用于led陣列燈的散熱器的制造方法
【專利摘要】一種散熱器，其包括以堆疊式構(gòu)造彼此耦合的多個導(dǎo)熱板（10）。每個板包括核心區(qū)段（20）和沿大體平行于核心區(qū)段的方向從核心區(qū)段徑向向外延伸的多個突出物（30）。每個板的核心區(qū)段與相鄰板的核心區(qū)段直接接觸。
【專利說明】用于LED陣列燈的散熱器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年2月I日提交的美國臨時專利申請第61/438，555號的權(quán)益，其引入本文作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請大體上涉及散熱器以及用于散熱的裝置，且更具體地說，涉及一種用于耗散來自LED陣列燈的熱量的散熱器。
【背景技術(shù)】
[0004]LED燈技術(shù)提供了一種代替鹵素?zé)粽彰鞯母咝页志玫恼彰髟O(shè)備。然而，與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比，LED燈產(chǎn)生大量的熱。例如，用作拋物面鍍鋁反射器(PAR)燈的一區(qū)段的LED陣列所產(chǎn)生的大量的熱提出了具體的散熱問題。
[0005]人們對高效地耗散來自LED燈和燈陣列的熱量的解決方案做出了很多思考。一些解決方案，包括專門設(shè)計的散熱器，可以有效地散熱，但并不經(jīng)濟(jì)劃算，因為相關(guān)聯(lián)的制造工藝并不利于大批量生產(chǎn)。例如，LED陣列燈的一些已知散熱器是使用常見鑄造技術(shù)被鑄造的。遺憾的是，常見的鑄造技術(shù)并不特別適用于高效且經(jīng)濟(jì)劃算的大批量生產(chǎn)。
[0006]其它解決方案在散熱方面并不足夠有效。例如，一些散熱器使用熱管與散熱器的不同區(qū)段熱耦合或?qū)崃繌纳崞鞯囊粋€散熱元件傳遞到另一個散熱元件。這種散熱器的不同區(qū)段或散熱元件常常是彼此隔開的，使得熱管在所述區(qū)段或元件之間提供唯一的熱傳遞手段。雖然熱管提供一定水平的熱傳遞能力，但是它們終究比其它散熱方法的效率要低。
[0007]此外，某些已知的散熱器包括多個區(qū)段，其中每個區(qū)段具有用于散熱的突出部分。然而，每個區(qū)段的突出部分以不同的角度突出，使得每個區(qū)段彼此不同。因為多個區(qū)段大體上并不相同，所以這種散熱器的制造和裝配可能是困難、費時且昂貴的。而且，突出部分的尺寸和/或形狀并不適于有效地散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對本【技術(shù)領(lǐng)域】的目前狀態(tài)，且尤其是針對本【技術(shù)領(lǐng)域】中當(dāng)前可用的LED燈散熱器還沒有完全解決的問題和需求，開發(fā)出了本申請的主題。因此，開發(fā)出本申請的主題是為了提供一種克服上述或其它現(xiàn)有技術(shù)缺點中的至少一些缺點的散熱裝置及其相關(guān)制造方法的各種實施例。
[0009]一般說來，根據(jù)至少一些實施例，本公開的主題涉及一種用于以一種高效且經(jīng)濟(jì)劃算的方式耗散來自LED陣列燈的熱量的散熱裝置，或散熱器。本公開的散熱裝置優(yōu)選地是通過使用沖壓或壓印技術(shù)而不是使用鑄造技術(shù)制成。更具體地來說，在某些實施例中，該散熱裝置是通過將多個相對較薄的、經(jīng)過沖壓的導(dǎo)熱板堆疊在一起而形成的。該散熱裝置的每個堆疊板與至少一個相鄰板直接接觸，以促進(jìn)板之間的高效熱傳遞。而且，每個堆疊板包括間隔的并且徑向向外延伸的多個突出物，所述突出物增加了板的表面積并限定了集熱區(qū)域，從而增加了從板的熱損失并增加了該裝置的散熱效率。因此，本公開的散熱裝置用于以將散熱裝置的最大工作溫度降低到低于常規(guī)散熱器的方式高效地耗散來自LED陣列燈的熱量。
[0010]根據(jù)一個實施例，散熱器包括以堆疊式構(gòu)造彼此耦合的多個導(dǎo)熱板。每個板包括核心區(qū)段和沿大體上平行于核心區(qū)段的方向從核心區(qū)段徑向向外延伸的多個突出物。每個板的核心區(qū)段與相鄰板的核心區(qū)段直接接觸。
