本发明专利技术涉及利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体及其制造方法，该方法包括如下步骤：通过机械合金化方法而塑性变形，制造热力学固溶度以上的Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末的机械合金粉末制造步骤；将所制造的机械合金粉末成型为棒形状的预备成型体的低密度预备成型步骤；将所述预备成型体成型为散热结构体形状的高密度成型步骤；以及在散热结构体上沉积涂覆类金刚石碳膜的沉积涂覆步骤。对于利用了通过本发明专利技术的机械合金化方法而制造的Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末的散热结构体，由导热性高的材料来塑性加工，并且沉积涂覆类金刚石碳膜，由此具备导热率优异，将材料损失最小化，节减制造成本，防止环境污染的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热结构体及其制造方法，具体地，涉及利用通过机械合金化方法而 合成为热力学相平衡的固溶界限以上的Cu-Ag粉末或Cu-Al粉末而制造的导热率和机械强 度高的散热结构体及其制造方法。
技术介绍
LED (Light Emitting Diode)由于光效率高，寿命长，不使用环境有害物质，因此 想必作为下一代环保光源而能够代替现有光源。LED照明将所供给的电力中的80 %以上转 换为热能，由此产生的温度增加导致光输出的下降及波长移动，使得寿命急剧减少。 因此，需要一种控制LED接合部的发热温度上升而维持为适当温度以下的高功能 散热系统，而在散热系统中最重要的是散热材料。在LED照明中，随着从低输出到高输出， 发热急剧增加，因此需要热传导率高的材料，并且不仅在LED照明，而且在电子设备产品中 也因发热量大，因此为了提高使用寿命和可靠性，需要散热性能优异的散热材料。 作为导热性优异的材料有钻石（2, OOOW/mk)、银（415W/mk)、铜（380W/mk)等，但由 于昂贵或者在机械强度或重量上，想要作为散热材料而适用时受到限制。 目前，作为在包括LED照明在内的电器、电子产品中所使用的散热材料，大部分使 用铝金属，但是在散热性能上存在界限，因此理想的是结合了铝的机械强度特性和银或铜 的优异的导热性的优点的合金材料，但是由于铜（Cu)和银（Ag)或铜（Cu)和铝（Al)的构 成热力学相平衡的固溶度非常低，因此不能获得所希望的组合的合金。 作为以往技术，在韩国注册专利第10-1247119号中提示了利用膨胀石墨和铝金 属粉末而制造的具有散热特性的散热组合物，但是其在机械特性或导热特性上存在限制。
技术实现思路
专利技术想要解决的课题 本专利技术是为了解决如上述的问题点而研发的，本专利技术的目的在于提供一种通过机 械合金化方法而合成热力学固溶界限以上的Cu-Ag粉末或Cu-Al粉末而制造的导热率高且 将材料损失最小化的散热结构体及其制造方法。 用于解决课题的手段 为了解决上述的想要解决的课题，本专利技术的利用机械合金化方法的LED照明灯散 热结构体的制造方法的特征在于，包括如下步骤：通过机械合金化方法而塑性变形来制造 热力学固溶度以上的Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末的机械合金粉末制造步骤；将所制 造的所述机械合金粉末成型为棒形状的预备成型体的低密度预备成型步骤；将所述预备成 型体成型为散热结构体形状的高密度成型步骤；以及在所述散热结构体上沉积涂覆类金刚 石碳膜（diamond like carbon)的沉积涂覆步骤。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，在所述机械合金粉末制造步骤中，将Cu粉 末和Ag粉末或Cu粉末和Al粉末与球一起装入机械合金化（mechanical alloying)装置 的腔内，以球磨方式塑性变形而获得机械合金化粉末。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，所述Cu粉末、Ag粉末及Al粉末的粒子大小 为 20 μ m 至 200 μ m。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，将所述Cu粉末及Ag粉末以98:2至 99. 5:0. 5的重量比来配合而合金化。 在本专利技术的另一实施例中，其特征在于，将所述Cu粉末及Al粉末以2:8至8:2的 重量比来配合而合金化。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，在所述低密度成型步骤中，在还原性气体气 氛下，通过双层压缩成型机来成型。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，在所述高密度成型步骤中，进行挤压或冲压 锻造加工，从而成型为合金的结晶组织具备异方性的散热结构体，以便增加导热性。