專利名稱：一種高功率led的散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子和光學(xué)元器件的散熱裝置，特別涉及一種高功率LED (lightemitting diode,發(fā)光二極管)的散熱裝置。
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)，已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)，是未來照明領(lǐng)域的明星行業(yè)。當(dāng)LED的功率在20W以上時(shí)，被認(rèn)為是高功率，解決高功率LED散熱問題是LED照明的一個(gè)關(guān)鍵問題。為保證LED的散熱效果，目前普遍采用的方法是使用一定數(shù)量的片狀散熱器將熱量傳遞到空氣中去，人們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)散熱效果，通常通過增加散熱翅片的面積和數(shù)量，這樣使得燈具變得比較笨重，而且單一的散熱翅片的熱 傳導(dǎo)效率低，使LED芯片的熱量不能快速傳導(dǎo)到散熱翅片上，從而導(dǎo)致LED芯片出現(xiàn)熱量積聚，溫度升高，影響LED的使用壽命。因此僅使用単一的散熱翅片已無法滿足高功率LED的散熱需求。在公告號(hào)為CN 101275734B的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了ー種大功率LED的散熱裝置，該散熱裝置包括大功率LED、蒸發(fā)器、循環(huán)管、冷凝器和儲(chǔ)液器，蒸發(fā)器、冷凝器和儲(chǔ)液器通過循環(huán)管依次連接，大功率LED發(fā)出的熱量通過焊接材料及蒸發(fā)器的壁面?zhèn)鞯秸舭l(fā)器時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)部的絲網(wǎng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)及蒸發(fā)器內(nèi)部的エ質(zhì)同時(shí)被加熱，蒸發(fā)器中的エ質(zhì)加熱后變成蒸汽，將大功率LED產(chǎn)生的熱量帶走，エ質(zhì)變成蒸汽后在循環(huán)管中流動(dòng)，循環(huán)管通過其外部的冷凝器將蒸汽エ質(zhì)冷卻成液態(tài)エ質(zhì)，液態(tài)エ質(zhì)流回到蒸發(fā)器中的絲網(wǎng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)中。該散熱裝置通過循環(huán)管外面的冷凝器對(duì)エ質(zhì)進(jìn)行冷卻降溫處理，該冷凝器和循環(huán)管壁直接接觸，只是對(duì)接近循環(huán)管壁的エ質(zhì)冷卻效果較好，其冷卻的面積也較小，需要通過增大循環(huán)管橫截面積來増大冷卻面積，但是基于LED燈具尺寸不易做的過大，所以該散熱裝置的循環(huán)管橫截面積也就不能做的過大，故該散熱裝置的散熱效果并沒有明顯的得到提高；該散熱裝置為了防止蒸發(fā)器中的蒸汽進(jìn)入儲(chǔ)液器，需要在蒸發(fā)器和儲(chǔ)液器之間設(shè)置蒸汽擋板，使得散熱裝置的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供ー種散熱效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，能高效地解決高功率LED的散熱問題的散熱裝置。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座、金屬蓋板和金屬基板，所述高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；所述金屬蓋板和金屬基板固定連接在一起；所述金屬基板上設(shè)置有用于存放エ質(zhì)的補(bǔ)償室；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上鑲嵌有毛細(xì)芯，所述毛細(xì)芯鑲嵌在金屬基板上的位置與高功率LED燈基座的位置相對(duì)應(yīng)，所述金屬蓋板與毛細(xì)芯接觸的位置上刻有多個(gè)蒸汽槽道；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上還刻有多個(gè)冷凝部平衡槽道，所述金屬基板在冷凝部平衡槽道相應(yīng)的位置上安裝有翅片組；所述金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補(bǔ)償室之間均刻有槽道。優(yōu)選的，所述毛細(xì)芯通過高溫?zé)Y(jié)的方式鑲嵌在金屬基板上，所述毛細(xì)芯為銅粉末燒結(jié)而成的長(zhǎng)方體粉體，所述毛細(xì)芯為疏松多孔狀。優(yōu)選的，所述補(bǔ)償室上設(shè)置有一個(gè)用于注入エ質(zhì)的注液ロ，所述エ質(zhì)為水、こ醇或丙酮。優(yōu)選的，所述翅片組的材質(zhì)為鋁，通過導(dǎo)熱粘合劑與金屬基板表面粘合。優(yōu)選的，所述高功率LED燈基座通過導(dǎo)熱膠安裝在金屬蓋板上。
