CN102444877A - Led灯散热模块以及使用该模块的定制型led灯散热板 - Google Patents

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Abstract

该发明是关于LED灯散热模块以及使用该模块的定制型LED灯散热板。具体来说，该LED灯散热模块由多个板片以一定间隔垂直排列，为与外部空气接触易于散热，使多个板片互相分开形成上部结构，而其下部则形成U型结构将这些板片连成一体形成了散热主体部，在该散热主体部的下部有接合部，而围绕该接合部有许多结合孔构成了联结部基座，这主体部和基座之间由导电胶粘接而构成LED灯散热模块的技术构成。

Description

LED灯散热模块以及使用该模块的定制型LED灯散热板
技术领域
该发明是关于LED灯散热模块以及使用该模块制作的定制型LED灯散热板。先是制造LED灯散热板的最小单位-LED灯散热模块，再把2个以上LED灯散热模块利用连接件联结起来，组成适合各式各样LED产品的定制型散热板。
背景技术
LED光源的发光效率高，使用寿命长，容易控制其颜色和亮度。即，在照明中使用发光效率高的半导体发光元件，可减少电力消耗节约能源，能够改善环境。使用寿命长而且稳定，可以大幅降低维护费用。还可以根据需要混合其他颜色以实现所有色彩，并且容易控制其亮度。
大功率发光二极管的特性及可靠性，很容易受发光二极管连接处产生的热量的影响。一般的大功率发光二极管会产生大约1W/mm2的热量。发光二极管产生热量时，由于其封装内各部分的热膨胀系数不同，如果暴露在最大额定值以上的高温环境或者热量反复循环会导致各种其他类型的致命性故障。
因此，为了防止由于发热引起LED产品的故障，提高其使用寿命，已有多种散热方法，其中最具代表性的就是散热板。
上述散热板，是将LED灯光源产生的热量传递到散热板之后，由散热板同外界空气相接触，通过热交换方式达到散热之目的。在传统的工艺中，不同LED灯产品的散热板是使用不同的模具来制造的，由于其大小与形状不同，难以在其他LED产品上使用，产品的互换性很差，制造散热板时物力、人力费用的浪费很大。
【领先技术文件】
【专利文件】
韩国公开专利10-2009-0046370(公开日期2009年05月11日)
韩国注册专利10-0946966(注册日期2010年03月04日)
发明内容
【要解决的课题】
如上所述，由于不同LED灯产品使用不同的模具来制造散热板，制造散热板时物力、人力费用的浪费很大，产品的互换性又很差，使用时会受到限制。为了解决这些问题，制造构成散热板的最小单位-LED灯散热模块，再把2个以上这些模块利用连接件联结起来，以提供适合各种LED产品的定制型散热板。这就是该发明的目的。
【课题解决方案】
为了达到上述目的，该发明中，多个板片以一定间隔垂直排列，为与外部空气接触易于散热，使多个板片互相分开形成上部结构，而其下部则形成U型结构将这些板片连成一体形成了散热主体部。在该散热主体部的下部有接合部，而围绕该接合部有许多结合孔构成了联结部基座。这主体部和基座之间由导电胶粘接而构成一体，构成了LED灯散热模块。利用连接件联结2个以上上述LED灯散热模块构成散热板。
而，该散热板，是把上述LED灯散热模块基座的结合孔和上述连接件上的结合孔利用联结材料予以联结来制作成适合LED产品的定制型散热板。
上述联结，是从无折角的或有15-55°折角的连接件中选择任何一种以上来实现为特征。这些就是定制型LED散热板的主要技术构成。
【发明的效果】
该发明中LED灯散热模块以及使用该模块制作的定制型LED灯散热板，如上所述。连接2个以上构成散热板的最小单位-LED灯散热模块可组合成LED灯散热板。适当选择LED灯散热模块的数量以及连接件的数量和连接件的折角，来制作上述LED灯散热板。从而，组合连接LED灯散热模块制作适合各种LED产品的定制型散热板成为可能。
