專利名稱：用于led晶片集成封裝式光源的散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(LED)具有亮度高、能耗低、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用 在電子裝置或照明燈具上。目前大功率白光LED主要有二種，即功率為一瓦的單顆LED光源 和功率為幾瓦到幾十瓦的LED晶片集成封裝式光源。該兩種光源的不同特點(diǎn)是根據(jù)所需 要的功率，可以將多個(gè)功率為一瓦的單顆LED均勻排布在燈具上，這時(shí)光源所發(fā)出的熱量 相對比較分散，散熱問題較容易解決。但是其缺點(diǎn)是如果一個(gè)燈具是的功率為100W，就需 要將100個(gè)功率為一瓦的單顆LED光源集中排布起來，不但工藝復(fù)雜，而且成本高，更主要 的是光照不集中，照射距離短。LED晶片集成封裝式光源是由多個(gè)LED晶片集成封裝在一個(gè) 底板上而形成，功率高，可達(dá)幾瓦或幾十瓦，光較集中，照射距離遠(yuǎn)，通過透鏡二次配光，效 果好，工藝簡單，成本低。但是，由于LED屬于電致發(fā)光器件，其熱量不能通過輻射方式散發(fā) 出去。以功率型白光LED為例，其只能將約20%的電能轉(zhuǎn)化為光能，而剩下80%的能量基本 轉(zhuǎn)化成熱能。而對于LED晶片集成封裝式光源來說，由于晶片比較集中，發(fā)光源區(qū)熱量高， 這樣就很容易導(dǎo)致LED芯片等器件溫度過高。通常，LED晶片集成封裝式光源的功率越高， 產(chǎn)生的熱量就越大，而大量的熱量如果不能及時(shí)散發(fā)出去會引發(fā)一系列問題例如，會加速 LED芯片等器件老化，縮短使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致LED芯片燒毀；使藍(lán)光LED的波長發(fā)生紅 移，并對白光LED的色度、色溫產(chǎn)生重要影響，如果波長偏移過多，偏離了熒光粉的吸收峰， 將導(dǎo)致熒光粉量子效率降低，影響出光效率；溫度對熒光粉的輻射特性也有很大影響，隨著 溫度上升，熒光粉量子效率降低，輻射波長也會發(fā)生變化，熒光粉輻射波長的改變也會引起 白光LED色溫、色度的變化，較高的溫度還會加速熒光粉的老化。通常，LED晶片集成封裝 式光源的功率越大，照射的距離也越遠(yuǎn)，照射效果越好；但與此同時(shí)，散熱問題越難解決。散 熱問題最終制約了 LED晶片集成封裝式光源功率的提高，目前在技術(shù)比較發(fā)達(dá)的美國單顆 LED晶片集成封裝式光源功率最大功率也只能達(dá)到25W，LED散熱技術(shù)已成為大功率LED技 術(shù)發(fā)展的瓶頸。圖1所示的是現(xiàn)有的一種普遍使用的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置結(jié) 構(gòu)，包括扁圓柱體基座2，在該圓柱體基座2的下端面21中央位置安裝有LED晶片集成封裝 式光源。在使用過程中，LED晶片集成封裝式光源產(chǎn)生的熱量經(jīng)基座2傳導(dǎo)到燈具殼體上及 燈殼體的散熱鰭片上，由燈具殼體及散熱鰭片將熱量散發(fā)出去。由于散熱方式單一，并且在 熱量由基座2向燈具殼體及殼體上散熱鰭片方向散發(fā)時(shí)呈遞減方式，即越遠(yuǎn)離基座2的部 分熱量越少，因此仍有相當(dāng)高的熱量囤積在基座2內(nèi)不能及時(shí)散發(fā)出去，故該種傳統(tǒng)的LED 散熱裝置結(jié)構(gòu)，散熱速度慢，效率低。如圖2所示，專利號為ZL200820000106. 1的中國實(shí)用新型專利公開了一種空氣對 流散熱式大功率LED路燈的散熱組件結(jié)構(gòu)，包括弧弦柱形殼體，兩端開口，其弦柱面為凹形 面15，凹形面15的底為LED光源的安裝面，在弧柱面外設(shè)有若干散熱片4。在弧弦柱形殼體內(nèi)腔設(shè)有4-10條軸向排列并與弧柱面和弦柱面固接的立筋導(dǎo)熱板16，立筋導(dǎo)熱板16和 弧弦柱形殼體兩側(cè)的兩個(gè)立面14上均開有陣列通孔8。在弧弦柱形殼體內(nèi)的多個(gè)立筋導(dǎo)熱 板16和兩個(gè)立面14形成了 5-11條熱空氣流動(dòng)的散熱通道17。LED光源產(chǎn)生的熱量可通 過散熱通道17、陣列通孔8、立筋導(dǎo)熱板16、散熱片4等多個(gè)結(jié)構(gòu)多種渠道散發(fā)出去。但是 由于其中的散熱通道17是水平方向的，不利于空氣對流散熱，所以散熱效果不好。另外，該 種散熱組件結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜，有筋板、異型板、型腔、通孔等。加工時(shí)一般是用鋁板材進(jìn)行異型 加工，再設(shè)置型腔，打孔等，工序復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此該種散熱組件結(jié)構(gòu)雖然散熱效率有所 提高，但仍不夠理想，而且該種散熱組件結(jié)構(gòu)的制造加工成本也太高，從而導(dǎo)致散熱組件乃 至整個(gè)LED燈具的成本高。鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人提出一種用于LED晶片集成封裝式光源 的散熱裝置，其能夠避免上述散熱裝置中散熱效率低、成本高的各種缺陷，使其更具有實(shí)用 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置散熱效率低、成本 高的技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，包括實(shí)體的基座，其中在所 述基座內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于空氣對流的垂直貫通孔。