專利名稱：一種led燈具散熱模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈具的散熱裝置，尤其是一種采用熱管和熱沉結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙重 散熱的LED燈具散熱模塊。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)作為一種新型的半導(dǎo)體固態(tài)光源，具有節(jié)能、環(huán)保、使 用壽命長(zhǎng)、耐沖擊等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于特種照明、交通指示、背光顯示、裝 飾照明等領(lǐng)域。傳統(tǒng)60毫瓦的小功率LED由于輸入功率小，熱量低，因此散熱 問題不突出，容易解決。但是隨著發(fā)光二極管功率的日益提高，1瓦以上的大功 率LED，由于輸入的能量絕大部分都轉(zhuǎn)化為熱量，如果散熱處理不佳，極易導(dǎo)致 LED芯片的溫度升高，造成發(fā)光效率下降，色飄等問題，甚至?xí)筁ED失效。因 此對(duì)于大功率LED，高效的散熱處理顯得極其重要。
目前，市場(chǎng)上針對(duì)大功率的LED散熱方式有很多種，其中主要有兩種 一種 是將大功率LED直接緊固在銅、鋁等金屬或合金制作的散熱器上，由于銅、鋁 的導(dǎo)熱系數(shù)較高，通過散熱器直接將熱量傳導(dǎo)并散發(fā)到空氣中。此種方法的優(yōu)點(diǎn) 在于技術(shù)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、成本低廉，但是缺點(diǎn)在于受到體積和重量的限制，很 難制作100瓦以上的LED散熱器；同時(shí)，受到導(dǎo)熱率的限制，其導(dǎo)熱的距離有 限，LED光源只能固定在散熱器的表面。另一種是將LED直接固定在熱管上，通 過熱管直接將熱量傳遞給在熱管上的散熱鰭片，利用空氣對(duì)流，快速將熱量散發(fā) 出去。如在申請(qǐng)?zhí)枮?00610085508.1的"超導(dǎo)熱管散熱的大功率發(fā)光二極管燈 具"專利中，其主要是將所有瓦級(jí)的大功率LED單元燈通過超導(dǎo)熱管固定在燈 殼上，同時(shí)也可以在燈殼的外表面設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)。雖然此種方式的LED散熱結(jié) 構(gòu)，在不影響傳熱效果的情況下，能夠根據(jù)需要對(duì)LED的發(fā)光方向改變。但是 熱管與LED、燈殼的連接工藝十分復(fù)雜，對(duì)于戶外使用的LED燈具，采用熱管后 防護(hù)等級(jí)很難達(dá)到的設(shè)計(jì)要求，而且穩(wěn)定性較差，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種LED燈具散熱模塊。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的措施是 一種LED燈具散熱模塊包括 有大功率LED、熱管、散熱鰭片、熱沉，其中所述的熱管固定在熱沉的凹槽內(nèi)， 熱管裸露處的表面和熱沉的表面在同一平面；大功率LED底部同時(shí)固定在熱管 裸露處和熱沉的表面；
所述熱沉上設(shè)置有截面為"凸"字型的螺絲槽；
所述的熱沉表面制作有散熱片；
所述的熱管表面固定有散熱鰭片；
所述的散熱鰭片設(shè)置有熱管孔，在熱管孔的拐角處設(shè)置有斜面； 所述的散熱鰭片斜面的截面為圓弧形。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用熱管和熱沉相結(jié)合的散熱方式，進(jìn)行雙重快 速散熱，區(qū)別于單一熱管和熱沉的散熱。通過將大功率LED固定在熱沉和熱管 的表面，使大功率LED和熱沉、熱管直接接觸。熱沉除用于固定熱管外，還能 夠起到防塵、防水的作用，使防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP65以上；針對(duì)于大功率LED 熱源集中的特點(diǎn)，熱管能夠高效快速的將熱量導(dǎo)出，通過散熱鰭片進(jìn)行散熱。在 散熱鰭片的結(jié)構(gòu)上，通過散熱鰭片中熱管孔的斜面結(jié)構(gòu)，使各個(gè)散熱鰭片能夠一 環(huán)緊扣一環(huán)，形成環(huán)環(huán)相扣，在增加散熱面積的同時(shí)，減少熱阻，提高散熱效率。 在熱沉中的"凸"字型凹槽結(jié)構(gòu)，在固定大功率LED時(shí)，能夠直接將螺帽固定 在凹槽內(nèi)，用螺絲對(duì)光源進(jìn)行固定，工藝簡(jiǎn)單方便，可靠性高。在熱沉的加工上， 可以采用銅、鋁等金屬或合金制作，采用擠壓工藝一次成型。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、成本低廉、適合于批量的加工和生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好解決LED的散熱問 題，減少LED光衰，提高使用壽命。


圖1為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例的立體示意圖