[0011]在該散熱器的一些實施方式中，所述多個突出物中的每一個包括基部和耦合到基部的頭部。該基部位于核心區(qū)段和頭部之間。頭部包括分形幾何特征體。頭部的分形幾何特征體能夠是多個直立表面。多個直立表面能夠是多于三個的直立表面。在一個實施方案中，所述多個直立表面包含至少十二個直立表面。在某些實施方案中，頭部的分形幾何特征體包括多個直立邊，其中所述多個直立邊包括多于四個直立邊。在一個實施方案中，所述多個直立邊包括至少十一個直立邊。
[0012]根據(jù)該散熱器的一些實施方案，多個突出物中的每一個包括基部和耦合到基部的頭部，其中基部包括分形幾何特征體。基部的分形幾何特征體可包括在基部的外表面中形成的通道。該通道可以向基部添加至少一個直立表面、至少一個橫向表面、至少一個直立邊以及至少一個橫向邊。
[0013]在該散熱器的某些實施方案中，多個突出物中的每一個具有一定的寬度，并且每個板的多個突出物彼此間隔一段距離。每個突出物的寬度可能小于每個突出物之間的距離。每個板的多個突出物相對于相鄰板的多個突出物可能是交錯的，使得每個板的突出物與限定在相鄰板的突出物之間的空間對齊。
[0014]根據(jù)該散熱器的某些實施方案，每個突出物具有一定的寬度，并且核心區(qū)段具有外周，多個突出物從外周徑向向外延伸。外周可能具有一定的長度，并且每個突出物的寬度可能至多為核心區(qū)段的外周長度的約2%。
`[0015]在一些實施方案中，該散熱器的多個導(dǎo)熱板被壓入配合/過盈配合在一起。多個導(dǎo)熱板中的每一個可包括至少一個孔和至少一個凸起部。通過使相鄰板中的一個的至少一個凸起部和相鄰板中的另一個的至少一個孔壓入配合接合，相鄰板可壓入配合在一起。
[0016]根據(jù)一些實施方案，多個突出物中的每一個沿著平行于突出物寬度的平面具有大體為四邊形的橫截面。在一些實施方案中，多個突出物中的每一個沿著平行于突出物寬度的平面具有大體為圓形或卵形的橫截面。在一些實施方案中，多個導(dǎo)熱板中的每一個由單件式整體構(gòu)造制成。在另一些實施方案中，多個導(dǎo)熱板之間的熱傳遞基本上僅通過板的核心區(qū)段之間的傳導(dǎo)來促進(jìn)。
[0017]在另一個實施例中，導(dǎo)熱板包括限定圓形外周的大體呈圓盤形核心區(qū)段以及沿大體上平行于核心區(qū)段的方向從核心區(qū)段徑向向外延伸的多個銷狀突出物。多個突出物中的每一個具有一定的寬度，并且所述多個突出物彼此間隔一段距離，使得每個突出物的寬度小于每個突出物之間的距離。
[0018]根據(jù)一個實施例，一種制造散熱器的方法包括對多個導(dǎo)熱板進(jìn)行沖壓和注塑中的一種操作。每個板包括核心區(qū)段、沿大體上平行于核心區(qū)段的方向從核心區(qū)段徑向向外延伸的多個突出物以及在核心區(qū)段中形成的第一和第二連接元件。該方法包括將多個導(dǎo)熱板堆疊在一起，使得每個板的核心區(qū)段與相鄰板的核心區(qū)段齊平安裝接觸。而且，該方法還包括使每個板的第一連接元件與相鄰板的第二連接元件接合，以使多個導(dǎo)熱板保持堆疊式構(gòu)造。
[0019]此說明書中通篇提及的特征、優(yōu)勢或類似術(shù)語并不意味著本公開的主題可實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)勢都應(yīng)是本主題的任何一個實施例或?qū)嵤┓桨?，或者都在本主題的任何一個實施例或?qū)嵤┓桨钢?。而?yīng)當(dāng)理解為，涉及到特征和優(yōu)勢的術(shù)語意指結(jié)合實施例所描述的特定特征、優(yōu)勢或特性包括在本公開主題的至少一個實施例中。此說明書中通篇對特征和優(yōu)勢以及類似術(shù)語的討論可能，但并不一定指同一實施例或?qū)嵤┓桨浮?br> [0020]針對本公開的主題所描述的特征、結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢和/或特性可以以任何合適的方式組合到一個或多個實施例和/或?qū)嵤┓桨钢小Ｔ谝韵旅枋鲋?，提供很多具體細(xì)節(jié)以給出本公開主題的實施例的全面理解。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本公開主題在沒有特定實施例或?qū)嵤┓桨傅奶囟ㄌ卣?