因此，利用LED灯散热模块制作各式各样的散热板的方法，解决了传统LED灯散热板的制作中需要使用不同模具的麻烦以及所发生的费用问题，而且产品互换性非常好，使用起来有许多益处。
而且与此同时，上述LED灯散热模块中使用了热传导能力高因而散热能力好的材料，可最大限度地降低由于高热使LED产品的使用寿命变短的危险，能够延长LED产品的使用寿命。
附图说明
图1为该发明中LED灯散热模块的外观示意图；
图2为该发明中LED灯散热模块连结构成LED用散热板的第1实例；
图3为该发明中LED灯散热模块连结构成LED用散热板的第2实例；
图4为该发明中LED灯散热模块连结构成LED用散热板的第3实例；
图5为该发明中LED灯散热模块连结构成LED用散热板的第4实例；
图6为该发明中LED灯散热模块连结构成LED用散热板的第5实例；
图7为该发明中连结LED灯散热模块时使用的无折角连接件外观示意图；
图8为该发明中连结LED灯散热模块时使用的25°折角连接件外观示意图；
图9为该发明中连结LED灯散热模块时使用的30°折角连接件外观示意图；
图10为该发明中连结LED灯散热模块时使用的45°折角连接件外观示意图；
图11为该发明中连结LED灯散热模块时使用的55°折角连接件外观示意图；
图12为该发明中连接件折角的断面图。
具体实施方式
下面结合附图介绍上述技术构成的具体内容。
图1为该发明中LED灯散热模块的外观示意图。由多个板片101以一定间隔垂直排列，为与外部空气接触易于散热，使多个板片101互相分开形成上部结构，而其下部则形成U型结构将这些板片101连成一体形成了散热主体部100。在该散热主体部100的下部有接合部201，而围绕该接合部201有许多结合孔202构成了联结部203基座200。这主体部100和基座200之间由导电胶300粘接而构成一体，构成了LED灯散热模块。
上述导电胶300是由二氧化硅、聚硅氧烷、拥有0.3-10··的粒度分布的球状铜粉与液态硅混合而成。具体来说，导电的胶是由二氧化硅2g、聚硅氧烷8g、铜粉40g、液态硅50g混合而成。
上述散热主体部100的作用是发散LED产品的光源所产生的热量，由2-10个板片101互相保持0.5-3cm的间隔垂直排列，而上述板片101是厚度为0.5-2cm、横截面积为0.25-4cm2的材料。
为了提高散热能力，上述散热主体部100，使用拥有99.00％以上的纯度、比重(20℃)2.6986、熔点(℃)660.2、比热(100℃)(cal/g℃)0.226、潜热(cal/g)96.4、电导(％)69.94、电阻温度系数0.00429的铝材料。
上述散热主体部100的制作过程如下：
首先，在460℃-480℃温度中用8-9小时经过均质化处理过的铝坯料以420℃-430℃温度加热使其变软并将挤压模加热至410℃-425℃的进行预热。
然后，将上述坯料放进挤压模里的散热主体部模具，并在挤压模430℃-450℃和坯料445℃-455℃的温度条件下以冲头速度5.0mm/s-5.5mm/s进行挤压。
经过这些过程之后，把挤压生成物经过切割后进行热处理。上述热处理是在480℃中进行5个小时的再结晶处理(recrystallization treatment)。
上述铝坯料为圆柱状的棒，而上述均质化处理可消除坯料凝固时坯料内部形成的残留应力，并提高硬度。若均质化温度不足460℃，则难以得到预期效果；而超过480℃时，会出现材料内部组织的变化降低物质的机械特性。因此，上述均质化处理最好在460℃-480℃范围内进行。
不仅如此，若均质化处理时间不足8小时，则过程进行得不够充分，难以达到所期待的目的；而超过9小时，坯料的均质化处理已经完成，多余的时间则失去意义。因此，上述均质化处理最好掌握在460℃-480℃范围内，用8-9个小时进行。
