專利名稱：管冷式超大功率led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種LED燈，特別涉及一種大功率LED燈。
技術(shù)背景眾所周知，LED燈與傳統(tǒng)光源一樣，工作期間會產(chǎn)生熱量，LED 燈是在外加能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合而發(fā)生的電致作用將 能量的30-35%轉(zhuǎn)化為光能，而非輻射復(fù)合發(fā)生的點陣振動，將其余 65-70%的能量轉(zhuǎn)化為熱能。LED對溫度是很敏感發(fā)光件，在工作溫度 較低的情況下，才可獲得髙的可靠的光學(xué)指標，才能滿足通常照明的 使用要求。為了使LED燈能適應(yīng)通用照明的需要，固態(tài)照明光源迫切 需要解決單元光通量的問題，LED燈單元光通量的增加而使每單元發(fā) 熱量大幅增加,而熱量的大量增加使得LED燈芯片發(fā)光衰減而失去使 用價值，特別是大功率的LED燈如何解決散熱是目前的一大技術(shù)難 題。為解決這一難題，在專利號為200420012318. 3的高功率LED散 熱結(jié)構(gòu)中，提出了液體散熱箱的結(jié)構(gòu)方案，200420112643.7大功率 LED散熱強化裝配結(jié)構(gòu)，提出了散熱底板的結(jié)構(gòu)方案，本公司的 200610124134.x LED燈，提出了連接半導(dǎo)體冷卻形式及結(jié)構(gòu)方案。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于是為了解決目前照明級大功率LED的散熱技術(shù)難題，提出一種管冷式散熱超大功率LED燈。本實用新型的管冷式超大功率LED燈，是指不少于一個LED芯片 組成的，其總功率不小于0.5W的LED燈，其特征在于由LED燈杯 體(A)接于基板(4),基板(4)接于散熱金屬板(5),金屬板(5) 上設(shè)有熱管(1)組合而構(gòu)成。也可視為由LED燈杯體(A)接于基板 (4)，基板(4)接于包含有熱管(1)的散熱金屬板(5)的散熱器 組合而構(gòu)成。所述熱管管徑可在3—100mm范圍的金屬管或非金屬管， 熱管(1)的外形結(jié)構(gòu)為圓形或橢圓型或扁型或異型材。其特征在于 管內(nèi)裝有超導(dǎo)熱介質(zhì)。熱管可根據(jù)需要設(shè)置一根熱管或一組熱管或多 組熱管結(jié)構(gòu)。熱管(1)至少有一端設(shè)為用作連接頭，以便與外置的 散熱物體連接。熱管可采用焊接方式或用高導(dǎo)熱膠粘結(jié)方式固定在散 熱金屬板上,也可采用嵌入方式或一體成型的模鑄方式制成帶導(dǎo)熱管 的金屬板的部件產(chǎn)品，其使用更佳。其散熱更順暢，散熱降溫效果更 好。本實用新型的管冷式超大功率LED燈,其所述的LED燈杯體(A), 是在高導(dǎo)熱性能絕緣材料燈杯框架(2)內(nèi)，填充高導(dǎo)熱性、髙折射 率和低膨脹系數(shù)的有機硅膠而構(gòu)成；其內(nèi)部設(shè)有熒光粉夾層，熒光粉 夾層復(fù)蓋有至少包含一顆大功率LED或LED芯片、以及LED正/負電 夾層、LED芯片與芯片、芯片與支架電極之間連接的金線及在外部的 LED正/負電極引腳(3)。其LED燈杯體(A)的內(nèi)設(shè)LED芯片(10) 以與基板(4)連接為一體模組結(jié)構(gòu)。其中LED或LED芯片的設(shè)置， 可均布或非均布多顆或眾多的大功率LED。其燈杯體(A)可以制成部件產(chǎn)品形式使用。本實用新型的管冷式超大功率LED燈與傳統(tǒng)光源一樣,工作期間 會產(chǎn)生熱量，LED燈是在外加能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合而 發(fā)生的電致作用將能量的30-35%轉(zhuǎn)化為光能，而非輻射復(fù)合發(fā)生的 點陣振動，將其余65-70%的能量轉(zhuǎn)化為熱能。LED對溫度是很敏感 發(fā)光件，在工作溫度較低的情況下，才可獲得高的可靠的光學(xué)指標， 才能滿足通常照明的使用要求。本發(fā)明的加強超大功率LED燈中設(shè)置 的熱管，可迅速有效地遷移當大功率的LED通電以后，芯片瞬間產(chǎn)生 很髙的熱量，解決了芯片結(jié)溫迅速積聚，導(dǎo)致芯片溫度急劇上升，使 LED燈亮度急速衰減，甚至燒毀LED的問題。本發(fā)明的超大功率LED 燈，其金屬基板上的熱管可迅速遷移超大功率LED發(fā)出的熱量，使 LED芯片結(jié)溫控制在可靠的溫度下(120t以下)。熱管的應(yīng)用一方面 可以有效的遷移LED工作時產(chǎn)生的熱量,解決大功率LED因散熱不暢 而引發(fā)的光衰問題。熱管一端連接大功率LED,另一端連接于燈殼或 其它散熱體，即熱管(1)至少有一端設(shè)為用作連接頭，以便與外置 的散熱物體連接。