、?xì)節(jié)、組分、材料和/或方法中的一者或多者的情況下也可以實施。在其他情況下，可能會在某些實施例和/或?qū)嵤┓桨钢姓J(rèn)識到可能不是所有實施例或?qū)嵤┓桨妇哂懈郊拥奶卣骱蛢?yōu)勢。而且，在一些情況下，為了避免模糊本公開主題的各方面，眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或者操作沒有詳細(xì)地顯示或者描述。通過下文的描述以及所附的權(quán)利要求，本公開主題的特征和優(yōu)勢將會變得更加清晰，或可通過實施將在下文中闡述的本主題而獲知本公開主題的特征和優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了使本主題的優(yōu)勢更易于理解，將通過參考附圖中示出的具體實施例來提供對上文簡述的主題的更為具體的描述。要理解這些圖僅僅描繪了本主題的典型實施例，且因此不應(yīng)認(rèn)為是對其范圍的限制，通過使用附圖將用附加的特征和細(xì)節(jié)來描述和說明本主題，其中:
[0022]圖1是根據(jù)一個實施例的散熱器的可堆疊板的透視圖；
[0023]圖2是圖1的可堆疊板的俯視平面圖；
[0024]圖3是圖1的可堆疊板的仰視平面圖；
[0025]圖4是圖1的可堆疊板的散熱特征體的詳細(xì)透視圖；
[0026]圖5是圖1的可堆疊板的散熱特征體的詳細(xì)俯視平面圖；
[0027]圖6是根據(jù)一個實施例的包括兩個堆疊板的散熱器的透視圖；
[0028]圖7是圖6的散熱器的俯視平面圖；
[0029]圖8是圖6的散熱器的側(cè)視圖；
[0030]圖9是根據(jù)另一個實施例的散熱器的可堆疊板的透視圖；
[0031]圖10是根據(jù)另一個實施例的包括多個可堆疊板的散熱器的透視圖；以及
[0032]圖11是根據(jù)又一實施例的散熱器的可堆疊板的透視圖。
【具體實施方式】
[0033]此說明書中通篇提及的“一個實施例”、“一實施例”或類似術(shù)語意指所描述的與實施例有關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本公開主題的至少一個實施例中。在此說明書中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中，”、“在一實施例中，”以及類似術(shù)語可能，但不一定全指同一實施例。同樣地，使用“實施方式(implementation)”一詞意指具有相關(guān)于本公開主題的一個或多個實施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性的實施方式，不過，在沒有明確的相關(guān)性特別指明的情況下，實施方式可能與一個或多個實施例相關(guān)聯(lián)。
[0034]如上文所討論的，本公開的散熱裝置包括彼此直接接觸的多個可堆疊板。參照圖1，每一個可堆疊板10包括核心或核心區(qū)段20以及圍繞核心的外周定位的多個散熱特征體
30。一般說來,核心20由具有第一主要表面22 (例如，上表面)(參見圖2)和與第一主要表面相反的第二主要表面24 (例如,下表面)(參見圖3)的薄壁平板制成。第一主要表面22和第二主要表面24被板的厚度隔開，且大體上彼此平行地延伸。盡管不是必需的，但是核心20大體呈盤形，且具有圓形外周21。在其他實施方式中，核心20可能具有較厚的壁及/或具有大體為非圓形的外周。
[0035]在板10的中心位置，核心20包括中心孔26。而且，多個第一連接元件(例如，壓入配合孔28)和多個第二連接元件(例如，壓入配合凸起部29)被定位在核心20的第一主要表面22上的預(yù)定位置處。多個壓入配合孔28的位置被定位在第一主要表面22上，以與相鄰的可堆疊板上的多個壓入配合凸起部29對應(yīng)。同樣地，多個壓入配合凸起部29定位在第一主要表面22上，以與相鄰的可堆疊板上的多個壓入配合孔28對應(yīng)。每一個壓入配合孔28被制作成合適的尺寸和形狀，以便壓入配合地容納相鄰板上相應(yīng)的壓入配合凸起部29 (參見，例如，圖6)。同樣地，每一個壓入配合凸起部29被制作成合適的尺寸和形狀，以便可壓入配合到相鄰板上的相應(yīng)的壓入配合凸起部29內(nèi)(參見，例如，圖6)。盡管所示壓入配合孔28和凸起部29具有大體為圓形的橫截面，但是，在其他實施例中，所述壓入配合孔和凸起部的橫截面形狀可能是圓形以外的形狀，諸如，三角形、矩形、多角形、卵形等。在某些實施方案中，孔28和凸起部29中的一者或兩者可能具有漸縮側(cè)壁，以利于相鄰板的孔與凸起部之間的壓入配合連接。盡管圖中未顯示，但是相鄰板可能使用其他技術(shù)被連接在一起。例如，在一個實施例中，一個或更多個連接元件可延伸穿過每一個板中相應(yīng)的可對齊孔，以便以堆疊式組態(tài)將板對齊并連接在一起。