圖2為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖
圖3為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例的立體分解示意圖
圖4為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中散熱鰭片的立體示意圖
圖5為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖
標(biāo)號(hào)說明
LED光源一1
扭管一2
散熱鰭片
熱管孔一31
螺絲孔一32
斜面一33
熱沉一4
凹槽一41
螺絲槽^42
散熱片^43
反光板一5
燈罩一6
封蓋一7
螺釘一8
螺絲一9
壓片一10
螺帽一"
具體實(shí)施例方式
如圖1、 2、 3所示，本實(shí)施例主要由大功率LED1、熱管2、散熱鰭片3、熱 沉4、反光板5、燈罩6、封蓋7和壓片10等部分組成。其中，熱沉4是在熱源 處加散熱片或擴(kuò)大接觸面積以達(dá)到散熱之目的散熱裝置。在熱沉4的凹面處設(shè)置 有一平面，在平面上設(shè)置有凹槽41，凹槽41為類似圓形的結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的安裝有 相同形狀的熱管2，并緊密接觸。凹槽41可以設(shè)置為類似圓形或方形的任意形 狀，熱管2的形狀與其相對(duì)應(yīng)，并固定在其中。在凹槽41和熱管2的固定時(shí)， 兩者的固定過程中涂布有焊膏，加熱后使兩者焊接形成一體，以減少熱阻。在凹 槽41和熱管2的接觸面也可以采用導(dǎo)熱膏進(jìn)行涂覆，填充在兩者接觸面的縫隙 中，提高散熱效率。
在固定熱管2時(shí)，可以通過機(jī)器擠壓熱管2后，再將熱管2裸露處的表面和 熱沉4的表面打磨成同一平面。這樣處理后，能夠最大限度的增加大功率LED1 和熱管2及熱沉4表面的接觸面積，提高傳熱效率。其中，熱管2的數(shù)量和形狀， 根據(jù)大功率LED1的功率大小、以及凹槽41的形狀來進(jìn)行變換和調(diào)節(jié)。
在熱沉4的表面，設(shè)置有螺絲槽42，位于熱管2的周圍。本實(shí)施例中，在 熱管2的兩側(cè)分別設(shè)置有兩條螺絲槽42，螺絲槽42截面為下大上小的"凸"字 型結(jié)構(gòu)。其中，螺絲槽42的大小和數(shù)量，根據(jù)實(shí)際螺絲的大小及安裝位置進(jìn)行 調(diào)解。在熱沉4的表面設(shè)置有散熱片43，位于熱沉4的背面，方向?yàn)闄M向或縱
向分布，也可以為無規(guī)則分布。其中，散熱片43表面為凹凸不平，或制作有高 低不平的條紋，能夠有效的增加散熱面積，提高散熱效率。在熱沉4的制作過程 中，可以采用銅、鋁等金屬或合金，通過擠壓工藝一次成型。
在固定大功率LED1時(shí)，將螺帽11固定在確定好位置的螺絲槽42內(nèi)，大 功率LED1則通過螺絲9對(duì)應(yīng)于螺帽11,將大功率LED底部同時(shí)固定在熱管2 裸露處和熱沉4的表面。大功率LED1產(chǎn)生的熱量，能夠直接傳遞給熱沉4和熱 管2,在熱沉4散熱的同時(shí)，通過熱管2快速的將熱量傳遞給固定在熱管2表面 的散熱鰭片3進(jìn)行散熱，達(dá)到雙重散熱的目地。
本實(shí)施例通過將大功率LED1固定在熱沉4和熱管2的表面，使大功率LED1 和熱沉4、熱管2直接接觸。熱沉4除用于固定熱管2外，還能夠起到防塵、防 水的作用，使防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP65以上;針對(duì)于大功率LED1熱源集中的特點(diǎn)， 熱管2能夠快速高效的將熱量導(dǎo)出，通過散熱鰭片3進(jìn)行散熱。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì) 比發(fā)現(xiàn)，在相同散熱面積的情況下，72W的大功率LED光源，不加熱管2單獨(dú) 使用熱沉4進(jìn)行散熱時(shí)，大功率LED1底座溫度維持在5(TC;當(dāng)采用熱管2和熱 沉4相結(jié)合時(shí)，大功率LED1底座的溫度明顯降低，溫度維持在是43度，同時(shí)， 模塊的重量也大大減輕。
在熱沉4的大功率LED1安裝面處，設(shè)置有一個(gè)整體的反光板5，大功率LED1 凸出于整個(gè)反光板5。在圖1、 2中，我們可以看出反光板5四周邊緣處的截面 為類似拋物線狀的結(jié)構(gòu)，中心處為一方形的平面，能夠提高光線的利用率，減少 光損。反光板5采用鋁合金、亞克力等材料制作，表面經(jīng)過拋光或是鍍膜處理， 不僅使燈具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加美觀，而且能夠增加燈具內(nèi)部光源的出光效率。
熱沉4的開口兩側(cè)，安裝有封蓋7，用于保護(hù)大功率LED光源1、反光板5 等結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在熱沉4的兩側(cè)起到密封、防塵防水的作用。封蓋7主要采用塑 料或鋁合金等材料制作，通過壓鑄的方式成型。在大功率LED1和反光板5的上 方，燈罩6固定在熱沉4上，通過壓片10扣住后，用螺絲進(jìn)行緊固密封。燈罩 6主要采用鋼化玻璃材料制作，具有很好的耐腐蝕、老化和堅(jiān)固性能。
