TWI475733B - Method of making graphite graphite radiator base - Google Patents

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Description

LED石墨散熱基座製作方法
本發明係提供一種LED石墨散熱基座製作方法，尤指其技術上提供一種增加散熱器散熱效果，並可降低成本之具奈米金屬和石墨之LED石墨散熱基座製造方法。
隨著現代社會科技不斷進步，照明系統的技術也隨之快速演進，加上全球節能議題日愈發酵及各國政府未來將陸續禁用白熾燈泡的政策下，發光二極體具有高效率、節能與可調光性之優勢，在照明市場已逐漸形成風潮，其在於家電用品之指示燈、液晶顯示器之背光源、戶外照明等應用已是全球矚目的焦點，而近年來由於如磷化鋁鎵銦(AlGaInP)及氮化鋁鎵銦(AlGaInN)等發光二極體材料已被成功開發，因此在許多應用上能取代傳統的白熾燈泡。
然而，目前高功率發光二極體的輸入功率僅有15~20%會轉換成光，其餘80~85%則轉變成為熱，若這些熱未能及時排出至外界，會使發光二極體晶粒界面溫度過高，而降低發光效率及壽命。
因此，為了能有效散逸發光二極體使用時產生的熱能，一般使用金屬材料製成鰭片狀散熱器，利用金屬例如銅、鋁快速吸收熱並將熱快速轉移至整個結構，加速散熱效果。
然而，目前的LED燈具大多採用銅或鋁製成鰭片狀的金屬散熱座(9)來進行散熱(如第三圖所示)，其熱傳機制係先將LED電路板(92)上的熱傳導到散熱鰭片(91)、再利用高溫的散熱鰭片(91)與環境之間的溫差產生自然對流進行散熱，金屬散熱座(9)大多具有良好的熱傳導能力，但以金屬為基材之金屬散熱座(9)的成本仍然太高，不利於相關產品在未來市場的競爭。
是以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。
有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
以金屬例如銅、鋁為基礎材質 所製成之散熱座因金屬的成本仍然太高，將降低相關產品在未來市場的競爭力。
提供一種LED石墨散熱基座製 作方法，依序包括以下步驟：將石墨粉碎成石墨粉末；再將石墨粉末加入做為膠合劑的高流動性熱固型樹脂；接著將加入高流動性熱固型樹酯之石墨粉末再加入粒度為奈米之金屬粉末，形成一混合物；再來將該混合物均勻攪拌後 射出成型；待該混合物呈熔融狀態時，給予該混合物負壓，將該混合物中之氣泡抽離；最後給予該混合物正壓，壓縮該混合物中之氣泡，並自然降溫固化成為一燈具散熱器。其LED石墨散熱基座，係包含有：一燈具散熱器，該燈具散熱器延伸有數散熱鰭片，該燈具散熱器具有一散熱面，該散熱面結合具有LED燈之電路板，LED燈使用時產生之熱就可以傳遞至該燈具散熱器散出。
一、本發明之製造方法製得的材質與金屬散熱器比較起來，主要基材之石墨的取得成本遠低於銅或鋁等金屬材料，而加入膠合劑的石墨材質雖然其熱傳導能力會略遜於金屬材料，但配合加入奈米金屬粉末可彌補其熱傳導能力，使本製造方法製得的材質具有高度可塑性與合宜的熱散逸效率，且本發明之重量較輕。
二、本發明之製造流程中，在混合物熔融狀態時給予負壓，可達到將混合物中大氣泡先行抽離，之後在給予正壓，可將較微小之氣泡壓縮且使混合物壓縮較密實，最後得到之燈具散熱器其孔隙較少且整體結構較完整，以達到較佳之散熱效率。
有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於后，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。
參閱第一圖所示，本發明係提供一種LED石墨散熱基座製作方法，包括：步驟一(A)：將石墨粉碎成石墨粉末；步驟二(B)：將石墨粉末加入做為膠合劑的高流動性熱固型樹脂，石墨粉末與高流動性熱固型樹脂之重量百分比為25%：75%，高流動性熱固型樹脂可為耐熱型環氧樹脂，耐熱型環氧樹脂之耐熱度為120℃；步驟三(C)：將加入高流動性熱固型樹酯之石墨粉末再加入粒度為奈米之金屬粉末，形成一混合物；先將石墨粉末重量換算為體積後，再將石墨粉末一半的體積用金屬粉末替換，金屬粉末與石墨粉末的體積百分比為50%：50%，其中金屬粉末可為銅(Cu)粉末；步驟四(D)：將該混合物均勻攪拌後射出成型；步驟五(E)：待該混合物呈熔融狀態時，給予該混合物負壓，將該混合物中之氣泡抽離；步驟六(F)：給予該混合物正壓，壓縮該混合物中之氣泡，且使該混合物更密實，並自然降溫固化成為一燈具散熱器(1)。
請參閱第二圖，步驟六(F)形成如圖所示之該燈具散熱器(1)，但不限定為圖示所示之形狀。圖示所示之燈具散熱器(1)延伸有數散熱鰭片(11)，該燈具散熱器( 1)具有一散熱面(12)，該散熱面(12)結合具有LED燈(31)之電路板(3)，LED燈(31)使用時產生之熱就可以傳遞至該燈具散熱器(1)散出，數該散熱鰭片(11)之外表面設有至少一發泡鋁元件(21)，該發泡鋁元件(21)具有多數不規則形狀且相通之孔隙，可達到增加散熱面積之功效。
前文係針對本發明之較佳實施例為本發明之技術特徵進行具體之說明；惟，熟悉此項技術之人士當可在不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。
．習用部分：
(9)‧‧‧金屬散熱座
(91)‧‧‧散熱鰭片
(92)‧‧‧LED電路板
．本發明部分：
(1)‧‧‧燈具散熱器
(11)‧‧‧散熱鰭片
(12)‧‧‧散熱面
(21)‧‧‧發泡鋁元件
(3)‧‧‧電路板
(31)‧‧‧LED燈
(A)‧‧‧步驟一
(B)‧‧‧步驟二
(C)‧‧‧步驟三
(D)‧‧‧步驟四
(E)‧‧‧步驟五
(F)‧‧‧步驟六
第一圖：係本發明之製造方法流程圖。
第二圖：係本發明完成之散熱器基座結合LED燈板之立體分解圖。
第三圖：習知之LED散熱模組分解示意圖。
(1)‧‧‧燈具散熱器
(11)‧‧‧散熱鰭片
(12)‧‧‧散熱面
(21)‧‧‧發泡鋁元件
(3)‧‧‧電路板
(31)‧‧‧LED燈

