專利名稱：一種熱管型大功率led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈，特別涉及一種熱管型大功率LED燈具。
背景技術(shù)：
目前大功率LED照明燈具如路燈、舞臺(tái)照明燈、效果燈、城市亮化的洗墻燈等 都是由數(shù)十至上百個(gè)1-5W的LED功率器件組合成模塊構(gòu)成的。對(duì)于單個(gè)LED而言，如 果熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)而不能有效散出，會(huì)導(dǎo)致芯片溫度升高，引起熱應(yīng) 力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和熒光粉激射效率下降，導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重的光衰。為 了保證器件的壽命， 一般要求PN結(jié)的結(jié)溫在10(TC以下。隨著PN結(jié)的溫度升高，白 光LED器件的發(fā)光波長(zhǎng)還將發(fā)生紅移。研究資料表明在10(TC的溫度下，波長(zhǎng)可以 紅移4 9nm，從而導(dǎo)致YAG熒光粉吸收率下降，總的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)減少，白光色度變 差。在室溫附近，溫度每升高rC， LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少P石左右。當(dāng)多個(gè)大 功率LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時(shí)，熱量的耗散問(wèn)題更嚴(yán)重。因此解決散熱問(wèn) 題已成為功率型LED應(yīng)用的先決條件。目前，大功率發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光效率僅 能達(dá)到IO % 30 % ，70 % 90 %的能量轉(zhuǎn)換成了熱量。以白光LED為例，l瓦的電 功率完全轉(zhuǎn)化為光能時(shí)，相當(dāng)于300 lm的光照度，但實(shí)際上目前效率最高的LED也 只有IOO lm/W左右。也就是其余70%的注入電功率全都轉(zhuǎn)變成了焦耳熱。為了保證 器件的壽命，一般要求結(jié)溫在10(TC以下。研究表明當(dāng)溫度超過(guò)10(TC，器件的失 效率將呈指數(shù)規(guī)律攀升，元件溫度每上升2。C，可靠性下降10%。所以散熱對(duì)LED意 義重大。以點(diǎn)亮一個(gè)300W的路燈為例，將會(huì)產(chǎn)生200W左右的焦耳熱。如果這些熱量 不能有效地耗散，將對(duì)整個(gè)模組產(chǎn)生兩個(gè)方面的致命影響降低大功率LED路燈的 發(fā)光效率，縮短模組的使用壽命。由于LED的工作壽命隨溫度增加呈現(xiàn)指數(shù)縮減， 準(zhǔn)確測(cè)量并有效降低溫升是目前大功率LED照明技術(shù)研發(fā)中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之可靠性的關(guān)鍵。
近年來(lái)，關(guān)于目前大功率LED模組的系統(tǒng)級(jí)散熱的問(wèn)題，國(guó)際上己有很多相關(guān)報(bào)
道。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法是通過(guò)改變LED基板材料、封裝結(jié)構(gòu)和其他輔助工 具帶走熱量的方法來(lái)試圖解決LED的散熱問(wèn)題。然而， 一方面金屬基材料的質(zhì)量密 度和價(jià)格使得模組整體較重，導(dǎo)致成本難以降低；另一方面由于其有限的熱導(dǎo)率， 在需要耗散特大熱功率密度的極端苛刻條件下，散熱能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，影響器件的光 效、壽命和可靠性，導(dǎo)致目前有了大功率的LED單管(5W、 7W)也不敢高密度裝配 應(yīng)用，使大功率LED照明燈具的總功率做不大(500W左右)。如何有效地將燈具內(nèi) 特別是密封條件要求很高的戶外大功率LED照明燈具內(nèi)的熱量散發(fā)出去，成為了目 前大功率LED照明技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有存在大功率LED燈散熱存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種散 熱效果好的熱管型大功率LED燈具。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是包括LED板、外殼，LED板為L(zhǎng)ED燈 的熱管式散熱板，熱管式散熱板的一面直接制備裝大功率LED燈的銅箔電路。
上述的熱管型大功率LED燈具中，所述熱管式散熱板是用吹脹成型工藝將金屬 基板制成外表面一面光潔平坦，另一面均勻設(shè)有許多凹陷結(jié)構(gòu)的平板式熱管，凹陷 結(jié)構(gòu)將金屬基板的上下板融接，熱管式散熱板空腔內(nèi)灌注工質(zhì)，熱管式散熱板的側(cè) 面有管道與外殼上的熱管散熱器相連通。
上述的熱管型大功率LED燈具中，所述熱管式散熱板為曲折的熱管熱壓粘貼于 金屬基板上，熱管的兩端與外殼上的熱管散熱器相連通。
上述的熱管型大功率LED燈具中，所述的外殼包含熱管和散熱翅片。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明將熱管式散熱板作為L(zhǎng)ED燈的安裝基板，LED燈 安裝線路直接做在熱管式散熱板上，這樣就消除了LED燈與熱管間的接觸熱阻，大 大改善了散熱效果，并且熱管式散熱板與燈具熱管型外殼連為一體，燈具具有重量
