CN104715695B - 高散热率的led贴片数码管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高散热率的LED贴片数码管，包括盒体、PCB板组件、多个贴片LED以及光学复合膜片，所述盒体一面敞口，所述多个贴片LED贴装在所述PCB板组件上，所述PCB板组件卡接在所述盒体的内侧壁上并且贴装有所述贴片LED的一面朝向所述盒体的敞口的一面，所述光学膜片覆盖在所述盒体的敞口面上并固定，所述盒体的底部设置为散热隔水薄膜，该散热隔水薄膜与所述PCB板组件的背面贴合，所述光学复合膜片与所述PCB板组件间隔预定距离以形成散热腔，所述散热腔对应的侧壁上均匀设置有多个通风散热孔。本实用型新具有散热率高的有益效果。

Description

高散热率的LED贴片数码管
技术领域
本发明涉及LED数码显示领域，更具体地说，涉及一种高散热率的LED贴片数码管。
背景技术
LED 数码管是一种半导体发光器件，基本单元是发光二极管，通过不同的管脚输入相对的电流使其发亮从而显示出数字，其广泛应用在空调、热水器、冰箱等家电领域。
但是，现有技术中的采用单一散热方式效率往往不高，一旦该种散热渠道受阻就有可能会影响LED数码管的正常工作。
因此，现有技术存在缺陷，亟需改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种高散热率的LED贴片数码管。
本发明解决技术问题采用的技术手段是：提供一种高散热率的LED贴片数码管，包括盒体、PCB板组件、多个贴片LED以及光学复合膜片，所述盒体一面敞口，所述多个贴片LED贴装在所述PCB板组件上，所述PCB板组件卡接在所述盒体的内侧壁上并且贴装有所述贴片LED的一面朝向所述盒体的敞口的一面，所述光学膜片覆盖在所述盒体的敞口面上并固定，所述盒体的底部设置为散热隔水薄膜，该散热隔水薄膜与所述PCB板组件的背面贴合。优选的，当光学复合膜片存在时，所述光学复合膜片、盒体与所述PCB板组件间隔预定距离以形成散热腔，所述散热腔对应的侧壁上均匀设置有多个通风散热孔。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述光学复合膜片包括相互贴合的增光片以及散光片。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述盒体的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽，所述PCB板组件的边缘卡接在所述卡槽中。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜。其原料按重量计包括聚乳酸50—70份；碳纳米管0.2—5.3份；磷酸锌4—6份、乙酸丁酯1—3份、对苯二酚0.3—9.8份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至155—175℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为0.5—1.3mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
大多碳纳米管散热膜为填充有碳纳米管的铜箔，其需要使用黏合剂方能固定在盒体上。但黏合剂本身传热效率较低。本发明的聚乳酸则可以直接粘合在盒体上。聚乳酸为市售产品。碳纳米管具有较大的长径比，从而可以有效提高聚乳酸的传热效率。但碳纳米管之间的范德华力使其在聚乳酸中形成相互平行的排列格局，致使热量的传导效率催在方向性，实际传热效果并不好。因此本发明采用磷酸锌破环碳纳米管间因范德华力形成的平行结构，成为碳纳米管与他纳米管间的传热桥梁。在氯化金的催化作用下，聚乳酸、碳纳米管、磷酸锌、对苯二酚能够形成交错的网格状排列格局，大幅提升散热效果，同时与盒体底部具有较高的结合强度，不易在高温下脱落。碳纳米管优选直径< 2nm, 长度 :5-15μm的任一种市售碳纳米管。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述通风散热孔在所述侧壁内侧的开口端的位置高于其在所述侧壁外侧的开口端的位置。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述PCB板组件包括PCB板主体、设置于所述PCB板主体的正面的LED驱动电路以及设置于所述PCB板主体的背面的半导体制冷片。
实施本发明提供的高散热率的LED贴片数码管具有以下有益效果：
（1）由于采用了散热隔水薄膜和散热腔的配合的方式进行散热，具有效率高、可靠性高的有益效果；
（2）由于在PCB板主体的背面设置有半导体制冷片，进一步提高了散热效率；
（3）采用增光片以及散光片贴合而成的复合光学膜片不仅可以提高光学效果，由于其厚度相对于现有技术中的填充胶体更薄，因此更利于散热和减轻重量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一优选实施例中的高散热率的LED贴片数码管的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
图1示出了本发明一优选实施例中的一种高散热率的LED贴片数码管，包括盒体10、PCB板组件20、多个贴片LED40以及光学复合膜片50，所述盒体10一面敞口，所述多个贴片LED40贴装在所述PCB板组件20上，所述PCB板组件20卡接在所述盒体10的内侧壁上并且贴装有所述贴片LED40的一面朝向所述盒体10的敞口的一面，所述光学复合膜片50覆盖在所述盒体10的敞口面上并固定，所述盒体10的底部设置为散热隔水薄膜30，该散热隔水薄膜30与所述PCB板组件20的背面贴合，所述光学复合膜片50与所述PCB板组件20间隔预定距离以形成散热腔100，所述散热腔100对应的侧壁上均匀设置有多个通风散热孔200。
由于采用了散热隔水薄膜30和散热腔100的配合的方式进行散热，具有效率高、可靠性高的有益效果。本实施例的散热隔水薄膜为市售的碳纳米管填充的铜箔，通过丙烯酸树脂粘结。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述光学复合膜片50包括相互贴合的增光片以及散光片。采用增光片以及散光片贴合而成的光学复合膜片50不仅可以提高光学效果，由于其厚度相对于现有技术中的填充胶体更薄，因此更利于散热和减轻重量。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述盒体10的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽，所述PCB板组件20的边缘卡接在所述卡槽中。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述散热隔水薄膜30为碳纳米管散热膜。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述通风散热孔在所述侧壁内侧的开口端的位置高于其在所述侧壁外侧的开口端的位置。
在本发明提供的高散热率的LED贴片数码管中，所述PCB板组件20包括PCB板主体21、设置于所述PCB板主体21的正面的LED驱动电路以及设置于所述PCB板主体21的背面的半导体制冷片22。由于在PCB板主体21的背面设置有半导体制冷片22，进一步提高了散热效率。
