專利名稱：一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率led燈的制作方法
一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈，尤指基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈。背景技術(shù)：
LED燈具有節(jié)能、高效、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，在日益注意保護(hù)能源的今天， 大功率LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，產(chǎn)品己涉及景觀照明、礦燈、路燈和應(yīng) 急燈等領(lǐng)域。
目前，大功率LED光源有兩種制造方法。 一種是使用小功率LED陣列方 式作為發(fā)光體，但是小功率LED光衰大、電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、安裝成本高，且存 在配光控制難的問題。另一種則用大功率LED芯片集成封裝在一個(gè)金屬基座 內(nèi)，在基座上配置光學(xué)杯，此封裝結(jié)構(gòu)光效高，發(fā)光角度易于控制，但是， 存在的問題是散熱難題一直未能解決。由于大功率LED屬于半導(dǎo)體器件， 在半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余 的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。通常的大功率LED 封裝結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換效率大概在15%-20%之間，約80%左右的電能則轉(zhuǎn)化為 熱能散發(fā)出來。如不及時(shí)進(jìn)行熱量散發(fā)，工作時(shí)間過長將導(dǎo)致LED芯片的結(jié) 溫過高，使衰減速度加快，使用壽命縮短；另外，升溫后，還會(huì)影響到LED 的驅(qū)動(dòng)效率、損害磁性元件及輸出電容器等元件的壽命，從而導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng) 器可靠性降低。
LED芯片在工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量傳遞到大功率LED的基座上后再傳給與 之相連接的散熱器?，F(xiàn)有大功率LED基座的底平面與壓鑄鋁基(或鋁型材) 的散熱器以螺接或粘接的方式連接，將基座的熱傳遞給散熱器，因基座底面為平面，其與散熱器接觸面小，熱阻大，熱傳遞不理想，當(dāng)采用粘接的方式 將基座與散熱器連接，由于粘接層的導(dǎo)熱系數(shù)較低，相當(dāng)于在基座與散熱器 之間加了一道熱阻，散熱不盡如人意。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完
善與改進(jìn)，提供一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，使其能有好的導(dǎo)熱和散
熱效果。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，包括LED芯片、芯片基座、與芯
片基座相連的散熱裝置及設(shè)于芯片基座上的配光裝置，其特征在于所述的 散熱裝置包括散熱器、復(fù)數(shù)根連接散熱器及芯片基座的導(dǎo)熱管；所述的芯片 基座上相應(yīng)開有復(fù)數(shù)個(gè)與導(dǎo)熱管相配的內(nèi)凹槽用以容置導(dǎo)熱管，所述的內(nèi)凹 槽與導(dǎo)熱管之間具有金屬焊接層將覆有芯片的芯片基座與散熱裝置連接成 一體式光源。所述的內(nèi)凹槽可為半圓形、"V"形、"U"形或多邊形，芯片基 座內(nèi)凹槽壁與導(dǎo)熱管焊接，接觸面積大，導(dǎo)熱效果好，導(dǎo)熱管部分置入內(nèi)凹 槽中易于焊接，焊接強(qiáng)度高，焊接材料的導(dǎo)熱系數(shù)是導(dǎo)熱硅脂的幾十倍，大 大降低了結(jié)合面的熱阻，能迅速把LED光源的熱量傳導(dǎo)到散熱片上，同時(shí)通 過導(dǎo)熱管的布置方式將熱量幾乎同時(shí)傳導(dǎo)到散熱片的各個(gè)部位，使得散熱片 均衡地發(fā)揮散熱作用。通過這樣的快速導(dǎo)熱、散熱，從而保證芯片更低的結(jié) 溫，保證光源的使用壽命。
作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù) 特征
所述的配光裝置包括位于芯片上方的配光透鏡、用于固定透鏡的壓蓋及透鏡基座，所述的壓蓋、透鏡、透鏡基座及芯片基座依次疊置；所述的透鏡 基座通過連接件固接在芯片基座上；所述的透鏡基座與透鏡之間及透鏡基座 與芯片基座之間均設(shè)有環(huán)形密封圈。這樣裝配后光源部位形成一個(gè)密封空 間，防止水份和雜物進(jìn)入。
