CN205944142U - 一种led芯片散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及散热膜领域，特别是公开了一种LED芯片散热装置，包括LED芯片、基板和散热片，基板的上表面与LED芯片连接，基板的下表面与散热片上表面连接，基板与LED芯片通过第一石墨烯导热硅脂层连接，基板与散热片通过第二石墨烯导热硅脂层连接。本实用新型提出了一种LED芯片散热装置，结构简单紧凑，重量轻，绝缘性能好，生产成本低，具有良好的散热性能，且解决了LED芯片的散热性能，提高LED的光输出特性和器件的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及散热膜领域，具体地说涉及一种LED芯片散热装置。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)作为一种优秀的半导体光电器件，以其体积小、耗电量低、使用寿命长、环保等优点，有望成为新一代理想的固态节能照明光源。随着LED向高光强、高功率发展，其散热问题日渐突出，一方面功率越做越大，LED封装结构也越来越复杂；另一方面LED的体积越来越小，导致功率密度愈来愈大。这严重影响了LED的光输出特性和器件的寿命，因此解决散热问题变的尤为重要。
热界面材料主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，从而提高器件散热性能。同时，针对散热问题的严峻性，研究人员将涂层技术应用于电子领域，来解决其散热问题，取得了很好的效果。涂层技术是指在物体表面(高热流区域)涂抹一层涂料，依靠涂层的高导热、高辐射性达到快速传热的目的。因其技术简单、散热效果明显、适用范围广，发展速度很快，并且在增强散热的同时，涂层还具备良好的绝缘、防腐、防水和自洁等性能，具有很高的实用价值。
石墨烯作为材料中最薄、导热率最高和稳定性优良的纳米材料，是目前最为理想的二维纳米材料。它的热导率高达5300W/(m·K)，优异的导热性能使得石墨烯成为最热的散热材料。因此，将石墨烯材料应用在LED芯片散热领域，具有非常广阔的前景。因此，如何将石墨烯材料应用在LED芯片散热领域，至今是一个技术难题。
发明内容
本实用新型为了克服上述技术问题的不足，提供了一种LED芯片散热装置，可以完全解决上述技术问题。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种LED芯片散热装置，包括LED芯片、基板和散热片，所述的基板的上表面与LED芯片连接，所述的基板的下表面与散热片上表面连接，所述的基板与LED芯片通过第一石墨烯导热硅脂层连接，所述的基板与散热片通过第二石墨烯导热硅脂层连接。
进一步地，所述的散热片的其余裸露表面均涂覆一层石墨烯散热涂料。
所述的石墨烯散热涂料是将石墨烯均匀分散在涂料中得到的。具体步骤为：将树脂、石墨烯和溶剂按照质量份数10:0.01～0.1：0.1～5混合加入搅拌机，控制转速1000～2500rpm，搅拌1～2h后依次向搅拌机中加入导热填料、流平剂、分散剂、消泡剂、附着力促进剂以及固化剂，控制转速500～2000rpm，再搅拌1～4h后置于砂磨机、高速分散机或者三辊机中研磨、剪切分散0.5～1h，即得石墨烯散热涂料。其中，树脂为丙烯酸树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂；石墨烯为1～5层的薄层石墨烯；溶剂为水、乙醇或异丙醇；导热填料为碳纳米管、碳纤维、炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨、活性炭、金刚石、金属粉、三氧化二铝、氧化硅、碳化硅、氮化硼、氮化铝、氮化硅、氧化锌、氧化镁之中的一种或者几种的混合物，导热填料的添加量占树脂质量的5～20％；流平剂、分散剂、消泡剂、附着力促进剂以及固化剂的加入量占树脂质量的0.1％～5％。
进一步地，所述的第一石墨烯导热硅脂层和第二石墨烯导热硅脂层的厚度均为1μm～1mm。
所述的第一石墨烯导热硅脂层和第二石墨烯导热硅脂层的制备方法是：
(1)将硅油、石墨烯、硅烷偶联剂按照质量比为10:0.1～5:0.05～1加入双行星搅拌机或小型捏合机进行混合搅拌10～30min；
(2)在三辊研磨机上研磨分散1～3遍，实现导热硅脂的致密化与脱泡；
(3)在真空状态下抽真空搅拌1～3h得到。
进一步地，所述的石墨烯散热涂料的厚度为100nm～1mm。
进一步地，所述的基板为石墨烯导热塑料板。
进一步地，所述的散热片为石墨烯导热塑料片。
其中，石墨烯散热涂料通过浸渍、喷涂或者刷涂等方式涂覆于散热片表面。
本实用新型提出了一种LED芯片散热装置，结构简单紧凑，重量轻，绝缘性能好，生产成本低，具有良好的散热性能，且解决了LED芯片的散热性能，提高LED的光输出特性和器件的寿命。
石墨烯导热硅脂作为一种高散热性能的热界面材料，能将LED芯片的热量经石墨烯向平面迅速散开。石墨烯散热涂料涂抹于散热片的表面，一方面导出芯片的热量到散热片表面并与环境进行热交换，另一方面利用石墨烯散热涂料的黑体辐射，将热量散出。该装置加快了LED芯片的导热速度，从根本上解决了LED芯片的散热问题，从而延长了LED芯片的使用寿命。
