CN106152002A - 发光二极管的散热板设备、用于汽车的头灯及制备方法 - Google Patents
发光二极管的散热板设备、用于汽车的头灯及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106152002A CN106152002A CN201510140039.8A CN201510140039A CN106152002A CN 106152002 A CN106152002 A CN 106152002A CN 201510140039 A CN201510140039 A CN 201510140039A CN 106152002 A CN106152002 A CN 106152002A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat sink
- cnt
- metallic film
- sink according
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UIFOTCALDQIDTI-UHFFFAOYSA-N arsanylidynenickel Chemical compound [As]#[Ni] UIFOTCALDQIDTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- YFVGRULMIQXYNE-UHFFFAOYSA-M lithium;dodecyl sulfate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O YFVGRULMIQXYNE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- FMWAXKQEIXRUTI-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O FMWAXKQEIXRUTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N nickel silver Chemical compound [Ni].[Ag] MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010956 nickel silver Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
- F21S45/40—Cooling of lighting devices
- F21S45/42—Forced cooling
- F21S45/43—Forced cooling using gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
- F21S45/40—Cooling of lighting devices
- F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0075—Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
Abstract
本发明公开了发光二极管的散热板设备、用于汽车的头灯及制备方法。一种用于发光二极管(LED)的散热板，包括含羟基官能团(-OH)的金属薄膜。涂层设置在金属薄膜的至少一个表面上并且包括含亲水官能团的碳纳米管。通过以氢键将羟基官能团与的亲水官能团结合，涂层附至金属薄膜。
Description
技术领域
本公开内容涉及用于发光二极管(LED)的散热板、包括散热板的用于汽车的头灯、及用于制备散热板的方法。
背景技术
众所周知，产生大量热量的电子部件包括移动通信中继器的高功率放大器(HPA)和线性功率放大器(LPA)，个人计算机的中央处理单元(CPU)，服务器级工作站的多处理器单元(MPU)，中继基站的功率放大器单元(PAU)等。对于这些电子部件，表面温度由于以最大负荷驱动产生的热量而增加。故障和损坏可能性也由于电子部件的过热现象而大大增加。
为了防止故障和损坏而从电子装置中排放热量的代表性设备，这种设备主要使用翅片散热片用于通过散热翅片和用于通过毛细结构将从热源产生的热量排放的热管排放从热源产生的热量以使热量移动至外部。
然而，尽管翅片散热片可以增加翅片密度或者增加散热翅片的长度用于使散热面积最大化，但是当翅片密度增加时，冷却效率劣化，并且当散热翅片的长度或者尺寸增加时，散热板扩大，因此也增加了制造成本。
另外，用于热管的设施的扩大的成本相对昂贵，因此，其批量生产是困难的。
发明内容
本公开内容的一方面提供具有重量轻并且冷却性能改进的、用于发光二极管(LED)的散热板。
本公开内容的另一方面提供包括用于LED的散热板的、用于汽车的头灯。
此外，本公开内容的另一方面提供以低成本和高效率制备散热板的方法。
根据本公开内容的实施方式，用于LED的散热板包括：包含羟基官能团(-OH，hydroxyl functional group)的金属薄膜。涂层设置在金属薄膜的至少一个表面上并且包括包含亲水官能团的碳纳米管。
氢键的结合能可以是约15KJ/mol至40KJ/mol。