[0036]散熱特征體30被配置成增加(例如，優(yōu)化)散熱裝置的表面積并吸熱，這因?qū)α鞫黾恿藦纳嵫b置的熱損失并增加了裝置的散熱效率。如圖所示，散熱特征體30是從核心20的外周21徑向向外延伸的銷狀(pin-like)元件。散熱特征體30圍繞核心20的外周21間隔開距離D (參見圖2)，其可以根據(jù)期望是各種距離中的任一種距離。在一些實施方式中，板10的每一個特征體30之間的距離D是相同的。在某些實施方式中，距離D取決于散熱特征體30的寬度W (參見圖5)。在一個實施方式中，距離D大于寬度W (即寬度W小于距離D)，以利于在板被堆疊在一起時相鄰板的散熱特征體的非重疊交錯。此外，因為在某些實施例中，散熱特征體30是銷狀的(與翅片狀相反)，所以每一個散熱特征體的寬度W比核心20的外周21的周長或長度的約2%要小。因為每一個散熱特征體的寬度W與核心的周長相比基本上比較小，所以每一個板10包括比傳統(tǒng)散熱器區(qū)段明顯多得多的散熱元件(且因此，有更多的吸熱邊和散熱表面)。散熱特征體30能夠與核心20厚度相同或與核心厚度不同(參見，例如，圖9的散熱特征體130的厚度小于核心的厚度)。在所示實施例中，散熱特征體30的厚度與核心20的厚度相同或散熱特征體30的厚度小于核心20的厚度。
[0037]此外，在所示實施例中，散熱特征體30沿與核心20平行(例如，無角度)的方向從外周21向外延伸。根據(jù)一個實施例，當(dāng)散熱特征體相對于核心20的第一主要表面22和第二主要表面24平行時，散熱特征體30與核心平行，或者替代性地，在長度或?qū)挾然敬笥诤诵暮穸鹊那闆r下，平行于核心20的長度或?qū)挾?。因此，散熱特征體30能夠與由第一主要表面22和第二主要表面24所限定的平面是共面的(或定位在其邊界內(nèi))。
[0038]在某些實施例中，散熱特征體30的厚度相同于或小于核心20的厚度且散熱特征體與核心20平行或共面，允許任意數(shù)目的板10被堆疊在一起，以形成具有各種尺寸中的任一種尺寸的散熱器。這是因為相鄰板的散熱特征體并不會如一些現(xiàn)有技術(shù)裝置那樣彼此干擾而限制形成散熱器的區(qū)段的數(shù)目。替代性地，如將在下文中更加詳細(xì)地描述的一樣，在板交錯的一些實施例中，在不干擾相鄰板的散熱特征體的情況下，散熱特征體30的厚度能夠大于核心的厚度。
[0039]參照圖4和圖5，每一個散熱特征體30包括細(xì)長基部32和頭部34?；?2在第一端處耦合到核心20的外周21，且在與第一端相反的第二端處耦合到頭部34。在某些實施例中，基部32和頭部34中的一者或兩者利用分形幾何來增加每一個散熱特征體30的總表面積，并將來自核心20的熱量引至每一個散熱特征體30。如本文中所定義的，在一個實施例中，可將分形幾何定義為能夠被分成多個部分的粗糙或零碎的幾何形狀，其中每一個部分至少近似于整體的縮小尺寸的復(fù)制品。
[0040]例如，根據(jù)所示實施例，基部32包括分形幾何特征體，即通道36，以增加基部的表面積并吸熱。一般說來，在某些實施例中，沿著其長度將分形幾何特征體結(jié)合到具有大體均一橫截面積(例如，具有常見形狀)的基部中包括向基部添加一個或更多個表面及/或邊，多于與具有大體均一橫截面積或常見形狀的基部相關(guān)聯(lián)的表面和邊的數(shù)目。例如，矩形或盒形基部，諸如，基部32，至多包括兩個直立表面、兩個橫向表面、四個直立邊以及四個橫向邊。因此，基部的分形幾何特征體將增加一個或更多個直立或傾斜表面、一個或更多個橫向表面、一個或更多個直立或傾斜邊以及一個或更多個橫向邊中的至少一者。如圖所示，通道36被形成在基部32的單個表面中，且沿著基部縱向延伸。