所述垂直貫通孔的形狀為直管形。所述垂直貫通孔的形狀為錐管形，且圓錐角為1° -5°。所述垂直貫通孔的橫截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或多角形。所述基座為柱體形或多面體形狀，所述若干個(gè)垂直貫通孔的中心線與所述基座的 中心線平行。所述若干個(gè)垂直貫通孔布置在多個(gè)同心圓筒上，并且位于相鄰兩個(gè)同心圓筒上的 垂直貫通孔相互錯(cuò)開布置。其中，位于外圈的垂直貫通孔的直徑大于位于內(nèi)圈的垂直貫通孔的直徑。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的優(yōu)點(diǎn) 和積極效果在于本發(fā)明中，由于在基座內(nèi)設(shè)有若干個(gè)貫通孔，并且貫通孔是沿豎直方向布 置的，所以非常有利于空氣對流。LED光源在工作過程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至基座上，基座成 為熱的傳導(dǎo)體和載體。帶有大量熱量的基座會與其內(nèi)若干垂直貫通孔進(jìn)行熱交換而加熱垂 直貫通孔內(nèi)的空氣，垂直貫通孔內(nèi)的空氣密度變小而上升并由垂直貫通孔的上端部排出， 這時(shí)位于基座下方的冷空氣會不斷地從垂直貫通孔的下端部進(jìn)入垂直貫通孔內(nèi)，從垂直貫 通孔的孔壁吸及熱量，使基座冷卻，吸收了熱量的熱空氣再不斷地從垂直貫通孔的上端部 排出，從而快速導(dǎo)離基座內(nèi)的熱量，因此在基座內(nèi)不會囤積大量熱量而影響LED光源的使 用壽命，所以本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的散熱效率高。同時(shí)，本發(fā) 明中可利用模具一次成型具有若干個(gè)垂直通孔的基座，加工非常方便、快捷，節(jié)約人力、物 力、財(cái)力，可大幅度降低散熱裝置乃至具有該散熱裝置的LED燈具的成本。通過以下參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。


圖1是現(xiàn)有的一種用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的局部剖視立體圖；圖2是現(xiàn)有的另一種用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的局部剖視立體 圖；圖3是本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的局部剖視立體圖；圖4是圖3所示的散熱裝置的仰視圖；圖5是具有本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的LED燈具的剖視 圖，其中為了清楚顯示散熱裝置中的垂直貫通孔，散熱裝置的剖切為階梯剖切；圖6是圖5所示的LED燈具的俯視圖；圖7是圖5所示的LED燈具中的A部分放大圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只 用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。如圖3和圖4所示，本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，包括實(shí)體 的基座2，在基座2上設(shè)有若干個(gè)用于空氣對流的垂直貫通孔3。基座2的形狀可以是柱體形或多面體形狀，如圓柱體、橢圓柱體、弧弦柱體、長方 體體、六棱柱體等?？梢愿鶕?jù)具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)要求或?qū)徝老埠萌我獯_定基座2的具體形狀， 本實(shí)施例中選擇容易加工的圓柱體。圓柱體形狀的基座2的高度較直徑小，是一種扁圓柱 體。在圓柱體基座2的下端面21的凸圈7內(nèi)安裝有LED晶片集成封裝式光源1，LED晶片 集成封裝式光源1由銅基板5和封裝于銅基板5中央凹入部的以LED晶片、熒光粉、膠體為 主材的光源芯組成。銅基板5上凹入部外的區(qū)域安裝有燈具透鏡9，透鏡9的外圓周抵靠在 凸圈7內(nèi)側(cè)面上。若干個(gè)垂直貫通孔3布置在多個(gè)同心圓筒上，并且位于相鄰兩個(gè)同心圓筒上的垂 直貫通孔3相互錯(cuò)開布置，以使若干個(gè)垂直貫通孔3在基座2上布置得盡量均勻；位于外 圈的垂直貫通孔3的直徑大于位于內(nèi)圈的垂直貫通孔3的直徑，這樣有利于增大空氣流通 的截面積，提高換熱效率。垂直貫通孔3的形狀為直管形，為了在用模具加工時(shí)方便脫模， 垂直貫通孔3的形狀也可以是錐管形，且圓錐角為2°，圓錐角的度數(shù)不限于2°，該角度在 1° -5°范圍內(nèi)均是可行的。垂直貫通孔3的中心線與圓柱體基座2的中軸線平行。垂直 貫通孔3的橫截面形狀為圓形，但不限于圓形，還可以是橢圓形、矩形、三角形等多角形狀， 或者其他各種異形形狀。如圖5、圖6和圖7所示，在本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的 基座2下端面21的凸圈7內(nèi)的區(qū)域安裝上LED晶片集成封裝式光源1，并在銅基板5上安 裝能罩住LED晶片集成封裝式光源1的燈具透鏡9，就形成了一個(gè)燈具模塊。將3個(gè)這樣的 燈具模塊安裝到燈具殼體6內(nèi)，就組成了 LED燈具。