所述的透鏡基座中部設(shè)有與LED芯片相配的透光？L，其外周設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè) 可與散熱器觸接的防震支撐柱。防震支撐柱與散熱器觸接以保證一定的間 距，所述的防震支撐柱具有一定彈性，以便吸震。
所述的透鏡基座側(cè)面設(shè)有芯片光源電源線的出線孔，所述的出線孔中置 有出線孔密封圈，透鏡基座的出線孔外端螺接有一具通孔以引線的出線孔螺 母，該出線孔螺母將所述的密封圈壓緊密封。如此可使芯片部分不與外界接 觸，保持干凈，且可防潮，使LED燈能在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定可靠工作。
所述的一體式光源外周設(shè)有固定裝置，所述的固定裝置包括具出光口 的燈具外殼，所述燈具外殼的出光口部位于透鏡壓蓋及透鏡基座之間；透鏡 壓蓋穿設(shè)螺接于透鏡基座的螺釘以使透鏡壓蓋及透鏡基座夾住燈具外殼的 出光口部位將一體化光源、密封件及配光透鏡固定在燈具外殼上，所述的壓 蓋與燈具外殼之間設(shè)有防震墊。
所述的導(dǎo)熱管為具空腔以貯液體的圓管；所述的散熱器包括復(fù)數(shù)片豎向 平行排設(shè)且相鄰片間存在間隙的金屬散熱片，所述的金屬散熱片開有復(fù)數(shù)個(gè) 用于空氣對流的空氣流通孔及復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的用于穿設(shè)導(dǎo)熱管的連接孔。 根據(jù)熱空氣上升的原理，冷空氣從下進(jìn)入補(bǔ)充，熱空氣從上向外散失，散熱 片之間的間隙作為空氣對流空間，與散熱片垂直方向的內(nèi)外空氣流通可通過 流通孔完成，以上結(jié)構(gòu)與空氣對流原理相適宜，使其具有迅速帶走熱量，熱沉積小以保證LED更小的光衰的優(yōu)點(diǎn)。
所述的空氣流通孔為上下對稱排布且外周具翻邊的矩形孔；所述的連接 孔呈筒狀，其外周具翻邊；所述的散熱片外周覆有散熱降溫層。因散熱片較 薄，當(dāng)連接孔為經(jīng)拉伸翻邊的筒孔，使孔增長，便于其與內(nèi)插入連接孔的熱 管之間的熱交換，提高散熱效果；散熱片外周噴涂的散熱降溫層增加向周圍 空間輻射以帶走散熱片的熱量，增強(qiáng)了散熱效果，同時(shí)增加散熱片的表面積， 進(jìn)一步提高了散熱效率。
所述芯片基座上內(nèi)凹槽為平行排布的弧形通槽；所述的導(dǎo)熱管與散熱 片的連接孔之間具有金屬焊接層；所述的散熱片側(cè)邊連有用以確定相鄰散熱 片位置關(guān)系的限位片?；⌒瓮ú劭膳c圓形導(dǎo)熱管壁很好貼合以增加接觸面， 芯片基座弧形通槽與導(dǎo)熱管之間、導(dǎo)熱管與散熱片之間焊接均可提高導(dǎo)熱效 果，焊接材料的導(dǎo)熱系數(shù)是導(dǎo)熱硅脂的幾十倍，大大降低了結(jié)合面的熱阻， 能迅速把導(dǎo)熱管的熱量傳導(dǎo)到散熱片上，使得散熱片均衡地發(fā)揮散熱作用。 通過這樣的快速導(dǎo)熱、散熱，從而保證芯片更低的結(jié)溫，保證光源的使用壽 命，且導(dǎo)熱管與散熱片的連接，將復(fù)數(shù)個(gè)平行排設(shè)的散熱片連接成一整體結(jié) 構(gòu)；另一方面，焊接結(jié)構(gòu)更有利于燈具適應(yīng)車輛通行所造成的強(qiáng)烈震動(dòng)。限 位片與限位片之間具有配合卡接邊，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高散熱器的生 產(chǎn)裝配效率。
所述的單個(gè)通槽中納有單根導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管由芯片基座的一端引出至散 熱器，穿入同排連接孔中。在單個(gè)通槽中也可納有兩根對接的導(dǎo)熱管，兩導(dǎo) 熱管由芯片基座分頭引至散熱器，穿入兩排不同的連接孔中。在功率小的情 況下導(dǎo)熱管數(shù)量少，可采用每槽單管；功率大的情況下采用每槽雙管，增加管數(shù)，以連接更多的散熱片，增加散熱面。 有益效果
1、 LED基座底部具弧狀通槽接納導(dǎo)熱管將熱引出，兩者采用焊接的方式
連接，接觸面大，導(dǎo)熱效果好，且連接可靠。
2、 LED燈設(shè)有防水、防塵的配光裝置，使LED燈可在露天安全可靠工作。
3、 LED燈設(shè)有防震裝置(設(shè)于防透鏡基座上防震支撐柱及位于在透鏡與 透鏡壓蓋之間防震墊)，提高LED燈的防震性，擴(kuò)大其使用范圍。
4、 導(dǎo)熱管插接入筒狀的散熱片的連接孔中后以焊接的方式連接成一整 體結(jié)構(gòu)，兩者的接觸面大，導(dǎo)熱效果好，且焊接方式的防震性更好。