上述坯料和挤压模的预热会对挤压出来的产品质量产生很大影响。若坯料预热不到420℃，则不能顺利挤压成型，会降低产品的耐久性；若预热超过430℃，则不容易挤压成型。而且，上述挤压模的预热不足410℃时，在挤压过程中产品和挤压模的摩擦大，会使产品表面不合格，若超过425℃，会影响挤压速度，可能难以把需要的产品挤压成型。
因此，上述铝坯料最好在挤压成型之前预热在420℃-430℃范围之内，而上述挤压模最好在410℃-425℃的范围之内预热。
而且，上述挤压模的挤压温度会影响产品的完美程度。若不足430℃会由于产品和模具之间的摩擦过大，有可能在产品表面出现残缺，若超过450℃，则不容易制造所需要的产品。因此上述挤压模的挤压温度最好保持在430℃-450℃范围之内。
上述铝坯料挤压成型时的温度也是为了产品的耐久性以及顺利挤压而设定的，因此挤压温度最好保持在445℃-455℃。
图2为该发明中LED灯散热模块联结构成的LED用散热板的第1实例示意图。是在40W LED天花灯的底座和60W LED警示灯的底座上安装了该发明的定制型散热板1。
如第1实例的图中所示，定制型散热板1是由21个上述LED灯散热模块10相互联结，安装在40WLED天花灯底座而成的。
上述LED灯散热模块10，由2-10个板片101互相保持0.5-3cm的间隔，垂直排列而构成。在这里，作为具体例子，使用了7个板片101以1.5cm的间隔垂直排列的散热主体部100和基座200，用导电胶300粘接而成。
在上述40W LED天花灯的底座正中央，装有3×3个LED灯散热模块10形成方形阵列，在这个以3×3方形阵列的LED灯散热模块10的四周，装有3×1个直线排列的LED灯散热模块10。
上述3×3方形阵列的LED灯散热模块10的相互联结以及上述3×1直线排列的LED灯散热模块10之间的相互联结，均采用无折角0连接件400，上述3×3个LED灯散热模块10和3×1个LED灯散热模块10之间的相互联结，则采用了15°折角连接件400。
即，上述3×3个LED灯散热模块10保持水平，和上述3×3个LED灯散热模块10上联结在一起的3×1个LED灯散热模块10跟垂直方向维持15°的折角，宛如一个中部凹陷的碟子的形状。
图3为该发明中LED灯散热模块联结构成的LED灯散热板的第2实例示意图。在60W LED停车场灯的底座上安装了该发明的定制型散热板1。
如第2实例的图中所示，由30个上述LED灯散热模块10相互联结，安装在60W LED天花灯底座构成了定制型散热板1。
在上述60W LED停车场灯的底座上装有5×1个LED灯散热模块10，在上述60W LED停车场灯的底座上水平排列6行，构成5×1的LED灯散热模块10之间的相互联结，采用无折角连接件400。
上述水平排列的6行中，中间的2行，采用无折角连接件400，上述中间2行外侧的1行各采用15°折角连接件400，而采用15°折角连接件400联结的1行外侧，各使用了25°折角连接件400。
图4为该发明中LED灯散热模块联结构成的LED用散热板的第3实例示意图。
上述图4所示的LED用散热板，与上述图3类似，只是在底座上水平排列5行，构成该发明的定制型散热板1，水平排列的5行中，中间的3行采用了无折角连接件400，上述中间3行外侧的1行，则采用25°折角连接件400联结。
图5为该发明中LED灯散热模块联结构成的LED用散热板的第4实例示意图。
上述图5所示的LED用散热板的底座水平安装了6行7×1个LED灯散热模块10，以构成该发明的定制型散热板1，上述7×1个LED灯散热模块10之间的相互联结，采用无折角连接件400。
而且，上述水平排列的6行，左右各3行采用无折角连接件400联结，而中间2行采用15°折角连接件400联结，构成V型散热板。