Claims (5)

  1. 一種LED石墨散熱基座製作方法，依序包括以下步驟：步驟一：將石墨粉碎成石墨粉末；步驟二：將石墨粉末加入做為膠合劑的高流動性熱固型樹脂；步驟三：將加入高流動性熱固型樹酯之石墨粉末再加入粒度為奈米之金屬粉末，形成一混合物；步驟四：將該混合物均勻攪拌後射出成型；步驟五：待該混合物呈熔融狀態時，給予該混合物負壓，將該混合物中之氣泡抽離；步驟六：給予該混合物正壓，壓縮該混合物中之氣泡，並自然降溫固化成為一燈具散熱器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED石墨散熱基座製作方法，其中該步驟二石墨粉末與高流動性熱固型樹脂之重量百分比為25%：75%。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之LED石墨散熱基座製作方法，其中該步驟三金屬粉末與石墨粉末的體積百分比為50%：50%。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之LED石墨散熱基座製作方法，其中高流動性熱固型樹脂可為耐熱型環氧樹脂。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之LED石墨散熱基座製作方法，其中粒度為奈米之金屬粉末可為銅粉末。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200528018A (en) * 2005-03-08 2005-08-16 Joint Fair Technology Co Ltd Method for producing heat sink base containing micro nano metal and graphite and product thereof
TWM308849U (en) * 2006-06-30 2007-04-01 Shiu Li Technology Co Ltd Multi-layer composite material
TWI325487B (zh) * 2005-01-17 2010-06-01 kai yu Lin
TWM395114U (en) * 2010-04-30 2010-12-21 Thermal Magic Technology Company Ltd Jet-cooled LED lamp

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