5、 組成格柵狀的散熱器的散熱片具有上下排布的復(fù)數(shù)個(gè)空氣流通槽， 熱空氣上升的同時(shí)冷空氣從位于下方的空氣流通槽中或相鄰散熱片的間隙 中補(bǔ)充進(jìn)入，順應(yīng)散熱規(guī)律，更利于向外周輻射熱。
6、 散熱片上噴涂的散熱降溫層，不僅增強(qiáng)了散熱效果，同時(shí)增加了散 熱片的表面積，進(jìn)一步提高了散熱效率。


圖1是本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
圖2是本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)爆炸圖。
圖3是散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖1、 2所示，本發(fā)明包括LED芯片、芯片基座46、與芯片基座46 相連的散熱裝置及設(shè)于芯片基座46上的配光裝置；散熱裝置包括散熱器41、復(fù)數(shù)根連接散熱器41及芯片基座46的導(dǎo)熱管43;芯片基座46上相應(yīng)開有 復(fù)數(shù)個(gè)與導(dǎo)熱管43相配的內(nèi)凹槽47用以容置導(dǎo)熱管43，內(nèi)凹槽47可呈半 圓形、"V"形、"U"形或多邊形槽，在本實(shí)施例中采用半圓形的內(nèi)凹槽47， 從而使圓形的導(dǎo)熱管43能緊貼在內(nèi)凹槽47的壁上，并采用無鉛錫焊劑層將 兩者焊接成一體。芯片通過導(dǎo)熱銀膠將其覆于芯片基座46上。
配光裝置包括位于芯片上方的配光透鏡6、用于固定透鏡6的壓蓋及透 鏡基座3;透鏡基座3通過螺釘固接在芯片基座46上；透鏡基座3與透鏡6 之間及透鏡基座3與芯片基座46之間均設(shè)有環(huán)形密封圈5。透鏡基座3中部 設(shè)有與LED芯片相配的透光孔，其外周設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)可與散熱器41觸接的防 震支撐柱31。透鏡基座3側(cè)面設(shè)有芯片光源電源線的出線孔，出線孔中置有 出線孔密封圈52，透鏡基座3的出線孔外端螺接有一具通孔以引線的出線孔 螺母1，該出線孔螺母1將出線孔密封圈52壓緊密封。由覆有芯片的芯片基 座46與散熱裝置連接成的一體式光源4外周設(shè)有固定裝置，固定裝置包括 具出光口的燈具外殼9，燈具外殼9的出光口部位于透鏡壓蓋8及透鏡基座 3之間；透鏡壓蓋8穿設(shè)螺接于透鏡基座3的螺釘，使透鏡壓蓋8及透鏡基 座3夾住燈具外殼9的出光口部位將一體化光源、密封件及配光透鏡6固定 在燈具外殼9上，透鏡基座3的螺接孔位于四防震支撐柱31上。配光裝置 的裝配過程為透鏡基座3用螺栓固定在一體式光源4的基板上部，其間墊 上密封圈5;配光透鏡6蓋在透鏡基座3上，其間墊上密封圈5。在透鏡6 上加防震墊7后放上透鏡壓蓋8，用螺栓固定。光源電源線通過透鏡基座3 的出線孔引出，并通過出線孔螺母1將出線孔密封圈2壓緊密封。這樣裝配 后光源部位形成一個(gè)密封空間，防止水份和雜物進(jìn)入。透鏡壓蓋8與透鏡基座3裝配后夾住燈具外殼9的出光口部位，使得一體式光源4及其密封部件、 配光透鏡6得以固定在燈具上。
如圖3所示，導(dǎo)熱管43為具空腔以貯液體的圓管；散熱器41包括復(fù)數(shù) 片豎向平行排設(shè)的金屬散熱片42，金屬散熱片42開有復(fù)數(shù)個(gè)用于空氣對流 的空氣流通孔45及復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的用于穿設(shè)導(dǎo)熱管43的連接孔44?？諝?流通孔45為上下對稱排布且外周具翻邊的矩形孔；連接孔44呈筒狀，其外 周具翻邊；散熱片42外周覆有散熱降溫層。芯片基座46上內(nèi)凹槽47為平 行排布的通槽；導(dǎo)熱管43與連接孔44采用金屬悍接的方法連接固定，LED 燈功率越大內(nèi)凹通槽47數(shù)目越多以容納更多的導(dǎo)熱管43用于導(dǎo)熱。單個(gè)內(nèi) 凹通槽47中納有兩根對接的導(dǎo)熱管43，兩導(dǎo)熱管43由芯片基座46分別引 至散熱器41的兩側(cè)，并穿入兩排不同的連接孔44中。利用氣液變化過程中 的吸放原理，通過蒸發(fā)與冷凝傳遞熱量，很好地解決了現(xiàn)有大功率LED燈的 散熱問題。散熱片42側(cè)邊連有用以確定相鄰散熱片42位置關(guān)系的限位片。 限位片具有限位部。當(dāng)然在單個(gè)內(nèi)凹槽47中也可只置納單根導(dǎo)熱管43，導(dǎo) 熱管43由芯片基座46的一端引出至散熱器41，穿入同排連接孔44中。
以上圖1-3所示的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈是本發(fā)明的具體實(shí) 施例，己經(jīng)體現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，對其 進(jìn)行形狀、規(guī)格等方面的修改，在此不多贅述。
權(quán)利要求
