專利名稱：一種大功率led燈的散熱模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及散熱裝置，特別是涉及一種具有高效、節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大功率LED 燈的散熱模組。
背景技術(shù)：
LED半導(dǎo)體照明是繼白熾燈、日光燈和稀有氣體燈之后的第四代電光源，因其高效率、 長(zhǎng)壽命，節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，己成為世界各地光源和燈具研究機(jī)構(gòu)競(jìng)相開發(fā)、努力獲取的 目標(biāo)，是未來(lái)照明領(lǐng)域的明星行業(yè)。隨著LED制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和新型材料(氮化物晶 體和熒光粉)的開發(fā)及應(yīng)用，使發(fā)白色光的LED半導(dǎo)體固體光源性能不斷完善并進(jìn)入實(shí)用 階段，LED光源己從最初的信號(hào)燈、指示燈等特種光源逐步走向汽車燈路燈等領(lǐng)域。白光 的LED能耗僅為白熾燈的1/8，熒光燈的1/2，其壽命可長(zhǎng)達(dá)l萬(wàn)小時(shí)，對(duì)于普通家庭照明 可謂"一勞永逸"。同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化，回收容易，這對(duì)于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源具有重 要意義。因此各國(guó)政府均給予大力扶持。LED作為照明用光源，需要瓦級(jí)以上輸出功率， 因此如何提高出光效率，解決大功率LED散熱問(wèn)題是LED照明的一個(gè)關(guān)鍵。LED功率的 不斷增加，解決LED的應(yīng)用主要問(wèn)題就是散熱問(wèn)題。
現(xiàn)有的應(yīng)用于LED上的散熱裝置一般都是在LED上加散熱體，以增大散熱面積的方 式散熱。而當(dāng)功率越大時(shí)散熱片的面積就越大，有時(shí)甚至滿足不了散熱需求，所以大多數(shù) LED的發(fā)熱問(wèn)題單一依靠靠散熱片難以解決，并且還存在著環(huán)境污染，成本較高等一系列 問(wèn)題。
專利號(hào)為200410047327.0中中國(guó)發(fā)明專利公開的技術(shù)方案是先將LED設(shè)置在金屬體 上，再將LED和金屬體設(shè)置于散熱座體上，散熱座體上有多個(gè)散熱鰭腳。這類被動(dòng)散熱的 方案在LED發(fā)熱比較小的情況下還可以滿足散熱要求，但是當(dāng)多個(gè)LED密集排列或/和 LED功率比較大的時(shí)候，這種散熱方式就不能有效地對(duì)LED進(jìn)行散熱了。還有的方案在 LED電路板上加風(fēng)扇以提高散熱速度，但是風(fēng)扇在散熱的時(shí)候會(huì)吸引很多灰塵和產(chǎn)生噪音 污染環(huán)境，而且這種散熱方式使用壽命短，散熱效率也不是很理想。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了發(fā)光二極管散熱機(jī)構(gòu)，是在印刷電路板與鋁基板間介入一層 熱擴(kuò)散板，該熱擴(kuò)散板上沖壓出或拗折出多個(gè)呈梯形凸出的導(dǎo)熱塊，其中一導(dǎo)熱塊更穿過(guò)
3印刷電路板穿孔而與LED底面導(dǎo)觸；此雖可達(dá)良好散熱效果，但熱擴(kuò)散板的體積太大，占 用過(guò)多空間，再加上鋁基板又有多片延伸加長(zhǎng)的分歧狀鰭片，使得整個(gè)LED散熱基板過(guò)大， 不容易設(shè)置在發(fā)光裝置的有限空間范圍內(nèi)。
公告號(hào)為M276326的中國(guó)臺(tái)灣專利申請(qǐng)公開了具有高散熱效率之LED散熱結(jié)構(gòu)，其 散熱基座的上層為銅箔層、中層為絕緣層、下層為銅金屬層，該散熱基座上并設(shè)有一安裝 LED的凹槽，在LED的底面具有銅金屬面，其與凹槽上的銅金屬層以錫層焊接接觸，使得 LED的熱量經(jīng)由銅金屬面，錫層、銅金屬層而散發(fā)出去。該案中，散熱基座的下層為銅金 屬層，而凹槽上的銅金屬層是焊接在銅金屬層上，LED底面也需鍍上銅金屬面，該結(jié)構(gòu)不 但建構(gòu)與組裝麻煩，且銅材使用過(guò)多而造成制造成本大大提高，并使成品無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
