CN101408302A - 具良好散热性能的光源模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具良好散热性能的光源模组，其包括：印刷电路板、散热元件及发光元件。所述印刷电路板具有两相对的第一表面及第二表面。所述散热元件包括基座、多个热管及散热鳍片，该基座包括两相对的第三表面及第四表面，该第三表面上设置有多个向内开设的沟槽，该热管嵌设在沟槽内，每个热管均包括一平板部及一与该平板部相接的弧形部，该平板部用于吸收所述印刷电路板上的热量，该弧形部与沟槽的侧壁形成热性连接，该散热鳍片从第四表面沿远离第三表面的方向延伸。所述发光元件设置在所述印刷电路板的相对所述散热元件的一侧，其与该印刷电路板形成电连接且与所述多个热管的平板部形成热性连接。

Description

具良好散热性能的光源模组
技术领域
本发明涉及一种光源模组，尤其是一种能将其发光元件产生的热量有效排除的光源模组
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为一种半导体光源，其电、光特性及寿命对温度敏感，在此，一种在温度变化过程中还能保持稳定光强的新型发光二极管可参见YukioTanaka等人在文献IEEE Transactions On Flectron Devices，Vol.41，No.7，July 1994中的A Novel Temperature-Stable Light-Emitting Diode一文。一般而言，较高的温度会导致低落的内部量子效应并且寿命也会明显缩短；另一方面，半导体的电阻随着温度的升高而降低，滑落的电阻会带来较大的电流及更多的热产生，造成热累积现象的发生；此一热破坏循环往往会加速破坏高功率LED光源模组。
如图1所示，一种典型的LED光源模组100包括：一个印刷电路板(Printed CircuitBoard，PCB)101、多个发光元件102(如，LED)及一个散热元件103。印刷电路板101包括两个相对设置的表面(图未标示)。散热元件103与多个发光元件102分设在所述印刷电路板101的两个相对的表面上；所述印刷电路板101上设置有金属线路以与多个发光元件102形成电连接。所述散热元件103可通过导热膏与印刷电路板101形成热性连接，其远离印刷电路板101的一侧通常设置有多个散热鳍片1031用以增大表面积以利于散热。
然而，印刷电路板101上与发光元件102相对的位置上的热量较高，而散热元件103只是针对整个印刷电路板101进行均一化的散热，没有对热量高的区域进行更快速有效的散热，导致难以将印刷电路板101上与发光元件102相对的位置上的高热量快速有效的排除。
发明内容
下面将以实施例说明一种具良好散热性能的光源模组，其可将针对印刷电路板上与发光元件相对的位置上的高热量快速有效的排除。
一种具良好散热性能的光源模组，其包括：一个印刷电路板、一个散热元件及多个发光元件。所述印刷电路板具有一个第一表面、一个与该第一表面相对的第二表面。所述散热元件包括一个基座、多个热管及多个散热鳍片，该基座包括一个第三表面及一个与该第三表面相对的第四表面，该基座的第三表面上设置有多个向内开设的沟槽，该多个热管分别嵌设在该多个沟槽内，每个热管均包括一个平板部及一个与该平板部相接的弧形部，该平板部用于吸收所述印刷电路板上的热量，该弧形部和与其相应的沟槽的侧壁形成热性连接，该多个散热鳍片从该第四表面沿远离该第三表面的方向延伸。所述多个发光元件设置在所述印刷电路板的相对所述散热元件的一侧，该多个发光元件与该印刷电路板形成电连接且分别与所述多个热管的平板部形成热性连接。
相对于现有技术，所述散热元件的基座上设置有沟槽，所述沟槽与所述发光元件相对且其中设置有热管，所述热管的平板部可吸收所述印刷电路板上的热量，在此主要是吸收印刷电路板上与发光元件相对的位置上的高热量，所述热管的弧形部和与其相应的沟槽的侧壁具有较大的热接触面积，从而可获得较佳的散热效果。
附图说明
图1是现有技术中的一种LED装置的侧视图。
图2是本发明实施例的光源模组的主视图。
图3是本发明实施例的光源模组的侧视图。
图4是图2所示光源模组的截面示意图。
图5是图4所示光源模组的分解后的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
参见图2及图3，本发明实施例提供的具良好散热性能的光源模组10，其包括：一个印刷电路板11、多个发光元件12及一个散热元件13。所述散热元件13包括一个基座131，多个热管132及多个散热鳍片133。
参见图4及图5，所述印刷电路板11包括一个第一表面112，一个与该第一表面112相对的第二表面114。所述印刷电路板11上设置有电气连线(图未示)，用以与所述多个发光元件12形成电连接。所述印刷电路板11的基材可选用玻璃纤维或陶瓷等电绝缘导热材料，其上的电气连线可选用铜等金属导电材料，所述印刷电路板11也可为披覆有绝缘材料的铝基材或铜基材，例如：金属芯印制板(Metal Core Printed Circuit Board，MCPCB)。
所述多个发光元件12设置在所述印刷电路板11的与所述散热元件13相对的一侧，并与所述印刷电路板11紧密接触，所述印刷电路板11的发光面128相对远离所述第一表面112。该多个发光元件12分别设置有第一电极122及第二电极124。该多个发光元件12经由其第一、第二电极122，124与印刷电路板11形成电连接，并经由与其紧密接触的印刷电路板11与散热元件13的多个热管132分别形成热性连接(如图4所示)。所述多个发光元件12通常为点光源，其分布及数量可依所述照明装置10的实际亮度需求而定，并不限于图2及图3所示的三列、每列五个，可以为一列、两列、四列或更多，每列也可以为一个，两到四个或更多。
所述多个发光元件12可选用表面贴装型发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。所述发光二极管通常还包括至少一个发光二极管芯片(LED Chip)以及用于密封该发光二极管芯片的封装体(Encapsulant)；所述第一电极122及第二电极124与该发光二极管芯片形成电连接。采用该种封装好的发光二极管，可简化照明装置10的组装以利于量产。所述发光二极管并不限于上述的表面贴装型，还可为其它适当的封装类型。另外，所述多个发光二极管可选用白光发光二极管，或其它能产生满足实际需求的颜色的发光二极管。
所述基座131包括一个第三表面1312，一个与该第三表面1312相对的第四表面1316，以及多个沿该第三表面1312向内开设的沟槽1314。在本实施例中，所述多个沟槽1314均为长条型结构且平行设置，每个沟槽1314对应一个热管132。所述沟槽1314并不限于图2及图3中所示的弧形沟槽及长条型结构，其还可根据热管132的形状将其设计成其它形状及结构的沟槽。所述基座131可由导热性能较佳的且质地较硬的材料如铜等制成。
所述多个热管132均为密闭中空结构，并分别嵌设在所述多个沟槽1314内。每个热管132中都填充有流体(图未示)，例如水、酒精等，且每个热管132均包括一个平板部1321、一个与该平板部1321相接的弧形部1322以及两个分别设置在端部的侧板(图未示)。所述弧形部1322的与其弧顶相对的两端与所述平板部1321相连，所述平板部1321与弧形部1322的两端部分别与所述侧板相连，从而形成所述密闭中空结构。在本实施例中，所述弧形部1322是与所述沟槽1314相配合的弧形，当然也可以是与所述沟槽1314相配合的其他形状，例如其中一个或若干个热管132的截面形状为D形。该平板部1321的厚度T大于该弧形部1322的厚度S，进而可增加热管132的平板部1321的热均匀性。该平板部1321与所述印刷电路板11直接形成热接触，或通过导热胶等热界面材料热性连接以减小印刷电路板11与热管132之间的接触热阻。该弧形部1322与其相应的沟槽1314的侧壁直接形成热接触，或在弧形部1322与沟槽1314的侧壁之间设置热界面材料以减小接触热阻。所述热管132可由导热性能较佳的且质地较软的材料如铝等制成，以与质地较硬的基座131相搭配，从而使热管132的弧形部1322与基座131上的沟槽1314配合的更紧密。
所述发光元件12发出的热量大部分经由所述印刷电路板11被热管132的平板部1321吸收，进而传入该热管132内，并被热管132内的流体吸收，从而使所述流体相变为气态；气态的流体上升至所述弧形部1322，该气态流体的热量被传入所述弧形部1322，并进一步传入所述基座131及多个散热鳍片133以消散掉。优选的，可在所述多个热管132的弧形部1322的内侧壁上设置毛细结构1323，例如在弧形部1322的内侧壁上设置凹槽或分布金属微粒等，从而气态的流体在所述弧形部1322的内侧壁遇冷凝结后可在毛细结构1323的导引下流回所述平板部1321，由此可进一步提升热管132的热导引效率。