優(yōu)選的，所述金屬基板和金屬蓋板的材質(zhì)均為銅；所述金屬蓋板和金屬基板均為平板狀，它們的厚度為5 10_ ;所述金屬蓋板和金屬基板通過焊接的方式連接在一起。優(yōu)選的，所述蒸汽槽道的寬度為I 2mm，蒸汽槽道之間的間距為I 3mm ;所述冷凝部平衡槽道的道數(shù)為4 5道，所述冷凝部平衡槽道的寬度為4 5mm。優(yōu)選的，所述金屬蓋板上設(shè)置有與所述蒸汽槽道相通的蒸汽出口，所述金屬基板上設(shè)置有與所述冷凝部平衡槽道相通的冷凝部エ質(zhì)進(jìn)口和冷凝部エ質(zhì)出ロ。本發(fā)明散熱裝置的工作原理如下エ質(zhì)通過注液ロ注入到補(bǔ)償室，補(bǔ)償室中的エ質(zhì)在毛細(xì)芯的毛細(xì)力作用下進(jìn)入毛細(xì)芯，當(dāng)LED燈工作吋，LED燈散發(fā)的熱量進(jìn)入金屬蓋板，毛細(xì)芯中的エ質(zhì)受熱，エ質(zhì)在受熱后沸騰產(chǎn)生蒸汽并且進(jìn)入蒸汽槽道，蒸汽槽道中的蒸汽進(jìn)入到冷凝部平衡槽道，冷凝部平衡槽道中的多個(gè)平衡槽道對(duì)蒸汽進(jìn)行分流，降低蒸汽流動(dòng)阻力，增強(qiáng)冷凝效果，同時(shí)通過金屬基板上的翅片組將エ質(zhì)的熱量散發(fā)到空氣中去，蒸汽在冷凝部平衡槽道中冷卻降溫變成液態(tài)，變成液態(tài)的エ質(zhì)流回到補(bǔ)償室，エ質(zhì)就在該裝置中不斷循環(huán)流動(dòng)，高效地將熱量運(yùn)輸?shù)嚼淠科胶獠鄣?。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)本發(fā)明裝置的金屬基板上刻有多個(gè)冷凝部平衡槽道用于分流蒸汽，能有效增大冷卻面積，增強(qiáng)冷凝效果，同時(shí)降低了蒸汽流動(dòng)阻力，大大提高了散熱效果。當(dāng)LED的功率增大時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)膲埣永淠科胶獠鄣赖牡罃?shù)來増大裝置的冷卻面積，加快散熱速度，可見該裝置具有散熱效果好，適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。(2)本發(fā)明利用環(huán)路熱管技術(shù)與均熱板技術(shù)的結(jié)合，利用內(nèi)部エ質(zhì)狀態(tài)的變化實(shí)現(xiàn)熱量的快速輸送，并且該裝置的エ質(zhì)可以重復(fù)循環(huán)使用，使得本發(fā)明的裝置具有成本低、環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。(3)本發(fā)明裝置的金屬基板、金屬蓋板和毛細(xì)芯均采用高導(dǎo)熱材料銅，能夠讓整個(gè)裝置具有很強(qiáng)的導(dǎo)熱性能。(4)本發(fā)明使用的金屬蓋板和金屬基板為表面扁平的平板狀，因此受熱部位與冷卻部位都能與LED燈基座及翅片組緊密接觸，使得接觸熱阻大大降低。(5)本發(fā)明的蒸汽槽道和補(bǔ)償室是分開設(shè)置的，不需要在蒸汽槽道和補(bǔ)償室之間設(shè)置蒸汽擋板，使該裝置的結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)単。


圖I是本發(fā)明裝置的主視圖。