图6为该发明中LED灯散热模块联结构成的LED用散热板的第5实例示意图。
上述图6所示的LED用散热板是在底座上安装了7×1个LED灯散热模块10，水平排列6行而构成该发明的定制型散热板1，上述7×1个LED灯散热模块10之间的相互联结，采用无折角连接件400联结。
而且，上述水平6行中，中央以及左右两侧的各2行，采用无折角连接件400联结，中间2行两侧的2行则采用15°折角连接件400联结。
图7为该发明中所使用的LED灯散热模块联结用无折角连接件的外观示意图，上述连接件400上留有结合孔，以左右对称的形状排列的结合孔401与LED灯散热模块上的结合孔相结合而加以联结。
图8至图11为有折角连接件400的外观示意图，其折角范围为15-55°，可采用各种各样的折角。图8为25°，图9为30°，图10为45°，图11为55°的连接件400。这里，上述连接件400的折角θ是指图12上所示的角度θ。
上述基座200上的结合孔202和上述连接件400上的结合孔401的结合采用结合材料，诸如螺拴和螺丝钉等，但只要是能够进行联结的，并无限制。
【产业利用可能性】
该发明的定制型LED灯散热板，是由上述散热板的最小单位-LED灯散热模块组合而成。可根据LED产品的需要，把上述LED灯散热模块相互联结构成合适的散热板。所以，产品的互换性高，产业利用可能性大。
【符号说明】
101：板片
100：散热主体部
201：散热主体部连接面
202：联结部分
300：导电胶

Claims (5)

1.LED灯散热模块，其特征在于，由多个板片(101)以一定间隔垂直排列，为与外部空气接触易于散热，使多个板片(101)互相分开形成上部结构，而其下部则形成U型结构将所述板片(101)连成一体形成散热主体部(100)，在所述散热主体部(100)的下部有接合部(201)，而围绕该接合部(201)有许多结合孔(202)构成联结部(203)基座(200)，所述散热主体部(100)和基座(200)之间由导电胶(300)粘接而构成一体。
2.根据权利要求1所述的LED灯散热模块，其特征在于，散热主体部(100)，由2-10个板片(101)互相保持0.5-3cm的间隔垂直排列，而所述板片(101)是厚度为0.5-2cm、横截面积为0.25-4cm2的材料，而且使用拥有99.00％以上的纯度、20℃时的比重为2.6986、熔点为660.2℃、100℃时的比热为0.226cal/g℃、潜热为96.4cal/g、电导为69.94％、电阻温度系数0.00429的铝材料。
3.根据权利要求1所述的LED灯散热模块，其特征在于，
散热主体部(100)是由铝材料压制而成的，
在460℃-480℃温度中用8-9小时经过均质化处理过的铝坯料以420℃-430℃温度加热使其变软并将挤压模加热至410℃-425℃进行预热，将所述坯料放进挤压模里的散热主体部模具并用430℃-450℃的挤压模和445℃-455℃坯料以冲头速度5.0mm/s-5.5mm/s进行挤压，
这些过程之后，在480℃中进行5个小时的再结晶处理。
4.根据权利要求1所述的LED灯散热模块，其特征在于，
导电胶(300)是由二氧化硅、聚硅氧烷、拥有0.3-10··的粒度分布的球状铜粉与液态硅混合而成。
5.定制型LED灯散热板，其特征在于，使用连接件(400)连接2个以上根据权利要求1所述的LED灯散热模块(10)构成，
所述散热板，是使用联结材料联结所述LED灯散热模块(10)底座(200)上的结合孔(202)和所述连接件(400)上的连接结合孔(401)而制作适合各种LED产品的定制型散热板，
所述连接件(400)在无折角的和15-55°折角的连接件(300)中选择任何一种以上使用。
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