亲水官能团可以是羧基官能团(-COOH，carboxyl functional group)。
涂层的厚度可以是约10μm至100μm。
碳纳米管的平均直径可以是约10nm至30nm。
碳纳米管的平均长度可以是约1μm至20μm。
金属薄膜可以选自铝、铁、铜、镍银(nickel silver)、锡、锌、钨、以及其组合物。
金属薄膜可以进一步包括多个突出的散热翅片。
散热翅片可以选自铝、铁、铜、镍银、锡、锌、钨、以及其组合物。
提供了包括散热板的、用于汽车的头灯。
头灯可以进一步包括冷却风扇。
根据本公开内容的另一实施方式，一种制备用于LED的散热板的方法：包括使碳纳米管在酸性水溶液中氧化。使氧化的碳纳米管中和以及进行超声波振荡(ultra-sonication)处理以提供碳纳米管分散体(dispersion)。将金属薄膜浸于碳纳米管分散体中并且加热以将碳纳米管涂敷在金属薄膜上。
分散体可以进一步包括选自十二烷基硫酸钠、锂十二基硫酸盐、曲拉通-x(Triton-x)、以及其组合物的分散剂(dispersing agent)。
可以在热容约150W/cm2至400W/cm2的情况下进行约30分钟至2小时的加热。
通过以氢键将羟基官能团与亲水官能团结合，涂层附至金属薄膜。
根据本公开内容的实施方式，用于LED的散热板重量轻且由于高热导率而具有优异的冷却特性。
附图说明
图1是示出未经化学处理的碳纳米管和功能化(functionalized)的碳纳米管的示意图。
图2和图3是功能化的碳纳米管的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图4是示出根据施加的功率在温度变化方面从实例1、比较例1、和比较例2获得的散热板的冷却性能结果的曲线图。
图5是示出根据施加的功率在温度变化方面从实例2、比较例1、和比较例2获得的散热板的冷却性能结果的曲线图。
图6示出在时间上从实例1获得的用于散热板的散热翅片的底部温度(Tbase)与尖端温度(Ttip)之间的温度差(ΔT)变化的曲线图。
具体实施方式
在下文中，详细地描述本公开内容的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，因此，本公开内容不限于此。
根据本公开内容的实施方式，用于LED的散热板可以包括含羟基官能团(-OH)的金属薄膜。涂层设置在金属薄膜的至少一个表面上并且包括含亲水官能团的碳纳米管。通过以氢键将羟基官能团与亲水官能团结合，可以将涂层附至金属薄膜。
因为碳纳米管重量轻并且具有高长度直径比，所以其具有单位面积很高的表面积和物理强度几乎是钢的100倍的特性并且在化学方面是稳定的。尤其，碳纳米管具有约1600W/mK至6000W/mK的热导率，比铜(热导率：约400W/mK)或者铝(热导率：约205W/mK)优异几十至几百倍。因此，在将与传统的材料相比具有很高表面积和热导率的碳纳米管包括在金属薄膜的至少一个表面中时，可以通过其中设置碳纳米管的表面提高热交换率。
氢键的结合能可以是约15KJ/mol至40KJ/mol。具体地，官能团之间的强键可以由通过氢键诱导的静电引力提供，无需任何附加的粘合层。
因此，设置附加的粘合层的工艺不是必要的，因此可以实现散热板的工艺简化和重量减轻。
亲水官能团可以是羧基官能团(-COOH)。
涂层的厚度可以是约10μm至100μm。
当涂层具有小于100μm的厚度时，可能存在金属薄膜未涂有碳纳米管涂层的区域，因此可能无法实现均匀的热辐射。具体地，涂层的厚度可以是约10μm至50μm，且更具体地约10μm至30μm。
金属薄膜可以包括具有高热导率的任何金属，并且可以包括纯金属或者合金。具体地，金属薄膜可以包括选自铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、锡(Sn)、锌(Zn)、以及钨(W)等的一种金属的纯金属，或者选自上列金属的至少两种金属的合金。具体地，考虑成本、重量、热导率等，金属薄膜可以包括选自Al、Cu、Sn、或者其合金的纯金属。其可以进一步包括纯铝或者包括铝作为主要成分的铝合金薄膜。
金属薄膜的厚度可以根据电子产品自由确定，在从约0.01mm至5.0mm的范围内。更具体地，用于膝上型电脑的金属薄膜可以具有小于或等于约0.1mm，或者在从约0.01mm至0.1mm的范围内的厚度。用于等离子显示器的金属薄膜可以具有大于或等于约0.1mm，或者在从约0.1mm至约5.0mm的范围内的厚度。
为了增加表面积并且使传热效率最大化，通过修改平坦的金属薄膜可以使金属薄膜具有包括多个突出的散热翅片的形状。散热翅片可以由选自铝、铁、铜、镍银、锡、锌、钨等的材料制成，该材料与用于金属薄膜的材料相同。
根据本公开内容的另一实施方式，用于汽车的头灯可以包括用于LED的散热板。
而且，根据本公开内容的另一实施方式，制备用于LED的散热板的方法包括：使碳纳米管在酸性水溶液中氧化。使氧化的碳纳米管中和以及利用超声波振荡处理以提供碳纳米管分散体。将金属薄膜浸于碳纳米管分散体中并且加热以使碳纳米管涂敷在金属薄膜上。
根据本公开内容的实施方式，代替复杂的阳级电镀处理，通过在含水溶液中酸处理并且加热可以获得具有改进的冷却效率的散热板。碳纳米管可以是单壁纳米管、多壁纳米管、绳索纳米管、或者其混合。
