專利名稱：集成封裝在熱管散熱器上的led燈具光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED燈具光源，特別涉及一種集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源。
背景技術(shù)：
因?yàn)長(zhǎng)ED燈具具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，越來越引起世界各國(guó)官方和消費(fèi)者的關(guān)注。目前常用的大功率LED燈具的光源有兩種形式，一種是由W級(jí)LED陣列式排列組成，一種是由集成封裝的LED組成。前者的特點(diǎn)是光效高、散熱問題好解決，不足之處是燈具光源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、光斑不均勻、電路復(fù)雜。集成封裝的LED由于具有電路簡(jiǎn)單、光斑均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是散熱問題不好解決。我們知道LED的結(jié)溫是影響LED燈具大面積推廣的主要問題之一，LED結(jié)溫過高，不但影響LED燈具的壽命，還影響光的質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的LED路燈出現(xiàn)滅燈的狀況，有一半是因?yàn)樯釂栴}引起的。集成封裝LED光源體積很小而發(fā)熱量很大，單位體積產(chǎn)生的熱量是計(jì)算機(jī)CPU熱量的數(shù)十倍，這些熱量如果不能及時(shí)導(dǎo)出，LED結(jié)溫過高，不但影響LED光源的性能，還要燒毀LED光源。降低集成封裝LED的結(jié)溫，必須分析從LED芯片到燈具所工作的環(huán)境大氣之間的熱傳遞路徑著手，找出熱傳遞路徑中熱阻大的界面，并設(shè)法減少其界面或熱阻。眾多業(yè)內(nèi)人士設(shè)想從以下兩個(gè)方面著手來解決集成封裝LED燈具的散熱問題。具體是:其一是將LED芯片封裝在散熱器的基板上，這樣能減少封裝基板與電路板或散熱器基板之間熱阻很大的界面。其二是改善散熱器翅片與環(huán)境空氣的自然對(duì)流熱交換。由于普通散熱器和熱管散熱器結(jié)構(gòu)、制造工藝和LED封裝工藝、封裝設(shè)備等問題，使得這兩個(gè)設(shè)想無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這是集成封裝的LED燈具不能很好推廣應(yīng)用的重要原因。因此研究一種結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、導(dǎo)熱快、熱阻大的界面少、翅片散熱效率高的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，是當(dāng)前LED燈具行業(yè)十分緊迫的課題。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其前端為透鏡，透鏡由密封墊安裝在杯形蒸發(fā)皿上，杯形蒸發(fā)皿的上部連接集成封裝有LED芯片的太陽花熱管散熱器。太陽花熱管散熱器，包括集成封裝有LED芯片的杯形蒸發(fā)皿、太陽花冷凝器、以及裝在太陽花熱管散熱器的下端與杯形蒸發(fā)皿之間的充液管。杯形蒸發(fā)皿包括一個(gè)矩形的薄底座組成，所述的LED芯片集成封裝在矩形薄底座的下平面上。杯形蒸發(fā)皿杯形部分的外表面，可加工成螺紋、圓錐面或圓柱面，以構(gòu)成三種結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)皿，可分別形成與冷凝器的四種密封連接；杯形蒸發(fā)皿的杯底有球面凸起。[0010]作為蒸發(fā)皿的一種結(jié)構(gòu)，為擠壓成形并具有N個(gè)內(nèi)孔通道的鋁制矩形板式蒸發(fā)皿；LED芯片集成封裝在該矩形板式蒸發(fā)皿的下平面上。太陽花冷凝器為空心太陽花鋁型材，其中心的圓孔通道即為太陽花冷凝器的內(nèi)管，內(nèi)管外的散熱翅片為管外擴(kuò)展的散熱翅片，與內(nèi)管一次擠壓成形。太陽花冷凝器可采用翅片管冷凝器或絲網(wǎng)冷凝器。太陽花冷凝器的上端蓋為圓杯形結(jié)構(gòu)，圓杯的外表面可加工為螺紋面、圓錐面或圓柱面。充液管為一小直徑的鋁管，充液管的一端具有細(xì)牙螺紋，可與蒸發(fā)皿、上端蓋和冷凝器主體之間密封連接；充液管的外表面涂有軟質(zhì)陶瓷散熱漆。上端蓋、太陽花冷凝器、杯形蒸發(fā)皿、充液管相互之間的密封連接，除焊接外，須在連接付之間涂有耐工質(zhì)的粘結(jié)劑。本實(shí)用新型將LED芯片直接集成封裝在熱管散熱器的蒸發(fā)皿上，去掉了 LED芯片與散熱器基板之間的熱阻，使LED芯片到環(huán)境空氣之間的熱通道的總熱阻減少。因而具有熱阻小，導(dǎo)熱快、散熱好、結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。