4更輕、熱阻更小、散熱能力超強(qiáng)、成本更低、基板溫度均勻性更好的突出優(yōu)點(diǎn)，更 易滿足不同類型燈具造型要求，為發(fā)展長(zhǎng)壽命的大功率LED燈具提供了一種優(yōu)異的
熱學(xué)結(jié)構(gòu)，可一舉突破大功率LED模塊應(yīng)用的散熱瓶頸，大幅提升大功率LED照明燈 具的總功率水平，拓展其應(yīng)用范圍。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的熱管式散熱板的結(jié)構(gòu)圖。 圖2為圖1的A—A向剖視圖。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中熱管式散熱板的結(jié)構(gòu)圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的外殼結(jié)構(gòu)圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的外殼結(jié)構(gòu)圖。 圖6為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1、 2，圖1、 2本發(fā)明實(shí)施例1的熱管式散熱板結(jié)構(gòu)圖。其中基板1為 金屬基板， 一般可用鋁板制作，用吹脹成型工藝將金屬基板1制成外表面一面光潔 平坦，另一面均勻設(shè)有許多凹陷結(jié)構(gòu)的平板式熱管，基板1上的凹陷結(jié)構(gòu)2將金屬 基板的上下板融接，這樣可提高熱管式散熱板的承壓強(qiáng)度，防止在一定溫升下腔內(nèi) 壓力升高時(shí)基板發(fā)生形變，由于這些凹陷是孤立的，熱管式散熱板的內(nèi)腔4是相互 連通的，所以當(dāng)熱管工作時(shí)，具有很低的熱阻，基板l光潔平坦的一側(cè)按常規(guī)的鋁 基電路板工藝制備大功率LED燈的倒裝焊接電路板，并安裝LED燈4， 3是熱管式 散熱板的熱管。
參見(jiàn)圖3，圖3本發(fā)明實(shí)施例2的熱管式散熱板結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例中，熱管3
直接熱壓粘合于基板1上，基板1的另一面按常規(guī)的鋁基電路板工藝制備大功率 LED燈的倒裝焊接電路板，并安裝LED燈4。
參見(jiàn)圖4,圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的外殼結(jié)構(gòu)圖。用壓鑄的方式將熱管9和外殼6形成一體，熱管9的兩端口7、 8與基板的熱管相連。
參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的外殼結(jié)構(gòu)圖。用熱壓粘合的方式將熱管9 粘合于外殼6上，熱管9盡量置于靠近上部。
參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖中基板1與外殼6接合，基板l的熱管 3與外殼上的熱管9相連，熱管9盡量置于靠近上部。
本發(fā)明中，當(dāng)LED燈點(diǎn)亮?xí)r，熱管式散熱板受熱，熱管啟動(dòng)，液態(tài)工質(zhì)蒸發(fā)成 氣態(tài)通過(guò)管道向溫度低的外殼散熱器快速轉(zhuǎn)移，在散熱器上放熱冷凝成液體后流回 基板的熱管腔內(nèi)。由于整個(gè)散熱系統(tǒng)的熱阻小，基板與外殼散熱器的溫差很小，這 種相變傳質(zhì)傳熱方式能有效地帶走LED燈發(fā)熱產(chǎn)生的熱量，很容易將基板的LED 燈總功率做到500W以上并使整個(gè)模塊上各處的溫度非常均勻，不存在常規(guī)散熱方 法產(chǎn)生的由基板中心向邊沿的溫度梯度，能保證每一顆大功率LED都在安全的溫度 范圍內(nèi)工作。
權(quán)利要求
1、一種熱管型大功率LED燈具，包括LED板、外殼，其特征在于LED板為L(zhǎng)ED燈的熱管式散熱板，熱管式散熱板的一面直接制備裝大功率LED燈的銅箔電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型大功率LED燈具，其特征在于所述熱管式 散熱板是用吹脹成型工藝將金屬基板制成外表面一面光潔平坦，另一面均勻設(shè)有許 多凹陷結(jié)構(gòu)的平板式熱管，凹陷結(jié)構(gòu)將金屬基板的上下板融接，熱管式散熱板空腔 內(nèi)灌注工質(zhì)，熱管式散熱板的側(cè)面有管道與外殼上的熱管散熱器相連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型大功率LED燈具，其特征在于所述熱管式散熱板為曲折的熱管熱壓粘貼于金屬基板上，熱管的兩端與外殼上的熱管散熱器相連 通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型大功率LED燈具，其特征在于所述的外殼包 含熱管和散熱翅片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱管型大功率LED燈具。它包括LED板、外殼，所述LED板為L(zhǎng)ED燈的熱管式散熱板，熱管式散熱板是用吹脹成型工藝將金屬基板制成外表面一面光潔，另一面均勻設(shè)有許多凹陷結(jié)構(gòu)的平板式熱管，熱管式散熱板平坦的一面直接制備大功率LED燈的銅箔電路，熱管式散熱板板的側(cè)面有管道與外殼上的熱管散熱器相連通。本發(fā)明具有重量更輕、熱阻更小、散熱能力超強(qiáng)、成本更低、基板溫度均勻性更好的突出優(yōu)點(diǎn)，可做成500W以上的LED燈具。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101581406SQ20091004369
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者傅高武, 懿 師, 青 常, 曉 張, 張承德, 翦知漸, 中 謝 申請(qǐng)人:湖南大學(xué);湖南明和燈光設(shè)備有限公司