通道36由收斂到一點的兩個細(xì)長傾斜表面37和在通道36的相應(yīng)的相反端處的兩個相對的端表面38限定。因為通道36向細(xì)長基部32添加了多個邊(例如，五個橫向邊、四個直立或傾斜邊)以吸熱，且向常見形狀基部的原始單個表面添加多個表面(例如，四個直立或傾斜表面)，所以在具有通道36的情況下的邊和表面的數(shù)目(例如，細(xì)長基部32的表面積)大于沒有通道時的細(xì)長基部的表面積。因此，在具有分形幾何特征體(例如，通道36)的情況下，細(xì)長基部32通過對流來散熱的能力比沒有特征體情況時的要大。盡管通道36包括四個表面，但是在其他實施例中，基部32可包括具有小于或多于四個表面的不同表面積提升特征體。此外，盡管通道36具有大體為三角形的橫截面形狀，但是在其他實施例中，通道36可能具有三角形以外的橫截面形狀，諸如，矩形、圓形、卵形等。
[0041]圖4和圖5中所示的頭部34還包括有多個表面和邊在其間形式的分形幾何，或如一些實施例中所定義的，包括與頭部耦合的基部相比更多的邊和表面。例如，將頭部耦合到核心的矩形基部至多包括兩個直立表面、兩個橫向表面、四個直立邊以及四個橫向邊。因此，頭部的分形幾何特征體將包括兩個(或三個)以上直立表面、兩個以上橫向表面、四個以上直立邊以及四個以上橫向邊中的至少一者。將分形幾何結(jié)合到頭部34中所起的作用是限制或抵抗在頭部內(nèi)的熱能流動，以使得熱量積累或被吸引到頭部的分形，在此通過對流被耗散到環(huán)境中。一般說來，頭部34是每一個散熱特征體30的徑向向外長度上的特征體，包括多個表面和邊(即，與基部相比更多的表面和邊)。例如，基部可能只包括兩個直立表面、四個直立邊和四個橫向邊，而頭部34包括十二個直立表面54、十一個直立邊50、52 (每一個直立邊形成表面54中相應(yīng)的兩個的接合處)以及二十四個橫向邊56。直立邊由向外邊50和向內(nèi)邊52組成。二十四個橫向邊56包括十二對橫向邊,其中每一對與一個相應(yīng)表面54相關(guān)聯(lián)。邊50、52、56中的每一個促進(jìn)至少一些熱能圍繞所述邊的移動。熱量從邊50、52、56傳遞到頭部30的直立表面54或上或下表面，由此通過對流被耗散。
[0042]如本文中所定義的，分形幾何特征體的表面是單個大體平滑的表面，未因大量非平滑特征體(諸如點或邊)而中斷。以另一種方式定義，表面能夠是被限定在邊之間的任一表面。如本文中所定義的，邊包括在至少兩個相鄰表面之間的銳線、銳角或銳轉(zhuǎn)角。銳的意思可以是精確的、明顯的、尖銳的、大體上是尖的、大體上是非圓角的及/或大體上是非鈍的，但是并不意味著能切削或刺穿某物。一般說來，在某些實施例中，本文中所定義的邊銳到足以有效地吸熱。
[0043]頭部34包括限定不甚規(guī)則形狀的多個表面和邊的特定構(gòu)造。在其他實施方案中，頭部34包括以與圖4和圖5中所示構(gòu)造和形狀不同的構(gòu)造和形狀配置的多個表面和邊。例如，如圖9中所示，頭部134大體上是圓柱形的。作為另一個例子，圖11顯示頭部234的一個實施例，其實際上包括兩個彼此耦合的略微呈菱形的頭部。頭部234的額外分形提高了分形吸熱和從板210散熱的有效性。散熱特征體230可被認(rèn)為用第二頭部234形式的額外分形幾何來替換基部232的一部分，使得頭部部分的長度增大，而基部的長度縮短。因此，如果需要，分形幾何可沿著基部的側(cè)面延伸，以有效地用細(xì)長頭部部分來替換基部。
[0044]盡管相對于核心20的厚度，散熱特征體30可能具有各種厚度中的任一種厚度，但是在所示實施例中，散熱特征體的厚度T與核心的厚度近似相同(參見圖4)。每一個散熱特征體30進(jìn)一步由長度L和寬度W來標(biāo)出尺寸。長度L加核心20的半徑限定板10的總半徑。寬度W可能是各種寬度中的任一種寬度。然而，在優(yōu)選實施例中，寬度W小于相鄰的散熱特征體30之間的距離D，且小于長度L。每一個基部的寬度W可能沿著基部的長度是恒定的，諸如，舉例而言，沿突出物30的基部32的長度是恒定的。替代性地，每一個基部的寬度W可能會背離板的核心沿徑向方向改變。例如，參照圖11，散熱特征體230的基部232的寬度W背離板210的核心220沿徑向方向縮小，使得從上方觀察時，基部232大體上是三角形的。散熱特征體30的寬度W—般是指特征體的總寬度或最大寬度。因此，基部可能具有第一寬度，且頭部可能具有與基部的寬度不同(例如，更大或更短)的第二寬度。散熱的總寬度W。此外，在優(yōu)選實施例中，散熱特征體的厚度T小于特征體的長度L。在一些實施方式中，每一個特征體30的長度L明顯大于該特征體的寬度W。在一個實施方式中，長度L至少是寬度W的2倍，且在一些實施方式中，長度L至少是寬度W的4倍。