圖1為集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源的主視圖。圖2為集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源第二種實(shí)施方式的主視圖。圖3為集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源第三種實(shí)施方式的主視圖。圖4為件33的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為件32結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為件的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7的俯視圖。圖中，I透鏡，2密封墊，3太陽花熱管散熱器，4翅片管冷凝器，5絲網(wǎng)冷凝器，31LED芯片，32杯形蒸發(fā)皿，33太陽花冷凝器，34上端蓋，35太陽花冷凝器內(nèi)管，36太陽花內(nèi)管管壁，37散熱翅片，38充液管。321杯形蒸發(fā)皿內(nèi)凸球面凸起，322杯形蒸發(fā)皿杯型外表面，323杯形蒸發(fā)皿杯型底面。41鋁制矩形板發(fā)皿、42鋁制矩形板發(fā)皿的內(nèi)孔通道，43連接管、44支管、45散熱翅片。51上升管、52蛇形管、53散熱鋼絲。
具體實(shí)施方式
參見上述圖1-圖8，集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，由透鏡1、密封墊
2、蒸發(fā)皿上集成封裝LED芯片的太陽花熱管散熱器3構(gòu)成。太陽花熱管散熱器3由杯形蒸發(fā)皿32、太陽花冷凝器33、上端蓋34和充液管38構(gòu)成。杯形蒸發(fā)皿32由一個(gè)圓管和邊長(zhǎng)大于圓管直徑的矩形底座組成，矩形底座的下平面323按集成封裝LED支架的要求加工后，LED集成封裝在矩形底座的下平面323上.。杯形蒸發(fā)皿32杯形部分的外表面322可以加工成螺紋、圓錐面或圓柱面，構(gòu)成杯形蒸發(fā)皿的三種結(jié)構(gòu)，形成與太陽花冷凝器33的四種密封連接付。杯形蒸發(fā)皿32的杯底有球面凸起321。太陽花冷凝器33為空心太陽花鋁型材，中心的圓孔通道即為太陽花冷凝器的內(nèi)管35，太陽花冷凝器的內(nèi)管35、散熱翅片37與內(nèi)管管壁36—次擠壓成形，太陽花冷凝器內(nèi)管35的兩端加工成內(nèi)螺紋面、內(nèi)圓錐面或內(nèi)圓柱面。上端蓋34為圓形杯狀結(jié)構(gòu)，杯的外表面加工為螺紋面、圓錐面或圓柱面，形成的三種實(shí)施方式并與太陽花冷凝器33的內(nèi)管35兩端相應(yīng)的螺紋面、圓錐面或圓柱面形成四種密封連接方式。蒸發(fā)皿的第四個(gè)結(jié)構(gòu)是為帶有N個(gè)通孔的擠壓成形的鋁制矩形板蒸發(fā)皿41。充液管38為一小直徑的鋁管，管一端的細(xì)牙螺紋可以與杯形蒸發(fā)皿32、鋁制矩形蒸發(fā)皿41密封連接。蒸發(fā)皿41、上端蓋34和太陽花冷凝器33之間密封連接。杯形蒸發(fā)皿32、上端蓋34和太陽花冷凝器33、充液管38相互之間的密封連接，可以采用通過螺紋加粘結(jié)劑、圓錐面加粘結(jié)劑、圓柱面加粘結(jié)劑和激光焊接機(jī)氬弧焊接的結(jié)構(gòu)，四種方法中的一種方法進(jìn)行密封連接。充液管可以放在冷凝器主體或蒸發(fā)皿上。鋁制矩形板蒸發(fā)皿41分別于翅片管冷凝器4，絲網(wǎng)冷凝器5組成本實(shí)用新型的第二、第三種實(shí)施方式。本實(shí)用新型外表面需涂軟陶瓷散熱漆，以便在不同環(huán)境下使用而不影響散熱效
果O集成封裝的大功率LED芯片31通電時(shí)，LED芯片31發(fā)熱，熱量通過杯形蒸發(fā)皿32的底面凸起321和內(nèi)表面加熱杯形蒸發(fā)皿32內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱、沸騰、蒸發(fā)為攜帶熱量并具有一定速度的工質(zhì)蒸汽并沿太陽花冷凝器內(nèi)管35軸線上升；工質(zhì)蒸汽在上升的過程中，通過太陽花冷凝器的管壁36，將熱量傳導(dǎo)到冷凝器的散熱翅片37上，并依自然對(duì)流散熱的規(guī)律，將熱量散發(fā)到環(huán)境之中。失去熱量的工質(zhì)蒸汽，冷凝為工質(zhì)液體，這些工質(zhì)液體沿太陽花冷凝器的內(nèi)壁36，依靠重力回到蒸發(fā)皿32，繼續(xù)參加吸熱蒸發(fā)，失熱冷凝的循環(huán)往復(fù)從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)集成封裝LED的散熱。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于:DLED芯片集成封裝在太陽花熱管散熱器的蒸發(fā)皿上，省去了集成封裝LED支架與熱管散熱器蒸發(fā)皿之間的界面，去掉了熱阻很大的一個(gè)界面，本實(shí)用新型減少了 LED芯片到環(huán)境空氣之間的總熱阻。2)太陽花熱管散熱器的冷凝器的散熱翅片與熱管為一次擠壓成形，翅片與熱管的管壁之間沒有界面，即沒有附加熱阻，本實(shí)用新型再一次減少了 LED芯片到環(huán)境空氣之間的總熱阻。3)由于熱管內(nèi)已經(jīng)抽成真空，所以工質(zhì)蒸汽上升的速度很快。又由于工質(zhì)的化學(xué)潛熱很大，工質(zhì)蒸汽攜帶的熱量就多。