在本公开内容的示例性实施方式中，使用具有约10m至30nm的直径、约1μm至20μm的长度的碳纳米管。碳纳米管的直径可以具体为约10nm至20nm，或者约10nm至约15nm。碳纳米管的长度可以具体为约1μm至约10μm，或者约1μm至约5μm。
通过使碳纳米管在酸性水溶液中氧化可以使碳纳米管功能化。换言之，可以在碳纳米管的表面上产生亲水的官能团以在金属薄膜的表面上更好地被吸收。用于提供与铝表面上的羟基官能团的氢键的亲水官能团可以包括羧基官能团。
可以通过在约pH1至2内调节酸性水溶液来优化碳纳米管表面上的亲水官能团的生成。通过使碳纳米管在小于或等于pH7的酸性水溶液中和、蒸馏并且使其干燥可以获得功能化的碳纳米管粉末。
为了使功能化的碳纳米管粉末在水溶液中均匀分散，分散体可以进一步包括分散剂。分散剂可以选自十二烷基硫酸钠、锂十二基硫酸盐、曲拉通-x、以及其组合物。在本公开内容的示例性实施方式中，更加特定的示例可以是十二烷基硫酸钠。
在这种情况下，功能化的碳纳米管和分散剂可以分别具有约100wppm的浓度。换言之，如果水在室温下具有约1g/ml的质量，那么功能化的碳纳米管和分散剂均可以在每1L的水中使用100mg。当功能化的碳纳米管和分散剂以设定的比率混合时，碳纳米管可以均匀并且严格地(strictly)附接在金属薄膜上。
只要条件对功能化的碳纳米管没有任何损伤，约1小时的强度为约40KHz至60KHz的超声波振荡可能通常足够。另一方面，当功能化的碳纳米管的分散相均匀分散在水的分散介质中时，溶液可能是黑色的。
当金属薄膜浸入分散溶液中时，可以利用加热将碳纳米管涂敷在金属薄膜上。在这种情况下，可以在热容约150W/cm2至400W/cm2的情况下进行约0.5至2小时的加热。根据本公开内容的实施方式，可以在热容约200W/cm2的情况下进行约1小时的加热。
当加热条件如上时，涂层可以具有期望的厚度。
根据本公开内容的实施方式的制备散热板的方法包括：使碳纳米管功能化，然后在水溶液中加热，这可以简化工艺并且节省成本。因为该方法不要求诸如在金属薄膜上进行预处理的附加工艺用于碳纳米管涂敷，所以可以通过简化的工艺提供具有改进的冷却效率的散热板。
使用根据本公开内容的实施方式的碳纳米管的散热板结构可以同样适用于通过压缩和凝结排出热量的设备，例如，空气调节器，机械机器以及包括膝上型电脑的计算机冷却器(计算机处理单元(CPU)冷却器、图形卡冷却器、散热翅片、以及热管自身冷却器)。
在下文中，描述本公开内容的实例和比较例。然而，这些实例在任何情况下都不解释为限制本发明构思的范围。
(实例)
合成实例1：制备化学处理的碳纳米管(CNT)
使36％的盐酸和多壁CNT(MWCNT)混合并且中和，然后蒸馏并且干燥12小时以提供功能化的CNT。
功能化的CNT被磨碎，然后将100wppm的功能化CNT添加到100wppm的钠十二基硫酸(SDS)水溶液里并且通过超声波振荡混合1小时以提供功能化的CNT-SDS分散溶液。
实例1：制备CNT沉积的散热板
将铝散热板浸于从合成实例1获得的功能化CNT-SDS分散溶液中并且加热1小时施加约200W/cm2的热容，然后取出并且利用蒸馏水冲洗以提供散热板。
评估获得的散热板的冷却性能。
实例2：制备装配有冷却风扇的散热板
除了根据实例1的散热板在装配有冷却板的设备中使用之外，根据如实例1中的相同的过程评估散热板的冷却性能。
比较例1：制备未经表面处理的散热板
使用没有经过分离处理的铝散热板。
比较例2：T
HMG
从现代汽车公司获得散热板，该散热板根据铝阳级氧化方法进行批量生产并且经表面处理。
评估实例1：评估散热板的冷却性能
评估根据实例1、实例2、比较例1、及比较例2的散热板的冷却性能，并且在图4和图5中示出该结果。
图4是示出在根据施加的功率，从实例1、比较例1、和比较例2获得的在温度变化方面散热板的冷却性能结果的曲线图。图5是示出在根据施加的功率，从实例2、比较例2、和比较例2获得的在温度变化方面散热板的冷却性能结果的曲线图。
Tbase＝124℃设定作为散热板中的散热翅片的底部温度。T0＝25℃(空气温度)设定为空气温度。测量并在曲线图中示出根据施加的功率的散热翅片的底部温度与尖端温度的温度差(ΔT＝Tbase-Ttip)。
因为根据施加的功率，ΔT更高，所以更加有效地传输热量。
参考图4和图5，应理解的是，根据施加的功率，实例1和实例2具有相对于比较例1和比较例2更高的温度差(ΔT)。尤其，与通过铝阳级电镀方法中的表面处理获得的散热板相比，根据实例1冷却性能改进约18％至27％并且根据实例2改进约17％至38％。换言之，根据结果确认根据实例1和实例2的散热板具有进一步优异的热量排放效率，并且底部温度(Tbase)与尖端温度(Ttip)之间的差相对大。
评估实例2：评估散热板的冷却稳定性
为了确定从实例1获得的散热板是否可以长时间保持在相同水平的冷却特性，利用0.29W的功率评估散热板的冷却性能250小时，并且在图6中示出结果。
图6示出根据时间从实例1获得的散热板的散热翅片的底部温度(Tbase)与尖端温度(Ttip)之间的差(ΔT)变化的曲线图。
参考图6，确认平均值ΔT保持在约9.25K，具有±0.18K的误差范围。
尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。
Claims (15)
1.一种用于发光二极管(LED)的散热板，所述散热板包括：