[0045]板10的散熱特征體或突出物30沿著平行于散熱特征體的寬度W的平面具有大體為四邊形(例如，矩形或正方形)的橫截面。然而，在其他實施例中，特征體30的橫截面形狀可能是四邊形以外的形狀，諸如，三角形、多角形、橢圓形、圓形等。例如，如圖9中所示，可堆疊板110包括沿著平行于突出物的寬度的平面具有大體為圓形或卵形橫截面的散熱突出物或銷130。與板10的突出物30類似的是，板110的突出物130包括基部132和耦合到基部的頭部134?；?32比頭部134更寬，且具有卵形橫截面。頭部134是具有圓形橫截面的大體銷狀。與板10 —樣，板110的突出物130圍繞板的核心120的外周間隔開。然而，突出物130具有比板110的核心的厚度更小的最小厚度。[0046]在具有全維或3-維散熱特征體的其他實施例中，橫截面形狀能夠基于散熱特征體的全維形狀是各種不規(guī)則形狀中的任一種形狀。在板10的所示實施例中，散熱特征體30具有相對平直或平坦的第一(例如，上)表面60和第二 (例如,下)表面62 (例如,橫向表面)(參見圖4),第一表面60和第二表面62分別與核心20的第一主要表面22和第二主要表面24共面。根據(jù)傳統(tǒng)定義，具有這種平直或平坦的第一表面60和第二表面62的散熱特征體在本文中被定義為是2維的，盡管頭部是3維的。然而，利用將在下文中更加詳細(xì)地討論的先進(jìn)的制造技術(shù)，第一表面60和第二表面62的平坦性可能會被消除，使得除了所示實施例中所示的側(cè)面之外，還可將分形幾何(例如，邊和表面)添加到頭部30的頂部和底部中。因為這些頭部具有在頭部的頂部、底部和側(cè)面中形成的分形幾何，所以這種頭部可能在本文中被定義為全維或3-維散熱特征體。
[0047]盡管所示實施例中所示的散熱特征體30、130是大體為銷狀的元件,但是,在其他實施例中，散熱特征體可能是翅片、耳片(tab )或其他類型的隆起物。
[0048]每一個可堆疊板10、110使用常見的沖壓技術(shù)沖壓而成。因此，每一個可堆疊板IOUlO由相同的材料壞料形成，使得每一個可堆疊板由包括多個散熱特征體30、130的單件式整體構(gòu)造形成。一般說來，沖壓或壓印工藝會涉及將材料壞料定位在模具上方或內(nèi)部，并向壞料施壓，以使壞料發(fā)生塑性變形，從而與模具的形狀相符?？啥询B板10可由鋁、銅或具有高熱導(dǎo)率的其他材料制成。因為沖壓技術(shù)與鑄造技術(shù)相比更有益于大批量生產(chǎn)，所以與鑄造組件相比，可堆疊板10、110可以以非常高的速率來大批量生產(chǎn)。除上述情況外，每一個板10、110還可使用其他技術(shù)，諸如，鑄造、擠壓、注塑和機(jī)加工來形成。例如，在一些實施例中，特別是當(dāng)銅或鋁用作成形材料時，可使用金屬注塑技術(shù)來形成每一個可堆疊板。使用注塑技術(shù)特別有益于形成上文所討論的3-維散熱頭部。
[0049]參照圖6，通過在彼此頂部堆疊多個可堆疊板而形成散熱器70。為了方便起見，所示的散熱器70只具有兩個可堆疊板10A、10B，其中板IOA堆疊在板IOB上。板10AU0B與上文所述的板10幾乎是相同的。換言之，板10AU0B都分別包括核心和散熱特征體30A、30B。然而，壓入配合孔28A、28B和壓入配合凸起部29A、29B分別相對于中心孔26A、26B在板10A、IOB上的定位是不同的。一般說來，壓入配合孔28A和凸起部29A相對于中心孔26A的定位與壓入配合孔28B和凸起部29B相對于中心孔26B的定位是周向偏離的。以此方式，當(dāng)?shù)装錓OB的凸起部29B壓入配合到頂板IOA的相應(yīng)的孔28A內(nèi)時，板10AU0B的中心孔26A、26B對齊，以形成中心通道72，如圖6中所示。
[0050]盡管可堆疊板10AU0B使用壓入配合技術(shù)而彼此固定，但是，在其他實施例中，也可使用其他稱合技術(shù)。例如，在一些實施例中，散熱器的可堆疊板(例如，散熱器70的可堆疊板10AU0B)可使用緊固、鉚接、釘扎、附著(例如，膠粘)、焊接及/或其他類似技術(shù)來彼此固定。