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，在所述沉积涂覆步骤中，形成ΙΟμπ!至 30 μ m的薄膜厚度的方式沉积涂覆类金刚石碳膜，以便增加导热性。 用于解决上述的想要解决的技术课题的本专利技术的LED照明灯散热结构体是通过 利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方法而制造的。 在本专利技术的一实施例中，其特征在于，所述散热结构体是散热板形状。 专利技术效果 本专利技术通过机械合金化方法而制造 Cu-Ag合金粉末或Cu-Al合金粉末，并进行挤 压或冲压锻造加工，以使结晶组织具备异方性，从而制造导热率高的散热结构体。 本专利技术通过导热性高的材料来制造散热结构体而提高散热系统的冷却效率，并延 长LED照明的寿命，将能源损失最小化。 本专利技术利用合金化方法和塑性变形加工技术，从而将材料损失最小化，并且能够 同时确保大量的原材料，几乎没有碎片，因此能够减少制造成本，防止环境污染。【附图说明】 图1是示出利用了本专利技术的机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方法 的顺序图。 图2是示出用于制造本专利技术的机械合金粉末的机械合金化装置的图。 图3是示出通过本专利技术的机械合金化方法而制造的Cu-Ag合金的组织的图。 图4是通过本专利技术的机械合金化方法而制造的Cu-Al合金的组织的照片。 图5是示出对本专利技术的低密度预备成型体进行成型的压缩成型机的图。【具体实施方式】 下面，参照附图，对本专利技术的具体实施例进行说明。 图1是示出利用了本专利技术的机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方 法的顺序图，包括：机械合金粉末制造步骤S10、低密度预备成型步骤S20、高密度成型步骤 S30及沉积涂覆步骤S40。 所述机械合金粉末制造步骤SlO是通过机械合金化方法而塑性变形，将Cu-Ag合 金粉末或Cu-Al合金粉末制造成热力学固溶度以上的步骤。 机械合金化方法是如下的方法：在伴随着强力的搅拌的高能源球磨机（ball mill)中对构成合金的成分元素的粉末（或一部分某合金粉末）进行处理，从而使成分粉 末在粉碎球与球之间连续且反复地进行冷焊（cold welding)和破碎（fracture)的过程， 由此制造形成为均质且微细的合金相的复合金属粉末。这样的机械合金化方法可在如下的 点上期待与快速凝固技术（rapid solidification processing)或金属基复合材料（metal matrix composite)的制造方法不同的组织特性：混合因热力学固溶度低而难以进行合金 化的Cu-Ag或Cu-Al而能够获得微细的弥散相，并且在成分的合金化和分散处理中，不产生 液相，而是在常温附近或仅通过固相反应而进行。 另外，机械合金化方法具有如下效果：在腔内通过摩擦而混合金属粉末而制造合 金粉末，将材料损失最小化，能够同时确保大量的材料，几乎不存在碎片，能够减少制造成 本，并防止环境污染。 图2是示出用于制造本专利技术的机械合金粉末的机械合金化装置的图，将原料粉末 与球一起装入机械合金化（mechanical alloying)装置的腔30内，以球磨方式塑性变形而 获得机械合金化粉末40。 在机械合金化装置的腔30内装入粒子大小为20 μ m至200 μ m的Cu和Ag或Cu 和Al的微细的粉末。装入之后，以100 μ m至300rpm旋转一定时间的旋转叶轮32,通过高 强度的合金钢球31的运动，夹在球与球之间的金属粉末根据冲突及摩擦而塑性变形，从而 金属粉末成为机械地均质地混合的合金40。 图3是示出通过本专利技术的机械合金化方法而合金化的Cu-Ag合金的组织的图，将 Cu粉末10和Ag粉末20合金化而机械地制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用机械合金化方法的LED照明灯散热结构体的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：通过机械合金化方法而制造热力学固溶度以上的Cu‑Ag合金粉末或Cu‑Al合金粉末的机械合金粉末制造步骤；将所制造的所述机械合金粉末成型为棒形状的预备成型体的低密度预备成型步骤；将所述预备成型体成型为散热结构体形状的高密度成型步骤；以及在所述散热结构体上沉积涂覆类金刚石碳膜的沉积涂覆步骤。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：千宰永，千炳善，黄顺花，
申请(专利权)人：株式会社唻迪克世，千宰永，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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