金属薄膜，包含羟基官能团(-OH)；以及
涂层，设置在所述金属薄膜的至少一个表面上，并且所述涂层包括含亲水官能团的碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的散热板，其中，通过以氢键将所述羟基官能团与所述亲水官能团结合，所述涂层附至所述金属薄膜。
3.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述氢键的结合能是15KJ/mol至40KJ/mol。
4.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述亲水官能团是羧基官能团(-COOH)。
5.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述涂层的厚度是10μm至100μm。
6.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述碳纳米管的平均直径是10nm至30nm。
7.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述碳纳米管的平均长度是1μm至20μm。
8.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述金属薄膜是选自以下各项金属的薄膜：铝、铁、铜、镍银、锡、锌、钨、以及其组合物。
9.根据权利要求1所述的散热板，其中，所述金属薄膜进一步包括多个突出的散热翅片。
10.根据权利要求9所述的散热板，其中，所述散热翅片选自以下各项：铝、铁、铜、镍银、锡、锌、钨、以及其组合物。
11.一种用于汽车的头灯，所述头灯包括根据权利要求1所述的散热板。
12.根据权利要求11所述的头灯，进一步包括冷却风扇。
13.一种制备用于LED的散热板的方法，所述方法包括以下步骤：
将碳纳米管在酸性水溶液中氧化；
将氧化的所述碳纳米管中和，然后进行超声波振荡处理以提供碳纳米管分散体；以及
将金属薄膜浸于所述碳纳米管分散体中并且加热金属薄膜以将所述碳纳米管涂敷在所述金属薄膜上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述分散体进一步包括选自以下各项的分散剂：十二烷基硫酸钠、锂十二基硫酸盐、曲拉通-x、以及其组合物。
15.根据权利要求13所述的制备散热板的方法，其中，加热所述金属薄膜的步骤在150W/cm2至400W/cm2的热容下进行0.5小时至2小时。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/520,917 US20160116132A1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Heat dissipating plate device for light emitting diode, head lamp for automobile and method for preparing the same |
| US14/520,917 | 2014-10-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106152002A true CN106152002A (zh) | 2016-11-23 |
| CN106152002B CN106152002B (zh) | 2019-08-09 |
Family
ID=55698539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510140039.8A Active CN106152002B (zh) | 2014-10-22 | 2015-03-27 | 发光二极管的散热板设备、用于汽车的头灯及制备方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20160116132A1 (zh) |
| KR (1) | KR101786658B1 (zh) |
| CN (1) | CN106152002B (zh) |
| DE (1) | DE102015204934A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD894141S1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Television receiver |
| KR102041737B1 (ko) | 2018-12-27 | 2019-11-06 | 문규식 | 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법 |
| KR102158330B1 (ko) | 2018-12-27 | 2020-09-21 | 이영숙 | 방열구조체 일체형 ｐｃｂ가 구비된 차량용 램프 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080131722A1 (en) * | 2006-03-21 | 2008-06-05 | Ephraim Suhir | Single Layer Carbon Nanotube-Based Structures and Methods for Removing Heat from Solid-State Devices |