隨著LED技術(shù)的發(fā)展，單顆LED的功率也逐漸的增大，出現(xiàn)了一些大功率的LED， 例如lw， 5w等等。大功率LED的應(yīng)用雖然解決了占用面積的問(wèn)題，但是，其發(fā)熱量也 會(huì)隨著功率的增加而增加。針對(duì)散熱問(wèn)題，專利號(hào)為200520069377.9的中國(guó)實(shí)用新型專利 公開了一種大功率發(fā)光二極管臺(tái)燈，其將發(fā)光二極管安裝在線路板的下方，而線路板上方 則安裝有散熱體，再將散熱體安裝在由金屬材質(zhì)做成的燈罩上，從而通過(guò)散熱體和燈罩將 LED發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散發(fā)。然而，線路板的導(dǎo)熱性能較低，形成熱傳導(dǎo)的瓶頸，不 利于LED將熱量傳導(dǎo)到散熱體上，從而在整體上影響了LED的正常工作，影響其壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用脈動(dòng)熱管進(jìn)行散熱，旨在有效地解決阻礙大功率LED應(yīng)用于照明領(lǐng)域的散 熱瓶頸問(wèn)題，該技術(shù)方案可以廣泛應(yīng)用于包括使用大功率LED燈在內(nèi)的照明器具使用平臺(tái)。 本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種大功率LED燈的散熱模組，包括裝有多顆LED燈的PCB板、鋁單元板和散熱板； 所述鋁單元板一側(cè)銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道，脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道由相互平行的一組細(xì)直管道 和一組連接相鄰細(xì)直管道的彎通道組成，毛細(xì)槽道與設(shè)置在鋁單元板一側(cè)的脈動(dòng)熱管注液 口連通；散熱板覆蓋在鋁單元板銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道的一側(cè)，使得毛細(xì)槽道形成了一個(gè) 封閉空腔；所述空腔內(nèi)充填工作流體丙酮，工作流體填充量為空腔總體積的40~60%;散熱 板上的散熱翅片設(shè)置在冷卻端；裝有多顆大功率LED燈的PCB板位于鋁單元板上，與散熱 板相對(duì)設(shè)置。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述脈動(dòng)熱管中相互平行的一組細(xì)直管道的直徑為 2~3mm，由直徑為4 6 mm的彎通道連接。 所述散熱翅片與散熱板一體銑成。
4所述PCB板與鋁單元板接觸面涂有導(dǎo)熱膏。
所述大功率LED燈通過(guò)LED燈基座安裝在PCB板，LED燈罩設(shè)置在大功率LED燈的 外側(cè)，與PCB板連接。
述散熱翅片的翅片方向與脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道方向垂直。 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、 本發(fā)明提供大功率LED散熱模組，應(yīng)用燈脈動(dòng)熱管散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)將脈動(dòng)熱管與 LED燈巧妙結(jié)合，將LED燈上的熱量通過(guò)脈動(dòng)熱管散到環(huán)境中去，由于脈動(dòng)熱管利用工作 流體丙酮的潛熱進(jìn)行散熱，具有散熱量大，散熱效率高燈特點(diǎn)，能有效解決大功率LED燈 在汽車燈和路燈等應(yīng)用領(lǐng)域散熱方面的問(wèn)題。
2、 本發(fā)明提供脈動(dòng)熱管散熱模組主要只有脈動(dòng)槽道和翅片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所用材料 均是較輕的鋁板，不需要支撐裝置，安裝方便。
3、 本發(fā)明提供脈動(dòng)熱管散熱模運(yùn)行穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可節(jié)約成本，且 能夠解決大功率LED燈在多種應(yīng)用領(lǐng)域的散熱問(wèn)題，具有廣闊的市場(chǎng)前景。


圖1為新型大功率LED燈散熱模組的立體分解圖。 圖2為散熱模組的主視圖。 圖3為散熱模組的俯視圖。 圖4為散熱模組的仰視圖。
圖5為散熱模組中鋁單元板上的脈動(dòng)熱管示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1—鋁單元板；2—散熱板；3—PCB板；4—大功率LED燈；5—LED燈