向外一端連接頭，可以現(xiàn)有技術(shù)的各種方式連接于 燈殼或其它散熱體，LED產(chǎn)生的熱董通過熱管迅速傳輸?shù)綗魵せ蛏?體，可實現(xiàn)散熱更快，更好；另一方面可以改變傳統(tǒng)大功率LED燈具 的結(jié)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)更加小巧，更便于應(yīng)用。本實用新型的管冷式超大功率LED燈，由于其超大功率LED燈 杯與金屬基板的組合是采用模組封裝一體成形制造方法來完成,大功 率LED燈杯與金屬基板既為一體形成結(jié)構(gòu),使得二者之間的熱傳導(dǎo)阻力較小;有效地解決了髙導(dǎo)熱有機硅膠體與金屬基板以一般的緊固方 式連接存在的熱阻大的問題。本實用新型的有益效果是1、 帶導(dǎo)熱管的板式散熱器，散熱效果顯著，可適用于0.5W 以上的大功率的LED燈的制造，特別是10W以上的超大功 率的LED燈的制造；2、 大功率LED燈杯與金屬基板的組合是采用模組封裝一體成 形制造方法，超大功率LED燈杯與金屬基板既為一體成型 結(jié)構(gòu)，使得二者之間的熱傳導(dǎo)阻力很?。挥行У亟鉀Q了高 導(dǎo)熱有機硅膠體與金屬基板以一般的緊固方式連接存在 的熱阻大的問題。3、 突破了LED燈亮度低的一大難題，實現(xiàn)了以LED為光源，可直接制得滿足各不同照明燈的要求；4、 其具有結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，安裝方便，美觀耐用，節(jié)能效果顯著等特點。


以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明，但不限于此。 圖l、單根熱管單向?qū)峤Y(jié)構(gòu)示意圖 圖2、單根熱管單向?qū)峤Y(jié)構(gòu)剖面示意圖 圖3、雙組多根熱管雙向型導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖 圖4、雙組多根熱管雙向型導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)剖面示意圉圖5、多組多向熱管導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖 圖6、多組多向熱管導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)剖面示意圖 圖7、雙根熱管單向?qū)嵝徒Y(jié)構(gòu)示意圖 圖8、雙組多根熱管雙向型導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖 圖9 、雙組多根熱管雙向型導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖 圖10、雙組多根熱管雙向型導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖 圖ll、多組多向熱管導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)剖面示意圖圖中熱管(1)、燈杯框架(2)、 LED燈杯體(A)、大功率LED正/ 負電極引腳(3)、 LED支架基板(4)、金屬板(5)、熒光粉夾層(6)、 大功率LED芯片(7)、有機硅膠(8)、錫裔或髙導(dǎo)熱硅膠(9)、金線 (10)。
具體實施方式
本實用新型的管冷式超大功率LED燈的制造方法，是采用模組型 封裝制造方法來完成，大功率LED燈杯體與金屬基板既為一體形成結(jié) 構(gòu)。其中(1)熱管本實用新型中的重要組件，可迅速遷移大功率LED 工作時產(chǎn)生的熱量。熱管一端連接大功率LED,另一端連 接于燈殼或其它散熱體，LED產(chǎn)生的熱量通過熱管迅速傳 輸?shù)綗魵せ蛏狍w，實現(xiàn)散熱目的。根據(jù)負載(LED發(fā)熱功 率)情況和熱管自身熱遷移能力，熱管可有單組，雙組(圖 一，圖五)或多組組成(每組熱管由單根或多根熱管組成)，其管徑大小(#3, #5, #6, "."#100等),外形結(jié)構(gòu) (圓形，橢圓型，扁型或其他形狀)及其長度(LED支架 基板(4)或金屬基板(5)的熱管長度)均可根據(jù)具體應(yīng) 用而定。(2) LED燈杯框架由髙導(dǎo)熱性能的絕緣材料組成，內(nèi)部包含 LED正/負電夾層。杯內(nèi)填充高導(dǎo)熱性，髙折射率和低膨脹 系數(shù)的有機硅膠；(3) 大功率LED正/負電極引腳；(4) LED支架基板由鋁，銅或其它導(dǎo)熱性能良好的金屬合金 組成，其底部連接于熱管(1)或金屬基板(5);(5) 金屬基板由鋁，銅或其它導(dǎo)熱性能良好的金屬合金組成， 頂部連接于LED支架基板(4)，底部連接于熱管(1);(6) 熒光粉夾層，厚度在0.01mm"10mm;(7) 大功率LED芯片(8) 有機硅膠具有髙導(dǎo)熱性，髙折射率和低膨脹系數(shù)；(9) 錫裔或高導(dǎo)熱硅膠(導(dǎo)熱率在0.01w/mk—200w/mk)，用于 熱管與LED支架基板或金屬基板之間的連接，使LED產(chǎn)生 的熱量迅速傳入熱管；(10) 金線實現(xiàn)LED芯片與芯片，芯片與支架電極之間的連 接。