实施例2
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸67份；碳纳米管3.5份；磷酸锌5份、乙酸丁酯2份、对苯二酚7.2份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至160℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为0.5mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
所述碳纳米管为市售产品，长径比为1：50，内径为70nm。
实施例3
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸50份；碳纳米管5.3份；磷酸锌4份、乙酸丁酯3份、对苯二酚0.3份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至175℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为0.5mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
实施例4
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸70份；碳纳米管0.2份；磷酸锌6份、乙酸丁酯1份、对苯二酚9.8份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至155℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为1.3mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
实施例5
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸50份；碳纳米管5.3份；乙酸丁酯1份、对苯二酚9.8份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至155℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为1.3mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
实施例6
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸55份；碳纳米管0.5份；磷酸锌5份、乙酸丁酯3份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至155℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸5%的氯化金，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为0.8mm，在2min内冷却至10℃获得所述碳纳米管散热膜。
实施例7
本实施例提供一种高散热率的LED贴片数码管。其结构与实施例1一致。
优选的，其散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸60份；碳纳米管2.0份、磷酸锌4.4份、乙酸丁酯2份。所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至175℃，保持5min后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，在5个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体冷却压延为薄膜。采用白乳胶粘结在数码管上。
散热效果测试。
在实施例1-7的数码管边缘连接一150℃恒温的电热丝。测试数码管中心部位的温度变化，其结果如表1所示。
表1 散热效果
测试组 初始温度/℃ 30min后/℃ 60Min后/℃
实施例1 24.37 91.32 91.33
实施例2 24.38 61.53 60.33
实施例3 24.37 62.56 61.34
实施例4 24.37 61.10 62.55
实施例5 24.37 83.20 87.20
实施例6 24.37 79.19 76.58
实施例7 24.37 89.21 88.31
实施例8 24.37 88.50 86.15
散热隔水薄膜稳定性测试。
将实施例2-实施例7的数码管经1000W的氙灯老化箱处理1000小时后，采用针尖为 直径0.1mm的高碳钢针，以20N的压力垂直于散热隔水薄膜，刻划10次。观察表面变化。其结 果如表2所示。
实验组 散热隔水薄膜外观
实施例2 表面平滑、无脱落物；无法将薄膜分。
实施例3 表面平滑、无脱落物；无法将薄膜分。
实施例4 表面平滑、无脱落物；无法将薄膜分。
实施例5 有丝状、粉末状颗粒脱落；薄膜边角处翘起。
实施例6 薄膜发黄，有丝状、粉末状颗粒脱落；薄膜可以被完整剥离。
实施例7 有粉末状颗粒脱落；薄膜部分出现鼓泡。
实施例8 有丝状、粉末状颗粒脱落；薄膜边角处翘起。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种高散热率的 LED贴片数码管，包括盒体、PCB板组件、多个贴片 LED，所述盒体一面敞口，所述多个贴片 LED 贴装在所述 PCB 板组件上，所述 PCB 板组件卡接在所述盒体的内侧壁上并且贴装有所述贴片 LED 的一面朝向所述盒体的敞口的一面；还包括光学复合膜片 ；所述光学复合膜片包括相互贴合的增光片以及散光片 ；所述光学膜片覆盖在所述盒体的敞口面上并固定，所述光学复合膜片与所述 PCB 板组件间隔预定距离以形成散热腔，所述散热腔对应的侧壁上均匀设置有多个通风散热孔；所述盒体的底部设置有散热隔水薄膜，该散热隔水薄膜与所述 PCB 板组件的背面贴合；所述盒体的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽，所述 PCB 板组件的边缘卡接在所述卡槽中；其特征在于，所述散热隔水薄膜为碳纳米管散热膜，其原料按重量计包括聚乳酸 50—70 份 ；碳纳米管0.2—5.3 份 ；磷酸锌4— 6 份、乙酸丁酯 1— 3 份、对苯二酚 0.3— 9.8 份；所述碳纳米管散热膜其制备方法为将聚乳酸加热至 155— 175℃，保持 5min 后加入所述磷酸锌、碳纳米管和对苯二酚，并加入重量为聚乳酸 5% 的氯化金，在 5 个标准大气压下加热至190℃并保持10min，降温至 160℃并加入所述乙酸丁酯获得散热膜熔体，将所述散热膜熔体涂覆在盒体底部，其厚度为 0.5— 1.3mm，在 2min 内冷却至 10℃获得所述碳纳米管散热膜。
2.根据权利要求1所述的高散热率的LED贴片数码管，其特征在于，所述通风散热孔在所述侧壁内侧的开口端的位置高于其在所述侧壁外侧的开口端的位置。
3.根据权利要求1所述的高散热率的LED贴片数码管，其特征在于，所述PCB板组件包括PCB板主体、设置于所述PCB板主体的正面的LED驱动电路以及设置于所述PCB板主体的背面的半导体制冷片。
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