬＥＤ的散热模组，包括：薄型散热基板和铝基板，其中，薄型散热基板用于接附多个ＬＥＤ，薄型散热基板和铝基板黏结；其特征在于，铝基板包括铝板层、铝板层上的马鞍形分布的光刻胶层，光刻胶层上通过蒸镀或者真空溅镀沉积的纳米碳球层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王培贤，苏晋平，
申请(专利权)人：广东昭信灯具有限公司，
类型：发明
国别省市：44