CN202008016U - 热电分离led照明器模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热电分离LED照明器模组，其中，该模组包括：凸形导热器，其包括底部件，突柱，两个肩部；与两个肩部均焊接的电路基板，电路基板包括一个孔径与突柱的直径相等的开孔，突柱穿过开孔，突柱的顶端高于电路基板的上表面，突柱的顶端涂覆有用于连接热电分离LED的热焊垫的焊料，位于突柱两侧的电路基板的上表面分别设置一焊点，每一焊点上均涂覆有用于连接LED的电器焊垫的焊料。本实用新型能降低总热阻，增强热能传递效率，可以很好地满足开放空间、长时间及密闭空间中间歇性照明散热的需求。

Description

热电分离LED照明器模组

技术领域

本实用新型涉及照明器领域，具体涉及一种热电分离LED照明器模组。

背景技术

一般热流动方法有传导、对流及辐射三种，热能由高温向低温的方向传递，传导必须在介质中进行，真空将使此作用停止，真空保温杯即是利用真空隔层防止热能散逸。此外，密闭空气对热传导也是不良的介质，如果为开放空间将产生热对流，从而加速热的散逸。一般固体散热器即采用自然对流散热，热能传递的介质不同会影响传递的效率，一般将介质传递的效率称为导热系数，此系数的倒数在相应条件下称为热阻。在散热设计上尽可能提高热源到导热器间的总热阻。

现有的热电分离的LED封装结构图及主要部件如图1及图2所示，其中11为封装胶体，12为晶片，13为共晶，14为电气焊垫，15为热焊垫，16为封装基座，17为导线，110及112均为热电分离的LED。参照图3-1、3-2及3-3的现有技术热电分离LED照明器模组的实施例装合示意图，LED照明器模组中的导热器可以采用金属基板，如图3-1中41’，如以高导热金属铜、铝等基材作为主要热能传递结构，其上设置绝缘薄膜(即图3-1中的33)，而电路(即图3-1中的42’)设置在绝缘薄膜上，如图3-3所示，LED则焊接于电路上的特定焊点。但此技术存在有许多问题，如由于LED的热能由热焊垫送出，经由焊材43’、电路、绝缘层后才抵达高导热基材，导致产生较高的热阻。若有如下条件：锡合金焊材导热系数＝50W/m.K，厚度＝100um；铜电路导热系数＝400W/m.K，厚度＝36um；绝缘膜导热系数＝1.8W/m.K，厚度＝60um；铝(铜)基材导热系数＝235(400)W/m.K，厚度＝1.5mm；导热面积＝1cm2；则总热阻计算如下：

热阻(℃/W)＝L(路径距离)/(K(导热系数)*A(导热截面积)＝0.418(0.392)℃/W

此外，此工艺掌握在少数制造商中，导致较高单价成本；制造单元中的绝缘膜是关键材料，加工成形过程稍有不慎就容易造成绝缘膜破裂，如果破裂会在较恶劣的操作环境下损坏电器特性，进而使产生危险的机率大增；加工困难：由于绝缘膜加工性差，基板成品不能有太多、太复杂的几何设计，设计思路受限。

另外，LED照明器模组中的导热器可以采用陶瓷基板，如图4-1、4-2及4-3的现有技术热电分离LED照明器模组的实施例装合示意图所示，如以高导热陶瓷基材作为主要热能传递结构，而电路42’设置在该陶瓷基材44上，LED则焊接于电路上的特定焊点。但此技术有许多问题存在，诸如：由于LED的热能由热焊垫送出经由焊材43’、电路后才抵达陶瓷基材，导致较高的热阻，在其他参数如图2及陶瓷材导热系数＝30W/m.K厚度＝0.5mm的情况下，总热阻为0.188℃/W。此外，如图2所述一致，图3所示的方案的缺陷还有：较高的单价成本，高潜在风险性，加工困难。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提出一种高效的热电分离LED照明器模组。

为实现上述第一目的，本实用新型提供了一种热电分离LED照明器模组，包括：凸形导热器，其包括一底部件，位于底部件中间的突柱，位于突柱两侧的底部件的上表面形成凸形导热器的两个肩部；与两个肩部均焊接的电路基板，电路基板包括一个孔径与突柱的直径相等的开孔，突柱穿过开孔，突柱的顶端高于电路基板的上表面，突柱的顶端涂覆有用于连接热电分离LED的热焊垫的焊料，位于突柱两侧的电路基板的上表面分别设置一焊点，每一焊点上均涂覆有用于连接LED的电器焊垫的焊料。

优选地，该凸形导热器为导热金属。

进一步优选地，该凸形导热器为铜基材。

优选地，底部件与该突柱一体成型。

本实用新型通过将LED热焊垫直接与导热器焊接，使该方向热能传递获得良好成效，降低总热阻，增强热能传递效率，可以很好地满足开放空间、长时间及密闭空间中间歇性照明散热的需求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一并用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为现有技术热电分离的LED封装结构图一；