| CN101657266A (zh) * | 2007-02-02 | 2010-02-24 | 索尼德国有限责任公司 | 在基材上制备碳纳米管的膜的方法 |
| US20100224354A1 (en) * | 2009-03-08 | 2010-09-09 | Kevin Dooley | Depositing carbon nanotubes onto substrate |
| CN102408105A (zh) * | 2006-10-25 | 2012-04-11 | 可乐丽股份有限公司 | 透明导电膜、透明电极基板及使用其的液晶取向膜的制造方法、以及碳纳米管及其制造方法 |
| CN103249994A (zh) * | 2010-12-06 | 2013-08-14 | 3M创新有限公司 | 具有光导和集成热导的固态灯 |
| CN103836478A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-04 | 株式会社小糸制作所 | 车辆用灯具 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6869583B2 (en) * | 2001-04-12 | 2005-03-22 | The Penn State Research Foundation | Purification of carbon filaments and their use in storing hydrogen |
| US20130075074A1 (en) * | 2004-07-26 | 2013-03-28 | Kuo-Ching Chiang | Thermal Dissipation Device |
| WO2006072085A2 (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | William Marsh Rice University | Purification of carbon nanotubes based on the chemistry of fenton's reagent |
| KR100674404B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2007-01-29 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 탄소나노튜브가 코팅된 방열판 및 그 제조방법 |
| US8230690B1 (en) * | 2008-05-20 | 2012-07-31 | Nader Salessi | Modular LED lamp |
| JP5463749B2 (ja) * | 2009-06-17 | 2014-04-09 | ソニー株式会社 | 透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルムの製造方法 |
| JP4527194B1 (ja) * | 2009-12-11 | 2010-08-18 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | グラフェン構造体、グラフェン構造体の製造方法、及び電子デバイス |
-
2014
- 2014-10-22 US US14/520,917 patent/US20160116132A1/en not_active Abandoned
-
2015
- 2015-03-19 DE DE102015204934.5A patent/DE102015204934A1/de not_active Ceased
- 2015-03-27 CN CN201510140039.8A patent/CN106152002B/zh active Active
- 2015-08-03 KR KR1020150109697A patent/KR101786658B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-11-10 US US15/809,662 patent/US20180090653A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080131722A1 (en) * | 2006-03-21 | 2008-06-05 | Ephraim Suhir | Single Layer Carbon Nanotube-Based Structures and Methods for Removing Heat from Solid-State Devices |
| CN102408105A (zh) * | 2006-10-25 | 2012-04-11 | 可乐丽股份有限公司 | 透明导电膜、透明电极基板及使用其的液晶取向膜的制造方法、以及碳纳米管及其制造方法 |
