專利名稱：采用熱管散熱的大功率led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用熱管散熱的大功率LED燈具。
背景技術(shù)：
LED半導(dǎo)體光源與常規(guī)光源相比，具有節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長和運(yùn)行成本低等顯 著優(yōu)勢，但由于產(chǎn)熱量較大且無法及時散出，嚴(yán)重制約了其發(fā)展速度。如何及時、快速、有效 地散出LED光源產(chǎn)生的巨大熱量是目前廣大業(yè)內(nèi)人士面臨的技術(shù)難題和巨大挑戰(zhàn)。常規(guī) 的大功率LED光源是將LED芯片封裝在銅基板或陶瓷基板上形成光源模塊，然后將光源模 塊貼合到各種各樣的散熱器上，與空氣進(jìn)行換熱，目前散熱效率最好的是利用圓熱管制成 的熱管散熱器，這種圓熱管的管壁內(nèi)有金屬燒結(jié)形成的毛細(xì)孔通道，蒸發(fā)端管內(nèi)壁毛細(xì)孔 內(nèi)的液體受熱汽化，將熱量帶向冷凝端再液化，并經(jīng)毛細(xì)孔通道回流至蒸發(fā)端，如此反復(fù)循 環(huán)，不斷將熱量帶向溫度低的一端。這種熱管在低溫度端設(shè)置散熱翅片后的散熱效率非常 高，缺點(diǎn)是發(fā)熱元件與圓熱管表面接觸面積小，通常需要將數(shù)根熱管固定在一個具有安裝 平臺的熱沉上，其導(dǎo)熱能力受到限制。為了克服這種缺點(diǎn)，有的廠家將這種圓熱管壓扁后制 成扁平熱管，形成扁平表面，以增大受熱表面，提高導(dǎo)熱效率。這種傳熱方案最大的問題是 芯片的熱量主要是通過基板傳至散熱器上，由于基板熱阻過大，散熱器的散熱效率得不到 充分發(fā)揮，以致芯片PN結(jié)區(qū)產(chǎn)生的熱量無法及時高效地傳導(dǎo)至散熱終端，特別是采用功率 在IW以上集成光源的大功率LED芯片，使得結(jié)區(qū)溫度過高，導(dǎo)致LED發(fā)光效率下降，加速芯 片的老化，使得其使用范圍和使用壽命受到制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種采用熱管散熱的大功 率LED燈具，可以提高芯片至散熱器之間的傳熱效率，從而有效降低LED結(jié)溫，提高LED芯 片的發(fā)光效率，延長其使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案它包括LED芯片、電路板和熱管散 熱器，所述LED芯片直接封裝在熱管散熱器的熱管蒸發(fā)端表面。上述熱管可以采用扁平熱管或圓熱管。采用圓熱管時，圓熱管在蒸發(fā)端有壓制成 平面的平臺，所述LED芯片封裝在該平臺上。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明解決的方案并不著眼于提高散熱器的散熱效率，而 是從提高芯片至散熱器之間的傳熱效率入手，以熱管替代封裝基板，將芯片直接固定并封 裝在熱管表面上，芯片PN結(jié)溫從外延層直接傳遞至熱管上，減小了中間傳熱途徑，不僅傳 熱速率得到很大的提高，而且可以充分發(fā)揮熱管散熱器的導(dǎo)熱效率，整個系統(tǒng)能較快達(dá)到 熱平衡，可以將LED結(jié)溫降低至125°C以下，提高LED芯片的發(fā)光效率，延長其使用壽命，使 得應(yīng)用大功率LED集成光源制造的燈具功率可以提升至100瓦以上。


圖1為本發(fā)明采用平板熱管散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為本發(fā)明采用平板熱管散熱器的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的俯視圖；圖5為本發(fā)明采用圓熱管散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的沿A-A線剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，散熱器采用扁平熱管散熱器，由扁平熱管3和散熱翅片2組成， 扁平熱管3兩端折彎并與散熱翅片連接，中間部分為蒸發(fā)端，從而形成雙熱管結(jié)構(gòu)的散熱 器，LED芯片1按點(diǎn)陣形式直接封裝在熱管3蒸發(fā)端表面，再與電路板4電連接。燈具的外 殼及其驅(qū)動電器部分在圖中沒有畫出。也可采用單根扁平熱管散熱器，其結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，LED芯片1直接封裝在 扁平熱管3—端。如圖5、圖6所示，散熱器采用圓熱管散熱器，由圓熱管3、散熱翅片2和鋁基熱沉6 組成，圓熱管3有三根，每根圓熱管3兩端折彎并與散熱翅片2連接，熱管3中間部分為蒸 發(fā)端，從而形成六根熱管結(jié)構(gòu)的散熱器，熱管3中間蒸發(fā)端部分固定在鋁基熱沉6的圓弧形 槽中并壓制成平面的平臺5，LED芯片1按點(diǎn)陣形式直接封裝在熱管3蒸發(fā)端平臺5表面， 再與電路板4電連接。燈具的外殼及其驅(qū)動電器部分在圖中沒有畫出。
權(quán)利要求
采用熱管散熱的大功率LED燈具，包括LED芯片、電路板和熱管散熱器，其特征在于所述LED芯片直接封裝在熱管散熱器的熱管蒸發(fā)端表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用熱管散熱的大功率LED燈具，其特征在于所述熱管為 扁平熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用熱管散熱的大功率LED燈具，其特征在于所述熱管為 圓熱管，圓熱管在蒸發(fā)端有壓制成平面的平臺，所述LED芯片封裝在該平臺上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用熱管散熱的大功率LED燈具，包括LED芯片、電路板和熱管散熱器，所述LED芯片直接封裝在熱管散熱器的熱管蒸發(fā)端表面。本發(fā)明將芯片直接固定并封裝在熱管表面上，芯片PN結(jié)溫從外延層直接傳遞至熱管上，減小了中間傳熱途徑，不僅傳熱速率得到很大的提高，而且可以充分發(fā)揮熱管散熱器的散熱效率，整個系統(tǒng)能較快達(dá)到熱平衡，可以有效降低LED結(jié)溫，提高LED芯片的發(fā)光效率，延長其使用壽命，使得大功率LED燈具的功率范圍可以提升至數(shù)百瓦甚至達(dá)千瓦以上。
文檔編號F21Y101/02GK101922635SQ201010256518
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者于正國, 向德祥, 李靜靜, 楊佳, 胡錫兵 申請人:安徽萊德光電技術(shù)有限公司