[发明专利]一种散热构造体及应用

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，更具体的说，涉及一种具有优异散热性能的散热构造体及应用。

背景技术

含有石墨材料的石墨-金属复合体，是金属矩阵石墨粒子或者石墨纤维作为材料分散的金属基复合材料、挤压成型体、冷锻等方压力成型体、模具等，经单向压力成型并经烧结而成的石墨成形体，作为金属分散的石墨基金属复合材料，而为人所知。

另一方面，含有石墨的复合材料，其热扩散率为1.5-3cm²/sec，与通常广为利用的铝、氮化铝等导热体的热扩散率0.7-1.0cm²/sec相比要大得多，因此，其卓越的散热性能广为人知。

其他方面，含有石墨的复合材料，例如，使用铝的挤压材料石墨的复合材料的弯曲强度为30-40Mpa，弹性模量为12Gpa，只有铝、镁、钛、铜、铁等常用金属的机械强度的1/10。而且，铝挤出材料等的散热片，由于其可大量生产，因此较为便宜。而石墨-金属复合材料，与其相比，虽然散热性能更优但是价格相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于，在保持石墨-金属复合材料的优良特性的同时，弥补其较弱的机械特性，从而提供较为廉价的散热性能优异的散热构造体。

本发明所要解决的技术问题之二在于，解决LED模块及包括IGBT在内的高负荷半导体集成电路板，由于高温导致的寿命缩短及故障问题。

本发明解决上述问题的技术方案为：提供一种散热构造体，包括贴合的石墨-金属复合材料层和金属散热片，所述石墨-金属复合材料层由石墨-金属复合材料压制成平板状并切割制得。

在本发明提供的散热构造体中，将铝、铜或者铝/铜合金融化后以高压浸渍由人造石墨和/或天然石墨粉制成的空隙率为5-40％石墨材料的空隙内，得到所述石墨-金属复合材料。

在本发明提供的散热构造体中，使用空隙率为5-25％石墨材料得到所述石墨-金属复合材料。

在本发明提供的散热构造体中，所述石墨-金属复合材料层和所述金属散热片使用紧固件固定或者电镀结合固定；所述金属散热片使用铝、铜或者铝/铜合金制成。

在本发明提供的散热构造体中，所述石墨-金属复合材料层和所述金属散热片之间涂覆有导热油脂。

本发明还提供一种LED模块，将LED素子设置在铜箔或铝箔线路板的电气绝缘层上，并嵌入石墨-金属复合材料制成的平板上，制成LED模块。

在本发明提供的LED模块中，将铝、铜或者铝/铜合金融化后以高压浸渍由人造石墨和/或天然石墨粉制成的空隙率为5-40％石墨材料的空隙内，得到石墨-金属复合材料。

本发明还提供一种LED灯，将所述LED模块固定在金属散热片上，制成LED灯。

在本发明提供的LED灯中，所述LED模块的石墨-金属复合材料制成的平板与所述金属散热片贴合。

在本发明提供的LED灯中，所述石墨-金属复合材料制成的平板与所述金属散热片使用紧固件固定或者电镀结合固定；所述金属散热片使用铝、铜或者铝/铜合金制成。

实施本发明，具有如下有益效果：将石墨-金属复合材料制成的平板固定于金属散热片上得到本发明的散热构造体，使得该散热构造体保持石墨-金属复合材料的优良特性，同时，金属散热片的存在也弥补了石墨-金属复合材料机械强度低的缺陷，从而得到一种较为廉价的散热性能优异、机械强度足够的散热构造体。该散热构造体可以有效地降低包括LED在内的半导体器件温度，可以有效地延长各种电子设备的寿命，在工业范围内具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明散热构造体一种较佳应用方式的侧视图；

图2为本发明散热构造体一种较佳应用方式的主视图；

图3为本发明LED模块较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行具体描述。

石墨-金属复合材料具有卓越的散热性能，但是由于其高昂的价格和较弱的机械特性，限制了此种优质材料在电气设备中的广泛使用受到。