通過燈罩6、蓋板7及熱沉4，在熱沉4的內(nèi)部形成一個(gè)密封的空腔，大功 率LED1和反光板5就固定在其中。此種設(shè)計(jì)不僅使本實(shí)施例在擁有良好散熱性 能的同時(shí)，而且能夠完全防止灰塵的侵入，以及防止大浪或噴水孔急速噴出的水 侵入，甚至燈具侵入水中在一定時(shí)間或水壓的條件下，仍可確保燈具正常運(yùn)作。
從圖1、 3中，我們可以看出熱管2延伸出熱沉4外，散熱鰭片3固定于熱 管2的表面。熱管2延伸部分的形狀不僅可以為曲線型，也可以為直線型。散熱 鰭片3整體通過螺釘8固定在封蓋7上，熱管2將大功率LED1的熱量傳遞給散 熱鰭片3后，進(jìn)行散熱。
圖4為散熱鰭片3的立體示意圖。在圖中，散熱鰭片3為一片狀結(jié)構(gòu)，表面 設(shè)置有2個(gè)熱管孔31,在熱管孔31的拐角處設(shè)置有斜面33。其中，斜面33的 截面為圓弧狀，使各個(gè)散熱鰭片能夠形成環(huán)環(huán)相扣，緊緊固定在熱管的表面。同 時(shí)，在散熱鰭片3上制作有螺絲孔32，通過螺釘8將散熱鰭片3固定在封蓋7 上。熱管孔31和螺絲孔32可以根據(jù)熱管2和螺釘8的數(shù)量來進(jìn)行增減。散熱 鰭片3主要采用銅、鋁等金屬或合金材料，通過機(jī)械沖壓成型。
圖5為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，圖中所示為實(shí)施例中央位置的剖面圖。在 圖中，熱管2固定在熱沉4的凹槽41內(nèi)，通過擠壓和/或打磨，使熱管2和熱 沉4的安裝平面保持在同一平面，大功率LED1固定在熱沉4的安裝表面，同時(shí) 和熱管2的裸露處、熱沉4緊密接觸，以提高散熱效率。在熱沉4的表面制作有 螺絲孔，大功率LED1直接通過螺絲固定在熱沉4的安裝表面。
在熱沉4的背面和側(cè)面分別設(shè)置有散熱片43，以擴(kuò)大熱沉4的散熱面積。 散熱片43的表面為凹凸不平的非光滑面，以進(jìn)一步擴(kuò)大散熱的面積，提高散熱 效果。其中，散熱片43為橫向或縱向分布，考慮到加工工藝的問題， 一般在背 面采用縱向分布，在側(cè)面采用橫向分布，以便于加工成型。熱沉4采用銅、鋁等 金屬或合金，通過擠壓工藝一次成型。
熱管2表面固定有散熱鰭片3，散熱鰭片3的結(jié)構(gòu)如圖4所示。在散熱鰭片
3上設(shè)置有熱管孔31，用于固定在熱管2的表面。在熱管孔31的拐角處設(shè)置有
斜面33，其截面為圓弧形，使各散熱鰭片3安裝熱管2表面時(shí)，形成一環(huán)緊扣
一環(huán)，環(huán)環(huán)相扣。本實(shí)施在利用熱沉4和熱管2快速雙重散熱的同時(shí)，又能夠達(dá)
到理想的防護(hù)等級(jí)。
以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員
在技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種LED燈具散熱模塊，包括有大功率LED、熱管、散熱鰭片、熱沉，其特征在于所述的熱管固定在熱沉的凹槽內(nèi)，熱管裸露處的表面和熱沉的表面處于同一平面；大功率LED底部同時(shí)固定在熱管裸露處和熱沉的表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種LED燈具散熱模塊，其特征在于所述熱沉上設(shè) 置有截面為"凸"字型的螺絲槽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種LED燈具散熱模塊，其特征在于所述的熱 沉表面制作有散熱片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種LED燈具散熱模塊，其特征在于所述的熱管表 面固定有散熱鰭片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種LED燈具散熱模塊，其特征在于所述的散熱鰭 片設(shè)置有熱管孔，在熱管孔的拐角處設(shè)置有斜面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種LED燈具散熱模塊，其特征在于所述的散熱鰭 片斜面的截面為圓弧形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED燈具散熱模塊包括有大功率LED、熱管、散熱鰭片、熱沉，其中所述的熱管固定在熱沉的凹槽內(nèi)，熱管裸露處的表面和熱沉的表面在同一平面；大功率LED底部同時(shí)固定在熱管裸露處和熱沉的表面。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適合于批量的加工和生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好解決LED的散熱問題，減少LED光衰，提高使用壽命。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101363604SQ20081010721
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者吳祖通, 偉 朱, 楊俊穎, 汪文良, 諸建平, 軍 鄒 申請(qǐng)人:諸建平