1、一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，包括LED芯片、芯片基座、與芯片基座相連的散熱裝置及設(shè)于芯片基座上的配光裝置，其特征在于所述的散熱裝置包括散熱器、復(fù)數(shù)根連接散熱器及芯片基座的導(dǎo)熱管；所述的芯片基座上相應(yīng)開有復(fù)數(shù)個(gè)與導(dǎo)熱管相配的內(nèi)凹槽用以容置導(dǎo)熱管，所述的內(nèi)凹槽與導(dǎo)熱管之間具有金屬焊接層將覆有芯片的芯片基座與散熱裝置連接成一體式光源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的配光裝置包括位于芯片上方的配光透鏡、用于固定透鏡的壓蓋 及透鏡基座，所述的壓蓋、透鏡、透鏡基座及芯片基座依次疊置；所述的透 鏡基座通過連接件固接在芯片基座上；所述的透鏡基座與透鏡之間及透鏡基 座與芯片基座之間均設(shè)有環(huán)形密封圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的透鏡基座中部設(shè)有與LED芯片相配的透光孔，其外周設(shè)有復(fù)數(shù) 個(gè)可與散熱器觸接的防震支撐柱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的透鏡基座側(cè)面設(shè)有芯片光源電源線的出線孔，所述的出線孔中 置有出線孔密封圈，透鏡基座的出線孔外端螺接有一具通孔以引線的出線孔 螺母，該出線孔螺母將所述的出線孔密封圈壓緊密封。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特 征在于所述的一體式光源外周設(shè)有固定裝置，所述的固定裝置包括具出光 口的燈具外殼，所述燈具外殼的出光口部位于透鏡壓蓋及透鏡基座之間；透鏡壓蓋穿設(shè)螺接于透鏡基座的螺釘以使透鏡壓蓋及透鏡基座夾住燈具外殼的出光口部位將一體化光源、密封件及配光透鏡固定在燈具外殼上；所述的 壓蓋與燈具外殼之間設(shè)有防震墊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l一5任一權(quán)利要求所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率 LED燈，其特征在于所述的導(dǎo)熱管為具空腔以貯液體的圓管；所述的散熱 器包括復(fù)數(shù)片豎向平行排設(shè)且相鄰片間存在間隙的金屬散熱片，所述的金屬 散熱片開有復(fù)數(shù)個(gè)用于空氣對流的空氣流通孔及復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的用于穿 設(shè)導(dǎo)熱管的連接孔。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的散熱片的空氣流通孔為上下對稱排布且外周具翻邊的矩形孔； 所述的連接孔呈筒狀，其外周具翻邊；所述的散熱片外周覆有散熱降溫層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述芯片基座上內(nèi)凹槽為平行排布的弧形通槽；所述的導(dǎo)熱管與散熱 片的連接孔之間具有金屬焊接層；所述的散熱片側(cè)邊連有用以確定相鄰散熱 片位置關(guān)系的限位片。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的單個(gè)通槽中納有單根導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管由芯片基座的一端引出至 散熱器，穿入同排連接孔中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，其特征 在于所述的單個(gè)通槽中納有兩根對接的導(dǎo)熱管，兩導(dǎo)熱管由芯片基座分頭 引至散熱器，穿入兩排不同的連接孔中。
全文摘要
一種基于熱管導(dǎo)熱的大功率LED燈，涉及一種LED燈；現(xiàn)有大功率LED燈，熱傳遞不理想，散熱效熱差；本發(fā)明包括LED芯片、芯片基座、與芯片基座相連的散熱裝置及設(shè)于芯片基座上的配光裝置，其特征在于所述的散熱裝置包括散熱器、復(fù)數(shù)根連接散熱器及芯片基座的導(dǎo)熱管；所述的芯片基座上相應(yīng)開有復(fù)數(shù)個(gè)與導(dǎo)熱管相配的內(nèi)凹槽用以容置導(dǎo)熱管，所述的內(nèi)凹槽與導(dǎo)熱管之間具有金屬焊接層將覆有芯片的芯片基座與散熱裝置連接成一體式光源。本技術(shù)方法導(dǎo)熱效果好，散熱快且連接可靠。
文檔編號F21V19/00GK101576206SQ20091009819
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者敏 胡, 蘇光耀 申請人:浙江名芯半導(dǎo)體科技有限公司