權(quán)利要求1. 一種管冷式超大功率LED燈，所述的超大功率LED燈是指不少于一個LED芯片組成的，其總功率不小于0.5W的LED燈，其特征在于由LED燈杯體(A)接于基板(4)，基板(4)連接于金屬板(5)，金屬板(5)接于熱管(1)而構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其熱管(1)的管內(nèi)裝有超導(dǎo)熱介質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其熱管設(shè)計為一根熱管結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其熱管設(shè)計為一組熱管結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其熱管設(shè)計為不少于一組熱管結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 熱管(1)至少有一端設(shè)為便于與外置的散熱物體連接的接頭。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 熱管(1)與金屬板(5)的結(jié)合為焊接結(jié)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 熱管(1)與金屬板(5)的結(jié)合為膠粘結(jié)的結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 熱管(1)與金屬板(5)的結(jié)合為嵌入或模鑄一體成型的結(jié)構(gòu) 的部件產(chǎn)品。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其熱管(1)的管徑是3--lOOmm范圍的金屬管或非金屬管。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 熱管(1)的外形結(jié)構(gòu)為圓形或橢圓型或扁型或異型材。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其LED燈杯體(A)的導(dǎo)熱絕緣材料燈杯框架(2)內(nèi)填充導(dǎo)熱 有機硅膠而構(gòu)成，其有機硅膠內(nèi)設(shè)有熒光粉夾層，熒光粉夾層 復(fù)蓋有至少包含一顆大功率LED或LED芯片、LED正/負電夾層、 LED芯片與芯片，芯片與支架電極之間連接的金線，
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其LED燈杯體(A)的內(nèi)設(shè)LED芯片(10)以與基板(4)連接 為一體模組結(jié)構(gòu)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其LED燈杯體(A)中的熒光粉夾層復(fù)蓋有不少于一顆大功率 LED或LED芯片，其為均布或非均布形式排列。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管冷式超大功率LED燈，其特征在于 其LED燈杯體(A)中的熒光粉層厚度在0.01nmr"10咖范圍。
專利摘要本實用新型的管冷式超大功率LED燈及制造方法，由超大功率LED燈杯體(A)接于基板(4)，基板(4)接于包含設(shè)有熱管(1)與金屬板(5)結(jié)合的散熱器組合而構(gòu)成；超大功率LED燈杯體(A)與基板(4)的連接是采用模組型封裝制造方法來完成；超大功率LED燈杯與金屬基板為一體成型結(jié)構(gòu)，使得二者之間的熱傳導(dǎo)阻力很??；有效地解決了高導(dǎo)熱有機硅膠體與金屬基板以一般的緊固方式連接存在的熱阻大的問題；其散熱效果顯著，適用于0.5W以上的大功率的LED燈的制造，特別是10W以上的超大功率的LED燈的制造；可直接制得滿足各不同照明燈的要求，且具有結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，安裝方便，美觀耐用，節(jié)能效果顯著等特點。
文檔編號F21V19/00GK201093434SQ20072014981
公開日2008年7月30日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者歐發(fā)文, 陳德華 申請人:東莞市科銳德數(shù)碼光電科技有限公司