[0051]當(dāng)堆疊在一起時，板10AU0B的核心20A、20B安放成齊平地抵靠彼此(即被齊平地安裝)，使得所述核心彼此直接接觸(參見圖8)。換句話說，核心20A的下主要表面24A與核心20B的上主要表面24B齊平地安裝接觸。因為相鄰的堆疊板的核心彼此直接接觸，所以所述板之間的熱傳遞幾乎僅通過核心之間的傳導(dǎo)來執(zhí)行而無需熱管或其它熱傳遞促進(jìn)元件。此外，由于熱管和其它熱傳遞促進(jìn)元件并不是必需的，所以散熱器70的結(jié)構(gòu)不僅簡單且干凈，還經(jīng)濟(jì)劃算。[0052]如圖7中所示，當(dāng)堆疊在一起時，板10AU0B相應(yīng)的散熱元件30A、30B彼此并不接觸(例如，被隔開)，使得每個散熱特征體的整個表面可用于熱對流。和板的孔及凸起部一樣，多個元件30A相對于中心孔26A的定位與多個元件30B相對于中心孔26A的定位是周向偏離的。因此，當(dāng)板10AU0B被堆疊在一起時，散熱特征體30A相對于散熱特征體30B是交錯的。當(dāng)交錯時，每一個板的多個突出物與限定在相鄰板的突出物之間的空間對齊。在一些實施方式中，當(dāng)從上方觀察時，一個板的突出物被完全定位在相鄰板的突出物之間。根據(jù)這樣的實施方式，由于散熱特征體30A、30B的交錯特性，所以當(dāng)從散熱器70上方觀察時，散熱性特征體30A之間的空間似乎被相鄰板IOB的散熱特征體30B所占據(jù)，如圖7中所示。在整個散熱器中，板與板之間保持這種交錯的組態(tài)，且這與形成散熱器的板的數(shù)目無關(guān)(參見，例如，圖10所示的散熱器170)。盡管所示實施例中的散熱特征體以交錯的組態(tài)被定向，但是在其它實施例中，散熱器的相鄰板的散熱特征體不一定是交錯的組態(tài)，而是也可以是豎直對齊或至少部分豎直對齊。
[0053]由本文中所定義的可堆疊板制成的散熱器可包括任意數(shù)目的板。僅僅為了簡化起見，散熱器70被示出僅具有兩個可堆疊板10A、10B。換句話說，散熱器70可包括比兩個多得多的按上述方式配置的可堆疊板。例如，圖10示出了散熱器170，其具有24個堆疊板110A-110X。圖10還示出了由板的對齊中心孔120A-120X形成的中心通道172的組態(tài)。中心通道172，以及中心通道72可用作導(dǎo)管，以容納用于向附接到相關(guān)聯(lián)散熱器的LED陣列燈提供電力和控制所必需的電線和其他組件。
[0054]本公開的主題可以在不背離其精神或基本特性的情況下以其它特定形式加以體現(xiàn)。所述的實施例應(yīng)視為在所有方面中，僅是例示性而非限制性的。因此，本公開主題的范圍由所附權(quán)利要求而不是通過前面的描述來指出。所有在權(quán)利要求等價物的含義和范圍內(nèi)的變化都包括在其范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱器，包含: 多個導(dǎo)熱板，其以堆疊式構(gòu)造彼此耦合； 其中每個板包含核心區(qū)段和沿大體上平行于所述核心區(qū)段的方向從所述核心區(qū)段徑向向外延伸的多個突出物，每個板的核心區(qū)段與相鄰板的核心區(qū)段直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個突出物中的每一個包含基部和耦合到所述基部的頭部，所述基部被定位在所述核心區(qū)段和所述頭部之間，并且其中所述頭部包含分形幾何特征體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其中所述分形幾何特征體包含多個直立表面，其中所述多個直立表面包含多于三個的直立表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱器，其中所述多個直立表面包含至少十二個直立表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其中所述分形幾何特征體包含多個直立邊，其中所述多個直立邊包含多于四個的直立邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