基座；6—毛細(xì)槽道；7—接彎管道；8—散熱翅片；9—脈動(dòng)熱管注液口； 10—螺絲口； 11
—燈罩；12—脈動(dòng)熱管加熱端；13—脈動(dòng)熱管冷凝端
具體實(shí)施例方式
如圖1—圖5所示，大功率LED燈脈動(dòng)熱管散熱模組包括裝有多顆LED燈的PCB板 3、鋁單元板1和散熱板2;鋁單元板1上銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道6，散熱板2上一端銑有 散熱翅片8;銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道的鋁單元板1和銑有散熱翅片的散熱板2構(gòu)成的散熱 裝置；鋁單元板1上一側(cè)銑有的脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道6由相互平行的一組細(xì)直管道和一組連 接相鄰細(xì)直管道的彎通道7組成， 一端的彎通道7作為熱管的加熱端，形成脈動(dòng)熱管加熱 端12，另一端的彎通道作為熱管的散熱端，構(gòu)成脈動(dòng)熱管冷凝端13;加熱端和冷凝端之間 的通道作為脈動(dòng)熱管的絕熱段；毛細(xì)槽道6與設(shè)置在鋁單元板1 一側(cè)的脈動(dòng)熱管注液口 9連通。散熱板2覆蓋在鋁單元板1銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道6的一側(cè)，使得毛細(xì)槽道6形成 了一個(gè)封閉空腔；空腔內(nèi)充填工作流體丙酮，填充量為空腔總體積的40~60%。散熱板2 上的散熱翅片8設(shè)置在該散熱裝置的冷卻端，散熱翅片與散熱板2銑成一體，無(wú)需焊接， 大大降低了接觸熱阻，能有效的將脈動(dòng)熱管冷凝端的熱量盡快的散發(fā)到空氣中；翅片方向 與脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道方向垂直，以便更加有利于散熱。裝有多顆大功率LED燈4的PCB板 3與散熱裝置的通過(guò)螺絲10連接，位于鋁單元板1上與散熱板2相對(duì)一側(cè)，其接觸面涂有 導(dǎo)熱膏。大功率LED燈4通過(guò)LED燈基座5安裝在PCB板3， LED燈罩11設(shè)置在大功率 LED燈4的外側(cè)，與PCB板3連接。這樣，PCB板3與其散熱裝置緊密接觸，中間涂有導(dǎo) 熱膏散熱裝置位于燈罩外側(cè)，且與燈罩分離，以利于散熱。
脈動(dòng)熱管中相互平行排列的一組直徑為2-3mm的細(xì)直管道由直徑為4 6mm的彎通道 連接。
脈動(dòng)熱管工作時(shí)，通過(guò)脈動(dòng)熱管注液口對(duì)脈動(dòng)熱管進(jìn)行抽真空，然后加入工作流體丙 酮，將注液口密封。當(dāng)LED燈工作發(fā)熱，脈動(dòng)熱管的加熱端吸收大功率LED燈發(fā)出的熱， 使加熱端的工作流體蒸發(fā)，工作流體在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動(dòng)， 蒸汽經(jīng)過(guò)絕熱段到達(dá)冷凝端，在冷卻端放熱冷凝，冷凝端在將熱量傳導(dǎo)到散熱翅片上，由 于翅片面積很大又暴露在空氣中，很快將熱量散發(fā)到空氣中，進(jìn)而使蒸汽冷凝為液體，再 在毛細(xì)力的作用下，將工作流體回流到加熱端，這就完成了一次熱量的輸送，同時(shí)完成熱 量的輸送和轉(zhuǎn)移。不斷地通過(guò)這樣的循環(huán)將LED產(chǎn)生的熱量源源不斷的輸送到外面去，從 而保證了大功率LED燈能夠長(zhǎng)時(shí)間的正常工作。
本發(fā)明具有高散熱效率的LED散熱模組市面上未有類似產(chǎn)品，本發(fā)明所提供的能 夠解決大功率LED燈在多種應(yīng)用領(lǐng)域的散熱問(wèn)題，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成 本低、安裝方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，具體體現(xiàn)在該大功率LED散熱模組應(yīng)用燈脈動(dòng) 熱管散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)將脈動(dòng)熱管與LED巧妙結(jié)合，將LED燈上的熱量通過(guò)脈動(dòng)熱管散到 環(huán)境中去，由于脈動(dòng)熱管利用工作流體丙酮的潛熱進(jìn)行散熱，具有散熱量大，散熱效率高 燈特點(diǎn)，能有效解決大功率LED燈在汽車燈和路燈等應(yīng)用領(lǐng)域散熱方面的問(wèn)題。同時(shí)，脈 動(dòng)熱管散熱模組主要只有脈動(dòng)槽道和翅片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用材料均是較輕的鋁板，不 需要支撐裝置，安裝方便。而且，脈動(dòng)熱管散熱模運(yùn)行穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便， 可節(jié)約成本，且能夠解決大功率LED燈在多種應(yīng)用領(lǐng)域的散熱問(wèn)題，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