| CN101657266A (zh) * | 2007-02-02 | 2010-02-24 | 索尼德国有限责任公司 | 在基材上制备碳纳米管的膜的方法 |
| US20100224354A1 (en) * | 2009-03-08 | 2010-09-09 | Kevin Dooley | Depositing carbon nanotubes onto substrate |
| CN103249994A (zh) * | 2010-12-06 | 2013-08-14 | 3M创新有限公司 | 具有光导和集成热导的固态灯 |
| CN103836478A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-04 | 株式会社小糸制作所 | 车辆用灯具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101786658B1 (ko) | 2017-10-18 |
| CN106152002B (zh) | 2019-08-09 |
| US20180090653A1 (en) | 2018-03-29 |
| KR20160047384A (ko) | 2016-05-02 |
| US20160116132A1 (en) | 2016-04-28 |
| DE102015204934A1 (de) | 2016-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI566947B (zh) | 放熱構件、電子元件及電池 | |
| US20090059535A1 (en) | Cooling device coated with carbon nanotube and of manufacturing the same | |
| WO2015072428A1 (ja) | ヒートシンク | |
| CN109266187B (zh) | 一种含有异氰酸酯改性石墨烯的散热涂料及制备方法 | |
| US7926554B2 (en) | Heat dissipation system | |
| JP2019057731A (ja) | 電磁波吸収組成物塗料 | |
| CN100366136C (zh) | 散热片和使用该散热片的散热方法 | |
| KR101881436B1 (ko) | 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 제조방법 | |
| CN106152002A (zh) | 发光二极管的散热板设备、用于汽车的头灯及制备方法 | |
| CN110468441B (zh) | 高导热性能的铜基改性氧化石墨烯复合材料及制备方法 | |
| CN107564874A (zh) | 一种柔性散热薄膜及其制作方法和复合柔性散热薄膜 | |
| JP2006298718A (ja) | 膨張黒鉛シート及びその製造方法 | |
| KR101716954B1 (ko) | 메탄올을 이용한 led 조명기구의 방열장치 | |
| US8277904B2 (en) | Method for producing thermoelectric material | |
| Kim et al. | Flexible heat-spreading and air-cooling films using nickel-electroplated nanotextured fibers | |
| KR101972501B1 (ko) | 방열 소재용 산화 그래핀-금속 구조체의 제조방법 | |
| KR20170035029A (ko) | 다층으로 그래핀/탄소나노튜브 복합체 박막이 적층된 방열판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 방열판 | |
| CN107611247A (zh) | 成长碲及碲化物纳米线阵列于导电基材上的方法和碲及碲化物纳米线热电装置 | |
| CN102557014A (zh) | 形成石墨烯氧化物图案和石墨烯图案的方法 | |
| WO2019170894A1 (en) | Heat-sink formulation and method of manufacture thereof | |
| US20140018233A1 (en) | Method for preparing nano-scale platinum | |
| CN111417282A (zh) | 散热片以及利用该散热片的电子装置 | |
| KR101751109B1 (ko) | Led 조명기구의 히트싱크 제조방법 | |
| KR102651157B1 (ko) | 친수성 폴리머를 이용한 고열전도성 금속-탄소 적층체의 제조방법, 이에 의해 제조된 적층체 및 이를 이용한 방열 소재 | |
| EP4349889A1 (en) | Heat conduction film and heat-dissipating structure using same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |