CN202065733U - 一种基于室温液态金属薄片的灯具结构 - Google Patents

一种基于室温液态金属薄片的灯具结构 Download PDF

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符建
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本实用新型公开了一种基于液态金属薄片的大功率LED灯具结构。它包括灯具散热体、金属隔离层、金属薄片、LED光源和散热鳍片；灯具散热体上端嵌有金属隔离层，金属隔离层上方顺次设有金属薄片、LED光源，灯具散热体下端设有散热鳍片。本实用新型将金属隔离层嵌入散热基底的结构，使得LED光源工作时产生的热量可以通过金属薄片迅速的传导到金属隔离层上，避免了因化学反应产生的不良效果；而金属隔离层热传导速率大于铸铝，可以使得热量更快的传导到散热器，通过散热鳍片散发到空气中。

Description

一种基于室温液态金属薄片的灯具结构
技术领域
本实用新型涉及半导体照明灯具结构，尤其涉及一种基于液态金属薄片的大功率LED灯具。 
背景技术
LED光源是新一代绿色照明光源，他具有光效高、能耗低、寿命长的特点。大功率LED光源在照明应用中，最重要的是要解决好散热问题。因为LED工作时的结温越高，LED的发光效率越低；假如LED长期工作在较高的结温，寿命也会大打折扣。 
从LED光源发热特性分析可知，LED封装基板与散热器之间的接触热阻严重影响LED的散热性能，特别当封装基板与散热器之间的表面不平整时，解决这一问题的传统方法在于利用导热硅脂或其他导热材料来填充在两个表面之间。但是这些材料导热系数非常小而且容易老化，影响器件的散热和长期稳定性。 
专利2009201925254公开了一种利用液态金属冷却LED芯片的方法，液态金属是一种在常温下（如摄氏100度以下）呈现为液态的金属，这种材料具有导热系数大，常温下具有流动性，能渗透到非常细微的空间中，能够用来减小两种不同材料间的接触热阻。这种方法主要针对LED芯片散热，通过在两个热界面间加入液态金属减小热阻。并且通过一种制备方法可以得到金属薄片，方便在LED安装在灯具过程中使用。LED的散热一般通过灯具散热，灯具的材料一般是铝。但是那一发明中使用的液态金属材料，例如镓，它长时间与铝接触会产生化学反应，改变金属镓的特性，影响导热性能。本实用新型在灯具的散热基底中嵌入一块高导热率的金属隔离层，不但解决了液态金属材料与铝反应的问题，而且高导热率的金属还能更快的将热量传导到散热鳍片上，使得热量能够更快的散发到空气中。 
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于液态金属薄片的大功率LED灯具结构。 
基于室温液态金属薄片的灯具结构包括灯具散热体、金属隔离层、金属薄片、LED光源和散热鳍片；灯具散热体上端嵌有金属隔离层，金属隔离层上方顺次设有金属薄片、LED光源，灯具散热体下端设有散热鳍片。 
所述的灯具散热体的材料为铸铝。所述的金属隔离层的材料为铜或银。所述的金属隔离层为片状。所述的金属隔离层上表面为平面，且上表面面积小于灯具散热体的表面面积；所述的金属隔离层的厚度大于灯具散热体的厚度。所述的金属薄片材料为镓、铟、锌、锡、镁、铜或金。所述的LED光源为大功率集成LED光源、单颗大功率LED或小功率LED光源。 
本实用新型避免了金属薄片材料与灯具材料产生化学反应，使得利用金属薄片解决散热问题的方法得以实施。金属隔离层热传导速率大于铸铝，可以使得热量更快的传导到散热鳍片，通过散热鳍片散发到空气中，从而在LED工作时，结温得到有效的降低，提高了大功率LED的光效、可靠性以及使用寿命。 
附图说明
图1是基于液态金属薄片的大功率LED灯具的整体结构示意图； 
图21是基于液态金属薄片的大功率LED灯具的分解图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。 
如图1、2所示，基于室温液态金属薄片的灯具结构包括灯具散热体1、金属隔离层2、金属薄片3、LED光源4和散热鳍片5；灯具散热体1上端嵌有金属隔离层2，金属隔离层2上方顺次设有金属薄片3、LED光源4，灯具散热体1下端设有散热鳍片5。 
所述的灯具散热体1的材料为铸铝。所述的金属隔离层2的材料为铜或银。所述的金属隔离层2为片状。所述的金属隔离层2上表面为平面，且上表面面积小于灯具散热体1的表面面积；所述的金属隔离层2的厚度大于灯具散热体1的厚度。所述的金属薄片3材料为镓、铟、锌、锡、镁、铜或金。所述的LED光源4为大功率集成LED光源、单颗大功率LED或小功率LED光源。 
灯具通过模具压铸成型。金属隔离层2形状可以是四方体、圆柱体等形状，材料可以是铜、银或其它高导热率的金属（合金）材料。金属薄片3的材料是一种在摄氏100度以下就呈现为液态的金属或合金，金属薄片3由液态金属材料通过一种方法制备而成。LED光源4一般是大功率LED集成光源模块。 
LED光源4工作时会产生大量的热，LED光源4固定在金属隔离层2上，LED光源4底部和金属隔离层2之间设有金属薄片3，当LED光源4工作时，温度急剧上升，金属薄片3会熔化成液态，LED光源4工作产生的热量通过液态金属传导到金属隔离层2上，金属隔离层2嵌在散热基底5中，各个面与散热基底5紧密接触，并且金属隔离层2具有高导热性，热量可以很快的通过金属隔离层2传导到散热鳍片6上，热量通过散热鳍片6散发到空气中。 
这种结构的散热灯具使得利用金属薄片解决LED散热的方法得以实现，高导热率的金属隔离层使得热量能更快的传导到散热鳍片上，使得整灯达到非常非常好的散热效果。保证了LED在较低的结温下工作，增加LED的出光效率，延长LED的使用寿命。 

Claims (7)

1.一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于包括灯具散热体（1）、金属隔离层（2）、金属薄片（3）、LED光源（4）和散热鳍片（5）；灯具散热体（1）上端嵌有金属隔离层（2），金属隔离层（2）上方顺次设有金属薄片（3）、LED光源（4），灯具散热体（1）下端设有散热鳍片（5）。
2.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的灯具散热体（1）的材料为铸铝。
3.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的金属隔离层（2）的材料为铜或银。
4.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的金属隔离层（2）为片状。
5.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的金属隔离层（2）上表面为平面，且上表面面积小于灯具散热体（1）的表面面积；所述的金属隔离层（2）的厚度大于灯具散热体（1）的厚度。
6.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的金属薄片（3）材料为镓、铟、锌、锡、镁、铜或金。
7.根据权利要求1所述的一种基于室温液态金属薄片的灯具结构，其特征在于：所述的LED光源（4）为大功率集成LED光源、单颗大功率LED或小功率LED光源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108150978A (zh) * 2017-11-27 2018-06-12 安徽西马新能源技术有限公司 一种车载led散热组件

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