CN102235609A

CN102235609A - 具有多级散热装置的led光源模块

Info

Publication number: CN102235609A
Application number: CN2011102239920A
Authority: CN
Inventors: 梁骏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2011-11-09

Abstract

本发明是一种具有散热装置的LED光源模块,包括铝散热基座,陶瓷覆铜散热基板，陶瓷覆铜散热基板焊接在铝散热基座上面，陶瓷覆铜散热基板上连接多个具有一次配光的集成式LED芯片，具有一次配光的集成式LED芯片上放置一个具有二次配光效果阵列式透镜上，具有二次配光效果阵列式透镜盖在整体的上面，铝散热基座下表面设有多个沟槽，每个沟槽用于放置热导管，铝散热基座下面安装有多个散热鳍片，铝散热基座和每个所述散热鳍片之间均通过固定片连接，每个热导管一端安装在沟槽内，另一端相应的穿过散热鳍片。本发明散热性好，制作成本低，性能可靠，照射面积均匀分布在物体上，解决了大功率LED灯的散热问题。

Description

具有多级散热装置的LED光源模块

技术领域

本发明涉及照明领域，具体的说是具有多级散热装置的LED光源模块，可广泛应用于高功率LED照明领域。

背景技术

随着科技的发展，LED灯凭借发光效率高、环保、节能、低耗、不需高电压、安全性高等优点,已被应用在照明领域，但LED为电致发光器件，在其工作过程中只有15%~25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高，导致光效急剧下降。如果LED结温超过最高允许温度（一般为125℃），LED将会因过热而损坏。因此在LED灯具设计中，最重要的一项工作便是散热设计。传统的LED灯具的散热系统包括LED模块的散热和灯具结构（如外壳）上的散热鳍片散热，其中后者是目前常见的散热方式，由于LED路灯的工作环境比较恶劣，易积聚尘沙和飞虫，散热器表面易被腐蚀氧化，这就会影响灯具内LED及电器的散热，导致LED路灯使用寿命的缩短。传统的LED灯具也有在其上配置主动式强制性散热装置，如微型风扇，但这种方法存在明显的技术缺陷，因为风扇在户外恶劣环境中的使用寿命难以满足要求，一旦主动式强制性散热装置不能正常工作，大功率LED灯就会容易因为无法散热而造成寿命快速衰减，且设置主动式强制性散热装置又增加了能源的消耗，造成了能源的浪费。同时LED路灯的重量主要由散热装置的重量所决定。随着LED路灯功率的增大，散热器尺寸和重量也需要相应增加。欲减轻大功率LED路灯散热装置的重量，就需要对散热方式、散热结构和材料等多方面进行优化设计。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种散热效果好，光效利用高的利用半导体制造工艺方式使两种不同金属材料形成金属键结，让器件与器件之间形成一良好的热传导与高寿命的LED光源模块。

为了能解决传统LED灯中散热问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括铝散热基座（E），陶瓷覆铜散热基板（B），其特征在于所述陶瓷覆铜散热基板（B）是利用半导体蚀刻制成或雷射切割制作成具有数组式的电路结构的基板，所述陶瓷覆铜散热基板（B）焊接在所述铝散热基座（E）上面，所述陶瓷覆铜散热基板（B）上利用SMT技术连接多个具有一次配光的集成式LED芯片（C），每个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）封装体为硅芯片或陶瓷材料，每个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）为集陈式LED封装方式，其中集成式可由多颗外延片置放于一封装体中，每个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）上放置一个具有二次配光效果阵列式透镜（A），所述每个具有一次配光的集成式LED芯片（C）表面上均附有一个可变换角度的一次配光透镜（D），每个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）和所述一次配光透镜（D）构成一个整体，所述具有二次配光效果阵列式透镜（A）盖在所述整体的上面，所述铝散热基座（E）下表面设有多个沟槽，每个所述沟槽用于放置热导管（F），所述热导管（F）诚“U”形，所述铝散热基座（E）下面安装有多个散热鳍片（G），所述散热鰭片（G）是由多层单片金属组成而成的，其形状为方形，所述铝散热基座（E）和每个所述散热鳍片（G）之间均通过固定片（H）固定连接，所述固定片（H）是由金属或耐高温的塑料材料制成的，每个所述热导管（F）一端安装在所述沟槽内，另一端穿过相应的所述散热鳍片（G），所述热导管（F）的一端与铝散热基座（E）下表面的沟槽是通过无铅锡膏固定的，所述热导管（F）的另一端与散热鳍片（G）是通过高温无铅锡焊焊接在一起的。

本发明是一种涉及具有散热装置的LED光源模块,利用半导体制造工艺方式使两种不同金属材料型成金属键结，让器件与器件之间形成一良好的热传导与高寿命的LED光源模块，可有效解决目前LED发光效率因为热传导不良而造成使用寿命减短，本发明有效的解决了大功率LED灯的散热问题，通过多级散热，可达到较好的传导散热效果，另外再透过一具有二次配光效果数组式透镜，可将照射面积均匀分布在预照射的物体上，此一LED光源模块可广泛的应用在使用大瓦数的LED光源模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、散热效果良好：本发明的具有一次配光的集成式LED芯片由硅材料封装制成;陶瓷覆铜散热基板由铜或铝材料直接烧结到氧化铝或氮化铝材料表面而制成的一种复合基板，厚度薄，尺寸小，散热性佳；热导管利用相变原理，传导速率约为铜的100倍，两端点的温差△T<5℃，传导速率快，结合散热鳍片，可以将LED光源模块工作时发出的热量快速的传导至散热鳍片，通过散热鳍片与空气的热交换将热量散发出去。有效解决LED灯的散热问题。