器，其中所述多個直立邊包含至少十一個直立邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個突出物中的每一個包含基部和耦合到所述基部的頭部，所述基部被定位在所述核心區(qū)段和所述頭部之間，并且其中所述基部包含分形幾何特征體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其中所述分形幾何特征體包含被形成在所述基部的外表面中的通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的散熱器，其中所述通道向所述基部添加至少一個直立表面、至少一個橫向表面、至少一個直立邊以及至少一個橫向邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個突出物中的每一個具有一定的寬度，并且其中每個板的所述多個突出物彼此間隔開一段距離，并且其中每個突出物的寬度小于每個突出物之間的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱器，其中每個板的所述多個突出物相對于相鄰板的所述多個突出物是交錯的，使得每個板的所述突出物與限定在相鄰板的所述突出物之間的空間對齊。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中每個突出物具有一定的寬度，并且所述核心區(qū)段具有外周，所述多個突出物從所述外周徑向向外延伸，所述外周具有一定的長度，并且其中每個突出物的寬度至多是所述核心區(qū)段的所述外周長度的約2%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個導(dǎo)熱板被壓入配合在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的散熱器，其中所述多個導(dǎo)熱板中的每一個包含至少一個孔和至少一個凸起部，并且其中，通過使相鄰板中的一個的所述至少一個凸起部和相鄰板中的另一個的所述至少一個孔壓入配合接合，從而使得所述相鄰板被壓入配合在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個突出物中的每一個沿著平行于所述突出物的寬度的平面具有大體為四邊形的橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個突出物中的每一個沿著平行于所述突出物的寬度的平面具有大體為圓形或卵形的橫截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個導(dǎo)熱板中的每一個由單件式整體構(gòu)造制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其中所述多個導(dǎo)熱板之間的熱傳遞基本上僅通過所述板的所述核心區(qū)段之間的傳導(dǎo)來促進(jìn)。
19.一種導(dǎo)熱板,其包含: 大體呈圓盤狀的核心區(qū)段，其限定圓形外周； 多個銷狀突出物，其沿大體上平行于所述核心區(qū)段的方向從所述核心區(qū)段徑向向外延伸，所述多個突出物中的每一個具有一定的寬度，所述多個突出物彼此間隔一段距離，其中每個突出物的寬度小于每個突出物之間的距離。
20.一種制造散熱器的方法，包含以下步驟: 對多個導(dǎo)熱板進(jìn)行沖壓和注塑中的一種操作，每個板包含核心區(qū)段、沿大體上平行于所述核心區(qū)段的方向從所述核心區(qū)段徑向向外延伸的多個突出物以及被形成在所述核心區(qū)段中的第一和第二連接元件； 將所述多個導(dǎo)熱板堆疊在一起，使得每個板的核心區(qū)段與相鄰板的核心區(qū)段齊平安裝接觸；以及 使每個板的第一連接元件與相鄰板的第二連接元件接合，以使所述多個導(dǎo)熱板保持堆疊式構(gòu)造。
【文檔編號】F21V29/00GK103562631SQ201280016852
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月1日
【發(fā)明者】J·E·懷特爾, A·R·懷特爾 申請人:J·E·懷特爾, A·R·懷特爾