圖2是本發(fā)明裝置金屬基板的俯視圖。圖3是本發(fā)明蒸汽槽道示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1-3所示，本發(fā)明ー種高功率LED的散熱裝置包 括高功率LED燈基座5、金屬蓋板I和金屬基板2。高功率LED燈基5座通過高性能導(dǎo)熱膠安裝在金屬蓋板I上；金屬蓋板I和金屬基板2緊密的焊接在一起；金屬基板2與金屬蓋板I接觸的一面上鑲嵌有毛細(xì)芯3，毛細(xì)芯3鑲嵌在金屬基板2上的位置與高功率LED燈基座的位置相對(duì)應(yīng)，通過高溫?zé)Y(jié)的方式使毛細(xì)芯3與金屬基板2內(nèi)壁緊密連接；金屬蓋板I與毛細(xì)芯3接觸的位置上刻有多個(gè)蒸汽槽道12，在金屬蓋板I上設(shè)置有與所有的蒸汽槽道12均相通蒸汽出ロ 7 ;金屬基板2上設(shè)置有補(bǔ)償11室，用于存放エ質(zhì)，補(bǔ)償室11上還設(shè)有一個(gè)供エ質(zhì)進(jìn)入的注液ロ6 ;金屬基板2與金屬蓋板I接觸的一面上刻有多個(gè)冷凝部平衡槽道10，在金屬基板2上設(shè)置有與冷凝部平衡槽道10相通的冷凝部エ質(zhì)進(jìn)ロ 8和冷凝部エ質(zhì)出ロ 9 ;金屬基板2在冷凝部平衡槽道10相應(yīng)的位置上通過導(dǎo)熱粘合劑粘合有鋁制的翅片組4，金屬基板2在蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間以及冷凝部平衡槽道10與補(bǔ)償室11之間均刻有槽道。蒸汽槽道12通過蒸汽出ロ 7、蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道以及冷凝部エ質(zhì)進(jìn)ロ 8與冷凝部平衡槽道10相通，蒸汽槽道中的蒸汽通過蒸汽出口、蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道以及冷凝部エ質(zhì)進(jìn)ロ 8進(jìn)入到冷凝部平衡槽道10中。冷凝部平衡槽道10通過冷凝部エ質(zhì)出ロ 9以及冷凝部平衡槽道10與補(bǔ)償室11之間的槽道與補(bǔ)償室11相通，液態(tài)エ質(zhì)可以通過冷凝部エ質(zhì)出ロ 9以及蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道進(jìn)入到補(bǔ)償室。本實(shí)施例的金屬基板I、金屬蓋板2和毛細(xì)芯3的材質(zhì)均為高導(dǎo)熱材料銅。本實(shí)施例選用水作為エ質(zhì)，也可用こ醇或丙酮等與銅能長(zhǎng)期相容的液體替代水，エ質(zhì)通過補(bǔ)償室上的注液ロ 6進(jìn)入到補(bǔ)償室11。其中毛細(xì)芯3為金屬銅粉末燒結(jié)而成的長(zhǎng)方體粉體，它的結(jié)構(gòu)為疏松多孔狀，金屬蓋板I上的蒸汽槽道12的寬度為I 2mm,本實(shí)施例中選定為I. 5mm ;蒸汽槽道12之間的間距為I 3mm，本實(shí)施例中選定為2mm ;金屬基板2上的冷凝部平衡槽道10的道數(shù)為4 5道，本實(shí)施例中選定為4道；冷凝部平衡槽道10的寬度為4 5mm，本實(shí)施例中選定為4. 5mm。金屬蓋板I和金屬基板2為平板狀，其厚度為5 IOmm,本實(shí)施例中選定為8mm。當(dāng)エ質(zhì)通過注液ロ 6進(jìn)入到補(bǔ)償室11后，使用真空設(shè)備將金屬蓋板I和金屬基板2之間的內(nèi)腔抽成真空狀態(tài)，然后封閉注液ロ 6。補(bǔ)償室11中的エ質(zhì)在毛細(xì)芯3的毛細(xì)力作用下進(jìn)入毛細(xì)芯3，當(dāng)LED燈工作吋，熱量進(jìn)入金屬蓋板1，毛細(xì)芯3受熱，由于整個(gè)內(nèi)腔處于真空度極低的狀態(tài)，エ質(zhì)很容易發(fā)生變化，エ質(zhì)在受熱后沸騰產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進(jìn)入蒸汽槽道12，通過蒸汽出ロ 7沿著蒸汽槽道12和冷凝部平衡槽道11之間的槽道到達(dá)冷凝部エ質(zhì)進(jìn)ロ 8，金屬基板2上的多個(gè)冷凝部平衡槽道10對(duì)蒸汽進(jìn)行分流，通過金屬基板2上的翅片組4將蒸汽的熱量散發(fā)到空氣中去，使得蒸汽在冷凝部平衡槽道10中冷卻降溫變成液態(tài)，變成液態(tài)的エ質(zhì)通過冷凝部エ質(zhì)出ロ 9沿著冷凝部平衡槽道10與補(bǔ)償室11之間的槽道流回到補(bǔ)償室11，エ質(zhì)就這樣不斷循環(huán)流動(dòng)，高效地將熱量運(yùn)輸?shù)嚼淠科胶獠鄣?0。補(bǔ)償室11的作用是儲(chǔ)存液態(tài)エ質(zhì)，防止毛細(xì)芯3出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。金屬基板2上的多個(gè)冷凝部平衡槽道10降低了蒸汽流動(dòng)阻力，増大了冷卻面積，同時(shí)增強(qiáng)了冷凝效果。當(dāng)LED的功率增大時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)膲埣永淠科胶獠鄣赖牡罃?shù)來増大裝置的冷卻面積。