2、模块模块化：本发明制造成本低，前期的组装和后期的维护方便、性能可靠，不需要外加被动散热部件，整体重量轻便，可直接装配到灯壳中且可适配多样灯壳。

3、光效利用高。本发明的LED光源配有可变换发光角度的配光透镜，提高光的利用率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧视图

其中

A：二次配光效果阵列式透镜 B：陶瓷覆铜散热基板

C: 具有一次配光的集成式LED芯片 D：一次配光透镜

E：铝散热基座 F：热导管

G：散热鳍片 H：固定片。

具体实施方式

为了使本发明更容易清楚的被理解，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

由图1—2所述，本发明所述的具有多级散热装置的LED光源模块包括：铝散热基座，陶瓷覆铜散热基板，其特征在于所述陶瓷覆铜散热基板是利用半导体蚀刻制成或雷射切割制作成具有数组式的电路结构的基板，所述陶瓷覆铜散热基板焊接在所述铝散热基座上面，所述陶瓷覆铜散热基板上利用SMT技术连接多个具有一次配光的集成式LED芯片，所述具有一次配光的集成式LED芯片封装体为硅芯片或陶瓷材料，所述具有一次配光的集成式LED芯片为集陈式LED封装方式，其中集成式可由多颗外延片置放于一封装体中，所述具有一次配光的集成式LED芯片上放置一个具有二次配光效果阵列式透镜，所述每个具有一次配光的集成式LED芯片表面上均附有一个可变换角度的一次配光透镜，所述具有一次配光的集成式LED芯片和所述一次配光透镜构成一个整体，所述具有二次配光效果阵列式透镜盖在所述整体的上面，所述铝散热基座下表面设有多个沟槽，每个所述沟槽用于放置热导管，所述热导管诚“U”形，所述铝散热基座下面安装有多个散热鳍片，所述散热鰭片是由多层单片金属组成而成的，其形状为方形，所述铝散热基座和每个所述散热鳍片之间均通过固定片固定连接，所述固定片是由金属或耐高温的塑料材料制成的，每个所述热导管一端安装在所述沟槽内，另一端相应的穿过所述散热鳍片，所述热导管的一端与铝散热基座下表面的沟槽是通过无铅锡膏固定的，所述热导管的另一端与散热鳍片是通过高温无铅锡焊焊接在一起的。

陶瓷覆铜散热基板利用半导体蚀刻制程或雷射切割制程制作成具电路结构之基板，其表面具有呈数组式的电路结构，厚度薄，尺寸小，具有良好的热稳定性和热传导性；具有二次配光效果阵列式透镜，该阵列式透镜置放于集成式阵列具有一次配光的集成式LED芯片上面后可型成一与道路为基准之平行矩形光斑或垂直矩形光斑，满足区域面积投光和照明配光需求，可充分利用光效；二次配光效果阵列式透镜固定在陶瓷覆铜散热基板的上表面，提高LED的光效和达到光的指定范围内，提高光的利用率；热导管另一端穿过多层散热鳍片使用高温无铅锡焊焊接在一起，利用高温让其变化形成共晶结构；热导管和铝散热基座用金属或耐高温之塑料材料制成的固定片连结可固定光源模块让其不变型。

本发明结构简单，操作方便，材料无限制，制作成本低廉，前期的组装和后期的维护方便、性能可靠，整体重量轻便，可适配多样灯壳，实现多级导热，散热性好，良好的解决了传统LED灯中的散热问题。

本发明结构简单，操作方便，材料无限制且可在本发明的技术前提下，制作出各种变化和改进，非上述所述的实施中，在不超出本发明要求保护范围下皆属于本发明的范围。

Claims

1.一种具有多级散热装置的LED光源模块，包括铝散热基座（E），陶瓷覆铜散热基板（B），其特征在于：所述陶瓷覆铜散热基板（B）焊接在所述铝散热基座（E）上面，所述陶瓷覆铜散热基板（B）上利用SMT技术连接多个具有一次配光的集成式LED芯片（C），多个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）上放置一个具有二次配光效果阵列式透镜（A），所述每个具有一次配光的集成式LED芯片（C）表面上均附有一个可变换角度的一次配光透镜（D），每个所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）和所述一次配光透镜（D）构成一个整体，所述具有二次配光效果阵列式透镜（A）盖在所述整体的上面，所述铝散热基座（E）下表面设有多个沟槽，每个所述沟槽用于放置热导管（F），所述铝散热基座（E）下面安装有多个散热鳍片（G），所述铝散热基座（E）和每个所述散热鳍片（G）之间均通过固定片（H）固定连接，每个所述热导管（F）一端安装在所述沟槽内，另一端穿过（相应的）所述散热鳍片（G）。

2.根据权利要求书1所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于: 所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）为集陈式LED封装方式，其中集成式可由多颗外延片置放于一封装体中，所述具有一次配光的集成式LED芯片（C）封装体为硅芯片或陶瓷材料。

3.根据权利要求书1所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于: 所述陶瓷覆铜散热基板（B）是利用半导体蚀刻制成或雷射切割制作成具有数组式的电路结构的基板。

4.根据权利要求书1所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于: 每个所述热导管（F）呈“U”形。

5.根据权利要求书1所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于: 所述散热鰭片（G）是由多层单片金属组成而成的，其形状为方形。

6.根据权利要求书1-5任一项所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于: 所述热导管（F）的一端与铝散热基座（E）下表面的沟槽是通过无铅锡膏固定的，所述热导管（F）的另一端与散热鳍片（G）是通过高温无铅锡焊焊接在一起的。

7.根据权利要求书1-5 所述的具有多级散热装置的LED光源模块，其特征在于:固定连接所述铝散热基座（E）和散热鳍片（G）之间的固定片（H）是由金属或耐高温的塑料材料制成的。