本实用新型利用石墨烯导热塑料作为散热主体结构，在界面之间涂覆石墨烯导热硅脂，在散热片表面涂覆石墨烯散热涂料，利用石墨烯材料的高导热率进行散热，在提高材料导热性能的同时，通过提高热源部分与散热主体的辐射面积来提高LED芯片的散热效果，另外将点的热量经石墨烯向平面内迅速扩散，降低LED芯片的温度，提高LED芯片使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1为LED芯片，2为基板，3为散热片，4为第一石墨烯导热硅脂层，5为第二石墨烯导热硅脂层，6为石墨烯散热涂料。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的一种LED芯片散热装置，包括LED芯片1、基板2和散热片3，基板2的上表面与LED芯片1连接，基板2的下表面与散热片3上表面连接，基板2与LED芯片1通过第一石墨烯导热硅脂层4连接，基板2与散热片3通过第二石墨烯导热硅脂层5连接。散热片3的其余裸露表面均涂覆一层石墨烯散热涂料6。第一石墨烯导热硅脂层4和第二石墨烯导热硅脂层5的厚度均为1μm。石墨烯散热涂料6的厚度为100nm。基板2为石墨烯导热塑料板。散热片3为石墨烯导热塑料片。其中，石墨烯散热涂料6通过浸渍方式涂覆于散热片表面。
实施例2：
与实施1不同之处在于：第一石墨烯导热硅脂层4和第二石墨烯导热硅脂层5的厚度均为1mm。石墨烯散热涂料6的厚度为1mm。其中，石墨烯散热涂料6通过喷涂方式涂覆于散热片表面。
实施例3：
与实施1不同之处在于：第一石墨烯导热硅脂层4和第二石墨烯导热硅脂层5的厚度均为100μm。石墨烯散热涂料6的厚度为0.01mm。其中，石墨烯散热涂料6通过刷涂方式涂覆于散热片表面。
实施例4：
与实施1不同之处在于：第一石墨烯导热硅脂层4的厚度为1000μm，第二石墨烯导热硅脂层5的厚度为0.1mm。石墨烯散热涂料6的厚度为0.1mm。其中，石墨烯散热涂料6通过喷涂方式涂覆于散热片表面。
本实用新型提出了一种LED芯片散热装置，结构简单紧凑，重量轻，绝缘性能好，生产成本低，具有良好的散热性能，且解决了LED芯片的散热性能，提高LED的光输出特性和器件的寿命。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LED芯片散热装置，包括LED芯片、基板和散热片，其特征在于，所述的基板的上表面与LED芯片连接，所述的基板的下表面与散热片上表面连接，所述的基板与LED芯片通过第一石墨烯导热硅脂层连接，所述的基板与散热片通过第二石墨烯导热硅脂层连接。
2.根据权利要求1所述的一种LED芯片散热装置，其特征在于，所述的散热片的其余裸露表面均涂覆一层石墨烯散热涂料。
3.根据权利要求1所述的一种LED芯片散热装置，其特征在于，所述的第一石墨烯导热硅脂层和第二石墨烯导热硅脂层的厚度均为1μm～1mm。
4.根据权利要求2所述的一种LED芯片散热装置，其特征在于，所述的石墨烯散热涂料的厚度为100nm～1mm。
5.根据权利要求1所述的一种LED芯片散热装置，其特征在于，所述的基板为石墨烯导热塑料板。
6.根据权利要求1所述的一种LED芯片散热装置，其特征在于，所述的散热片为石墨烯导热塑料片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620923877.2U CN205944142U (zh) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | 一种led芯片散热装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN205944142U true CN205944142U (zh) | 2017-02-08 |
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Family Applications (1)
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| CN201620923877.2U Active CN205944142U (zh) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | 一种led芯片散热装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN205944142U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108538798A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-14 | 中尚能源科技有限公司 | 一种含有散热材料涂层的cpu散热器 |
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2016
- 2016-08-23 CN CN201620923877.2U patent/CN205944142U/zh active Active
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