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，如本發(fā)明的散熱裝置還可以用于其他電子元器件的散熱，其他的任何未背離本發(fā)明 的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座，其特征在于還包括金屬蓋板和金屬基板，所述高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；所述金屬蓋板和金屬基板固定連接在一起；所述金屬基板上設(shè)置有用于存放エ質(zhì)的補(bǔ)償室；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上鑲嵌有毛細(xì)芯，所述毛細(xì)芯鑲嵌在金屬基板上的位置與高功率LED燈基座的位置相對(duì)應(yīng)，所述金屬蓋板與毛細(xì)芯接觸的位置上刻有多個(gè)蒸汽槽道；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上刻有多個(gè)冷凝部平衡槽道，所述金屬基板在冷凝部平衡槽道相應(yīng)的位置上安裝有翅片組；所述金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補(bǔ)償室之間均刻有槽道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述毛細(xì)芯通過高溫?zé)Y(jié)的方式鑲嵌在金屬基板上，所述毛細(xì)芯為銅粉末燒結(jié)而成的長(zhǎng)方體粉體，所述毛細(xì)芯為疏松多孔狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述補(bǔ)償室上設(shè)置有一個(gè)用于注入エ質(zhì)的注液ロ，所述エ質(zhì)為水、こ醇或丙酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述翅片組的材質(zhì)為鋁，通過導(dǎo)熱粘合劑與金屬基板表面粘合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述高功率LED燈基座通過導(dǎo)熱膠安裝在金屬蓋板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述金屬基板和金屬蓋板的材質(zhì)均為銅；所述金屬蓋板和金屬基板均為平板狀，它們的厚度為5 10_ ;所述金屬蓋板和金屬基板通過焊接的方式連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述蒸汽槽道的寬度為I 2mm，蒸汽槽道之間的間距為I 3mm ;所述冷凝部平衡槽道的道數(shù)為4 5道，所述冷凝部平衡槽道的寬度為4 5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述金屬蓋板上設(shè)置有與所述蒸汽槽道相通的蒸汽出ロ，所述金屬基板上設(shè)置有與所述冷凝部平衡槽道相通的冷凝部エ質(zhì)進(jìn)口和冷凝部エ質(zhì)出ロ。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座、金屬蓋板和金屬基板，高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；金屬蓋板和金屬基板連接一起；金屬基板上設(shè)置有用于存放工質(zhì)的補(bǔ)償室；金屬基板與金屬蓋板接觸的一面鑲嵌有毛細(xì)芯并且刻有多個(gè)冷凝部平衡槽道，金屬蓋板與毛細(xì)芯接觸的位置上刻有多個(gè)蒸汽槽道，金屬基板在冷凝部平衡槽道相應(yīng)的位置上安裝有翅片組；金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補(bǔ)償室之間均刻有槽道。本發(fā)明裝置的多個(gè)冷凝部平衡槽道用于分流蒸汽，能有效增大冷卻面積，增強(qiáng)冷凝效果，同時(shí)降低了工質(zhì)流動(dòng)的阻力，大大提高了散熱效果。本發(fā)明裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102692002SQ20121019487
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者張維, 林梓榮, 汪雙鳳, 羅婉霞, 胡艷鑫, 陳錦芳, 霍杰鵬, 饒中浩 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣州廣日電氣設(shè)備有限公司