[发明专利]一种大功率LED器件散热基板材料

说明书

技术领域

本发明属于LED器件散热材料技术领域，具体涉及一种大功率LED器件散热基板材料。

背景技术

LED具有功耗低、体积小、可靠性高、寿命长和响应快等优点，己被应用于

仪器仪表、计算机、汽车、电子玩具、通讯、自动控制、军事等领域。由于发光效率和发光强度的极大提高，达到烛光级的亮度，大功率LED已经逐步被应用于公路、铁路和机场的交通信号灯系统，汽车的尾灯、刹车灯和方向灯、户外大屏幕信息显示和全彩色电视显示系统等。

LED问世已有近50的年历史，从1962年的每只LED光通量仅有0.001 lm/ w，发展到现在的每只超过120lm/w，芯片的工作电流从几个毫安到目前超过1000mA。基于目前的半导体制造技术，LED输入功率中只有大约10 % ~ 20 % 的能量转化为光能，其他的则转化为热能。对于大功率LED灯来说，唯一有源区芯片的散热问题归根到底就是灯的散热问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种大功率LED器件散热基板材料，散热速度快，提高LED的出光量，延长器件的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大功率LED器件散热基板材料，按照质量百分比计由以下成分制成：沸石粉占4.0-5.0%、纯铜占3.0-3.5%、纯铁占2.3-2.5%、纯镁占1.3-1.5%、纯镍占1.0-1.2%、氮化硅占0.5-0.8%、纳米二氧化锆纤维占0.3-0.5%、剩余为纯铝，所述纳米二氧化锆纤维制备方法包括以下步骤：

（1）取2.5-3.0摩尔氟锆酸钾放入到烧杯中，加入180-200毫升的浓硫酸，加热至75-85℃，在350-400转/分钟下搅拌溶解，加入质量分数占8-10%的乙酰丙酮，然后超声处理15-20分钟，加热至90-100℃，回流2-3小时反应结束，在1500-1800转/分钟下离心处理2-4分钟，倒掉上层清液，将下层的沉淀取出置于烘箱中，在60-70℃下干燥10-12小时，得到预处理的氧化锆粉；

（2）将预处理后的氧化锆粉与甲醇按照质量比为1：2-3的比例混合，在50-60℃下持续搅拌2-3小时，然后逐滴地加入5-8%体积分数的氨水，反应1-2小时后得到悬浮液，倒入反应釜中，设定反应温度为230-240℃，反应时间为15-18小时，反应结束后自然降温，倒掉上层清液，将下层的沉淀分别使用无水乙醇和去离子水离心洗涤2-3遍在烘箱中干燥至恒重即可。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中所述浓硫酸质量浓度为90-95%。

作为对上述方案的进一步描述，所述铝合金材料进行后期热处理的工艺为：合金块在450-480℃下固溶 1.5-2.0小时后进行水淬，然后在180-200℃下人工时效24-30小时。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述合金材料的熔炼在25-30kw真空感应炉中进行。

作为对上述方案的进一步描述，所述纯铝含铝量不低于99.95％。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有大功率LED器件芯片材料与散热材料之间因热膨胀失配造成电极引线断裂的问题，本发明提供了一种大功率LED器件散热基板材料，以轻质铝合金为主导材料，添加了氮化硅和纳米二氧化锆纤维，显著改进了铝合金导热率、导热截面积、散热表面积低的问题，导热系数达到340-350w/（m·℃），散热表面积增加了0.35-0.37平方米/克，通过本发明制备的散热基板材料加工成散热器，能解决大功率LED器件有效散热，保证芯片结温在安全结温之内且能长期正常地可靠工作，由于散热速度快，能够提高LED的出光量，降低能耗，延长器件的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种大功率LED器件散热基板材料，按照质量百分比计由以下成分制成：沸石粉占4.0%、纯铜占3.0%、纯铁占2.3%、纯镁占1.3%、纯镍占1.0%、氮化硅占0.5%、纳米二氧化锆纤维占0.3%、剩余为纯铝，所述纳米二氧化锆纤维制备方法包括以下步骤：

（1）取2.5摩尔氟锆酸钾放入到烧杯中，加入180毫升的浓硫酸，加热至75℃，在350转/分钟下搅拌溶解，加入质量分数占8%的乙酰丙酮，然后超声处理15分钟，加热至90℃，回流2小时反应结束，在1500转/分钟下离心处理2分钟，倒掉上层清液，将下层的沉淀取出置于烘箱中，在60℃下干燥10小时，得到预处理的氧化锆粉；