為了安裝方便，殼體6可以由扣合在一 起的上殼體63和下殼體64組成。為了增加散熱面積，在上殼體63上可以設(shè)置與其一體的 若干散熱鰭片61。上殼體63上設(shè)有若干個(gè)與基座2內(nèi)的垂直貫通孔相適應(yīng)的通氣孔62。下殼體64上設(shè)有與基座2的橫截面外輪廓形狀相匹配的安裝孔。當(dāng)然，LED燈具內(nèi)的燈具 模塊數(shù)量不限于3個(gè)，可以根據(jù)燈具用途、功率等因素合理確定，如，每個(gè)路燈內(nèi)可以安裝 1 6個(gè)燈具模塊。本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，當(dāng)LED光源在工作過程中產(chǎn) 生大量熱量時(shí)，熱量會傳導(dǎo)至基座2內(nèi)，基座2與其內(nèi)的若干垂直貫通孔3進(jìn)行熱交換而散 熱，若干垂直貫通孔3內(nèi)的空氣被加熱后，密度變小而上升，這時(shí)位于基座2下方的冷空氣 會進(jìn)入垂直貫通孔3內(nèi)，于是就形成了外界冷空氣與垂直貫通孔3內(nèi)熱空氣的對流，從而快 速導(dǎo)離基座2內(nèi)的熱量。當(dāng)將散熱裝置安裝到燈具殼體內(nèi)時(shí)，基座2內(nèi)的熱量還同時(shí)可以 經(jīng)殼體、殼體散熱鰭片61傳導(dǎo)散熱，故在基座2內(nèi)不會囤積大量熱量而影響LED光源的使 用壽命。本發(fā)明的散熱裝置，由于基座2內(nèi)的熱量能夠得到及時(shí)導(dǎo)離，散熱效率高，故可以 作到單顆功率為60W左右的LED光源正常工作，因此，本發(fā)明通過解決散熱問題，而將光源 功率提到了一個(gè)新的高度。與此同時(shí)，本發(fā)明的散熱裝置，可利用模具一次成型具有若干個(gè) 通孔的基座2，工序簡單，加工非常方便，節(jié)約人力、物力、財(cái)力，可大幅度降低散熱裝置乃至 具有該散熱裝置的LED燈具的成本。雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示 例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)?質(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神 和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán) 利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，包括實(shí)體的基座O)，其特征在于 在所述基座O)內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于空氣對流的垂直貫通孔(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在于所述 垂直貫通孔(3)的形狀為直管形。
3.如權(quán)利要求1所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在于所述 垂直貫通孔(3)的形狀為錐管形，且圓錐角為1° -5°。
4.如權(quán)利要求1所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在于所述 垂直貫通孔(3)的橫截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或多角形。
5.如權(quán)利要求1-4之任一所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在 于所述基座(2)為柱體形狀或多面體形狀，所述若干個(gè)垂直貫通孔(3)的中心線與所述基 座O)的中心線平行。
6.如權(quán)利要求5所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在于所述 若干個(gè)垂直貫通孔(3)布置在多個(gè)同心圓筒上，并且位于相鄰兩個(gè)同心圓筒上的垂直貫通 孔(3)相互錯(cuò)開布置。
7.如權(quán)利要求6所述的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，其特征在于位于 外圈的垂直貫通孔(3)的直徑大于位于內(nèi)圈的垂直貫通孔(3)的直徑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置，包括實(shí)體的基座，其中在基座內(nèi)設(shè)有若干個(gè)用于空氣對流的垂直貫通孔。本發(fā)明中，LED燈在工作過程中產(chǎn)生的熱量與基座內(nèi)的垂直貫通孔進(jìn)行熱交換，垂直貫通孔內(nèi)的空氣密度變小而上升，這時(shí)位于基座下方的冷空氣會進(jìn)入垂直貫通孔內(nèi)，于是就形成了外界冷空氣與垂直貫通孔內(nèi)熱空氣的對流，從而快速導(dǎo)離基座內(nèi)的熱量。因此在基座內(nèi)不會囤積大量熱量而影響LED光源的使用壽命，所以本發(fā)明的用于LED晶片集成封裝式光源的散熱裝置的散熱效率高。同時(shí)，可通過模具一次成型具有若干個(gè)通孔的基座，加工方便、快捷，節(jié)約人力、物力、財(cái)力，可大幅度降低散熱裝置及至具有該散熱裝置的LED燈具的成本。
文檔編號F21Y101/02GK102128433SQ20101000054
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者張紀(jì)元 申請人:江蘇恒源照明有限公司