图2为现有技术热电分离的LED封装结构图二；

图3-1为现有技术LED照明器模组的实施例一第一结构图；

图3-2为现有技术LED照明器模组的实施例一第二结构图；

图3-3为现有技术LED照明器模组的实施例一第三结构图；

图4-1为现有技术LED照明器模组的实施例二第一结构图；

图4-2为现有技术LED照明器模组的实施例二第二结构图；

图4-3为现有技术LED照明器模组的实施例二第三结构图；

图5-1为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例一第一装合示意图；

图5-2为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例一第二装合示意图一；

图5-3为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例一第三装合示意图；

图6-1为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例二第一装合示意图；

图6-2为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例二第二装合示意图；

图6-3为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例二第三装合示意图。

附图标记说明：

11-封装胶体    12-晶片          13-共晶

14-电气焊垫    15-热焊垫        16-封装基座

17-导线        110、112-为热电  41-金属基板

分离的LED

33-绝缘薄膜    42-电路          43-焊材

44-陶瓷基材    41-凸形导热器    41a-底部件

41b-突柱       41c及41d-肩部    42-电路基板

开孔-42a       43a、43b-焊料

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

模组实施例

图5-1、图5-2及图5-3分别为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例一第一、第二及第三装合示意图。如图5-1、图5-2及图5-3所示，本实施例包括：凸形导热器41，其包括一底部件41a，位于底部件41a中间的突柱41b，底部件41a的位于突柱41b两侧的上表面形成凸形导热器41的两个肩部41c及41d；与两个肩部41c及41d均焊接的电路基板42，电路基板42包括一个孔径与突柱41b的直径相等的开孔42a，突柱41b穿过开孔42a，突柱41b的顶端高于电路基板42的上表面，突柱41b的顶端涂覆有用于连接热电分离LED110的热焊垫的焊料43a，位于突柱41b两侧的电路基板42的上表面分别设置一焊点，每一焊点上均涂覆有用于连接LED110的电器焊垫的焊料43b。

本实施例中，将电路基板42的开孔42a对准导热器41上对应的突柱41b，进而将该电路基板42与导热器41套合；热电分离LED110、电路基板42及导热器41经由适当的焊接方法(具体的焊接方法可以根据实际需要设置，为现有技术，不再赘述)以连接。

由于LED的热能由热焊垫送出，经由焊料43a及对应的焊材抵达高导热基材，若以传统电路基板配合高导热金属，可获得如下热阻值：

设定条件：锡合金焊材导热系数＝50W/m.K，厚度＝100um

铜基材导热系数＝400W/m.K，厚度＝1.5mm

导热面积＝1cm2

则总热阻为0.0575℃/W

明显的，在相同条件下相对于图2的金属基板，热阻仅为图2中热阻的1/7.27(1/6.81)，而相对于图3中的陶瓷基板，热阻仅为图3中热阻的1/3.27。同时，因传统电路基板成本低廉，高导热金属加工简易，合并成本大幅降低；传统电路基板历经数十年的工业应用，安全性高；传统电路基板各类型加工技术成熟，设计思路不受限制，加工容易。

本实施例通过将LED热焊垫直接与导热器41焊接，使该方向热能传递获得良好成效，降低总热阻，增强热能传递效率，可以很好地满足开放空间、长时间及密闭空间中间歇性照明散热的需求。

图6-1、图6-2及图6-3分别为本实用新型热电分离LED照明器模组的实施例二第一、第二及第三装合示意图。需要说明的是，图6-1、图6-2及图6-3中的各部件对应与图5-1、图5-2及图5-3中的一致，此处部分部件省略标号。如图6-1、图6-2及图6-3所示，：将LED 44焊接于电路基板42相应的焊垫上后，导热器41上对应的突柱插入电路基板42的开孔，具体操作时，可以用各类物理或化学方法使LED110的热焊垫与导热器41结合。

由于LED110的热能由热焊垫送出后，抵达高导热基材，若以传统电路基板配合高导热金属，可获较低的热阻，在设定条件为：铜基材导热系数＝400W/m.K，厚度＝1.5mm；导热面积＝1cm2，则总热阻为0.0375℃/W；明显地，在相同条件下相对于图2的金属基板，热阻仅为图2的1/11.15(1/10.45)，而相对于图3中的陶瓷基板，其热阻仅为图3的1/5；同时，传统电路基板成本低廉，高导热金属加工简易，合并成本大幅降低；传统电路基板历经数十年的工业应用，安全性高；加工容易：设计思路不受限制。

需要说明的是，LED热焊垫与导热器间以焊接或各类物理或化学方法结合皆可以实现本发明，LED通过各种现有技术电气连通传统电路基板皆可以实现本发明；各实施例中底部件41a与突柱41b优选为一体成型。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则的内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围的内。

Claims (4)

1.一种热电分离LED照明器模组，其特征在于，包括：

凸形导热器，其包括一底部件，位于所述底部件中间的突柱，位于所述突柱两侧的所述底部件的上表面形成所述凸形导热器的两个肩部；

与所述两个肩部均焊接的电路基板，所述电路基板包括一个孔径与所述突柱的直径相等的开孔，所述突柱穿过所述开孔，所述突柱的顶端高于所述电路基板的上表面，所述突柱的顶端涂覆有用于连接热电分离LED的热焊垫的焊料，位于所述突柱两侧的所述电路基板的上表面分别设置一焊点，每一焊点上均涂覆有用于连接所述LED的电器焊垫的焊料。

2.根据权利要求1所述的热电分离LED照明器模组，其特征在于，所述凸形导热器为导热金属。

3.根据权利要求2所述的热电分离LED照明器模组，其特征在于，所述凸形导热器为铜基材。

4.根据上述权利要求1-3中任一项所述的热电分离LED照明器模组，其特征在于，所述底部件与所述突柱一体成型。

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