所述多个散热鳍片133从所述基座131的第四表面1316沿远离所述第三表面1312的方向延伸。该多个散热鳍片133的设置可增大所述基座131的散热表面积，进而可达成将热管132传递来的热量迅速排除之目的。所述多个散热鳍片133可由导热性能较佳的材料如铝、铜及其合金等制成，其与基座131通常是一体成型的。
本发明实施例，经由散热元件13的结构设置，将热管132嵌设在基座131的沟槽1314内，使得设置在该沟槽1314内的热管132的平板部1321快速有效的吸收印刷电路板11上与发光元件12相对的位置上的高热量，热管132的弧形部1322的散热面积大于平板部1321的吸热面积从而使得所述弧形部132和与其相应的沟槽1314的侧壁具有较大的热接触面积，进而可获得较佳的散热效果。另外，所述热管132采用导热性能较佳且质地较软的材料搭配质地较硬的基座131可以使二者配合的更紧密，从而进一步加快了发光元件12产生的热量导引至散热元件13并排除的速率；每个热管132的平板部1321的厚度大于其弧形部1322的厚度，可增加热管132的平板部1321的热均匀性。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如变更沟槽1314的形状，热管164的形状，发光二极管的结构等用于本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种具良好散热性能的光源模组，其包括：一个印刷电路板，一个散热元件及多个发光元件，其特征在于：
所述印刷电路板包括一个第一表面、一个与该第一表面相对的第二表面；
所述散热元件包括一个基座、多个热管及多个散热鳍片，该基座包括一个第三表面及一个与该第三表面相对的第四表面，该基座的第三表面上设置有多个向内开设的沟槽，该多个热管分别嵌设在该多个沟槽内，每个热管均包括一个平板部及一个与该平板部相接的弧形部，该平板部用于吸收所述印刷电路板上的热量，该弧形部和与其相应的沟槽的侧壁形成热性连接，该多个散热鳍片从该第四表面沿远离该第三表面的方向延伸；
所述多个发光元件设置在所述印刷电路板的远离所述散热元件的一侧，其分别与所述印刷电路板形成电连接且和与之对应的所述热管的平板部形成热性连接。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述平板部沿远离所述印刷电路板方向上的厚度大于所述弧形部的厚度。
3.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述多个热管中的至少一个的截面形状为D形。
4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的弧形部的外表面和与之对应的沟槽的侧壁直接接触。
5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的弧形部的外表面和与之对应的沟槽的侧壁经由导热材料形成热性连接。
6.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的平板部的外表面与所述印刷电路板直接接触。
7.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的平板部的外表面与所述印刷电路板经由热界面材料形成热性连接。
8.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的弧形部的内表面上设置有毛细结构。
9.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，每个所述热管的弧形部的内表面上分布有金属微粒。
10.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该基座所用材料为铜，该多个热管所用材料为铝。
11.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述多个发光元件分别为发光二极管。
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