權(quán)利要求
1、一種大功率LED燈的散熱模組，包括裝有多顆LED燈的PCB板、鋁單元板和散熱板；其特征在于所述鋁單元板一側(cè)銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道，脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道由相互平行的一組細(xì)直管道和一組連接相鄰細(xì)直管道的彎通道組成，毛細(xì)槽道與設(shè)置在鋁單元板一側(cè)的脈動(dòng)熱管注液口連通；散熱板覆蓋在鋁單元板銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道的一側(cè)，使得毛細(xì)槽道形成了一個(gè)封閉空腔；所述空腔內(nèi)充填工作流體丙酮，工作流體填充量為空腔總體積的40～60％；散熱板上的散熱翅片設(shè)置在冷卻端；裝有多顆大功率LED燈的PCB板位于鋁單元板上，與散熱板相對(duì)設(shè)置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈的散熱模組，其特征在于所述脈動(dòng)熱管中 相互平行的一組細(xì)直管道的直徑為2~3mm，由直徑為4 6 mm的彎通道連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈的散熱模組，其特征在于所述散熱翅片與 散熱板一體銑成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈的散熱模組，其特征在于所述PCB板與鋁 單元板接觸面涂有導(dǎo)熱膏。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈的散熱模組，其特征在于所述大功率LED 燈通過(guò)LED燈基座安裝在PCB板，LED燈罩設(shè)置在大功率LED燈的外側(cè)，與PCB板連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈的散熱模組，其特征在于所述散熱翅片的 翅片方向與脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道方向垂直。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率LED燈的散熱模組，包括裝有多顆LED燈的PCB板、鋁單元板和散熱板；鋁單元板一側(cè)銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道，脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道由相互平行的一組細(xì)直管道和一組連接相鄰細(xì)直管道的彎通道組成，毛細(xì)槽道與設(shè)置在鋁單元板一側(cè)的脈動(dòng)熱管注液口連通；散熱板覆蓋在鋁單元板銑有脈動(dòng)熱管毛細(xì)槽道的一側(cè)，使得毛細(xì)槽道形成了一個(gè)封閉空腔；空腔內(nèi)充填工作流體丙酮。本發(fā)明利用了丙酮的潛熱進(jìn)行散熱，散熱量大，效率高，能夠解決大功率型LED燈在多種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的散熱問(wèn)題；本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新型，實(shí)現(xiàn)方便容易，運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，特別適合多個(gè)LED密集排列以及大功率LED燈的散熱要求。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101487584SQ200910037388
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者張偉保, 汪雙鳳 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)