所以本實(shí)用新型能將LED芯片產(chǎn)生的熱量速快導(dǎo)出。4)本實(shí)用新型的熱管散熱器的散熱翅片與熱管為一次擠壓成形。太陽花冷凝器、上端蓋、蒸發(fā)皿和充液管的材料均為工業(yè)純鋁，且相互之間的密封鏈接全部采用螺紋加耐冷媒的粘結(jié)劑、圓錐面加粘結(jié)劑、圓柱面加粘結(jié)劑和氬弧焊、激光焊的連接方式，使本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和制造工藝都簡(jiǎn)單，材料和制造成本低。5)本實(shí)用新型的熱管散熱器的太陽花冷凝器、管翅式冷凝器和絲網(wǎng)式冷凝器為立式，且蒸發(fā)皿尺寸小，不影響冷凝器散熱翅片的通風(fēng)，翅片之間的空隙為上下垂直，鳥糞、灰塵不易堆積，即使有些堆積，也很容易被雨水沖掉。這樣一是翅片的煥然效率高，還可以省去燈殼，這也是本實(shí)用新型成本低的原因之一。由上述可知:本實(shí)用新型具有總熱阻小、導(dǎo)熱快、散熱好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)和制造工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:該燈具光源的前端為透鏡(1)，透鏡(I)由密封墊(2)安裝在杯形蒸發(fā)皿(32)上，杯形蒸發(fā)皿(32)的上部連接集成封裝有LED芯片(31)的太陽花熱管散熱器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:所述的太陽花熱管散熱器(3)，包括集成封裝有LED芯片的杯形蒸發(fā)皿(32)、太陽花冷凝器(33)、以及裝在太陽花熱管散熱器(3)的下端與杯形蒸發(fā)皿(32)之間的充液管(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:所述的杯形蒸發(fā)皿(32)，包括一個(gè)矩形的薄底座組成，所述的LED芯片(31)集成封裝在矩形薄底座的下平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:杯形蒸發(fā)皿(32)杯形部分的外表面，可加工成螺紋、圓錐面或圓柱面，以構(gòu)成三種結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)皿，可分別形成與冷凝器的四種密封連接；杯形蒸發(fā)皿(32)的杯底有球面凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:作為蒸發(fā)皿(32)的一種結(jié)構(gòu)，為擠壓成形并具有N個(gè)內(nèi)孔通道的鋁制矩形板式蒸發(fā)皿；LED芯片(31)集成封裝在該矩形板式蒸發(fā)皿的下平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:所述的太陽花冷凝器(33)為空心太陽花鋁型材，其中心的圓孔通道即為太陽花冷凝器的內(nèi)管(35),內(nèi)管(35)外的散熱翅片(37)為管外擴(kuò)展的散熱翅片，與內(nèi)管一次擠壓成形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:所述的太陽花冷凝器(33)可采用翅片管冷凝器或絲網(wǎng)冷凝器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:太陽花冷凝器(33)上端蓋(34)為圓杯形結(jié)構(gòu)，圓杯的外表面可加工為螺紋面、圓錐面或圓柱面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:所述的充液管(38)為一小直徑的鋁管，充液管(38)的一端具有細(xì)牙螺紋，可與蒸發(fā)皿、上端蓋和冷凝器主體之間密封連接；充液管(38)的外表面涂有軟質(zhì)陶瓷散熱漆。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，其特征在于:上端蓋、冷凝器、杯形蒸發(fā)皿、充液管相互之間的密封連接，除焊接外，須在連接付之間涂有耐工質(zhì)的粘結(jié)劑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成封裝在熱管散熱器上的LED燈具光源，由透鏡、密封墊、蒸發(fā)皿上集成封裝LED芯片的熱管散熱器等構(gòu)成。熱管散熱器由集成封裝有LED芯片杯形蒸發(fā)皿、太陽花冷凝器和充液管等構(gòu)成。杯形蒸發(fā)皿由一個(gè)圓管和邊長(zhǎng)大于圓管直徑的矩形薄底座組成，矩形薄底座的下平面按集成封裝LED支架的要求加工后，LED芯片集成封裝在矩形薄底座的下平面上。本實(shí)用新型將LED芯片直接集成封裝在熱管散熱器的蒸發(fā)皿上，去掉了LED芯片與散熱器基板之間的熱阻，使LED芯片到環(huán)境空氣之間的熱通道的總熱阻減少。因而具有熱阻小，導(dǎo)熱快、散熱好、結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21S2/00GK203068183SQ201220698148
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者齊媛 申請(qǐng)人:齊媛