CN202253496U - Led灯具高散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED灯具高散热装置，包括前端面板1、LED芯片2、基板5、热管3、散热片4，基板5为铜质，LED芯片2直接集成封装在基板5上，基板5直接嵌入热管3的一端，热管3的另一端连接散热片4，热管3中的填充介质为铜粉6，铜粉6附着在热管3的内壁，采用这样的结构，显著降低了LED灯具中各热量传递环节的热阻，LED灯具的散热效率显著提高，保证了LED的发光效率，有效降低了能耗，同时也延长了LED灯具的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED灯具高散热装置，属于照明设备冷却装置的技术领域。
背景技术
LED是第四代照明光源，LED灯具在我国甚至世界上都是正在被大力推广的高效节能绿色产品，用于公共照明需要较大功率，例如路灯照明的功率最少也要大于70W，多数采用100W～250W进行路灯照明，大功率下，照明灯具的散热是要重点考虑的问题，特别是对于LED。
由于LED在工作过程中会放出大量的热量，使管芯结温迅速上升，LED芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减，研究数据表明：假如LED芯片结温为25度时的发光量为100%，那么结温上升至60度时其发光量就只有90%，结温为100度时就下降到80%，结温为140度时就只有70%，可见改善散热、控制结温对LED芯片的发光效率是十分关键的。
由于灯具内部空间狭小，如果散热效果不好会导致热量积聚，温度升高，使LED正、反向电流增大，降低LED的使用寿命，高温也使荧光粉、封装材料的光电特性产生严重变化、光衰严重、寿命缩短，可见改善散热、控制结温对LED灯具的使用寿命也是十分关键的。
LED的散热不是仅靠一项措施就可以达到良好的效果，需要从多个方面入手改进，如封装结构、导热方式等，目前行业中有采用热管散热，其填充物为液体，如《中国照明电器》2009年第1期的文章《LED灯散热及余热回收系统》就公开了这样的热管散热方式，热管中填充低沸点的液体，利用液体的蒸发与冷凝带走热量。这种散热方式由于热管中为液体存在泄漏的隐患，而且热管与液体间的热阻较大，同时LED芯片的热量需透过封装材料传导至热管，目前封装材料普遍采用塑料或有机玻璃，热阻较大。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种LED灯具高散热装置，它具有热阻小的优点，可显著提高LED灯具的发光效率，延长LED灯具的使用寿命。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：LED芯片直接集成封装在铜基板上，铜基板直接嵌入热管的一端，热管的另一端连接散热片，热管中的填充介质为铜粉，铜粉附着在热管的内壁。
采用这样的技术方案，与传统的塑料或有机玻璃封装方式相比，LED芯片直接集成封装在铜基板上并直接嵌入热管，极大地降低了LED芯片与热管之间的热阻，与热管中填充低沸点的液体相比，热管中填充铜粉，极大地降低了热管与填充介质之间的热阻，从而使LED芯片至热管中填充介质之间的热阻大幅降低，显著提高了散热效率。热管中填充铜粉，从根本上杜绝了填充液体泄漏的隐患。散热效率的提高，保证了LED的发光效率，降低能耗，同时也延长了LED灯具的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型LED灯具高散热装置的结构示意图。
图2是本实用新型中LED芯片与热管装配关系示意图。
图3是本实用新型中热管填充介质的断面图。
附图中：
1 前端面板； 2 LED芯片； 3 热管；
4 散热片； 5 基板； 6 铜粉。
具体实施方式
图1至图3给出了本实用新型LED灯具高散热装置的具体实施方式，它包括前端面板1、LED芯片2、基板5、热管3、散热片4，基板5为铜质，LED芯片2直接集成封装在基板5上，基板5直接嵌入热管3的一端，热管3的另一端连接散热片4，热管3中的填充介质为铜粉6，铜粉6附着在热管3的内壁。
LED芯片2直接集成封装在基板5上，使LED芯片2和基板5融为一体，减少了热阻的传导层，达到降低热阻的目的，LED芯片2的封装采用金锡合金共晶焊固晶技术，有助于释放应力、共晶稳定、附着可靠，从而确保LED芯片2和基板5紧密衔接，持续保持较小的热阻。
LED芯片2封装在基板5上之后，基板5直接嵌入热管3的一端，使带LED芯片2的基板5与热管3融为一体，减少了热阻的传导层，达到降低热阻的目的。
热管3的另一端连接散热片4，散热片4一般采用鳍片式，这样与空气接触面积大，散热效果好。
热管3中的填充介质为铜粉6，铜粉6附着在热管3的内壁，用铜粉6替代低沸点液体做热交换媒介，热阻很小，传导能力很高，导热系数是普通热管的60倍左右，也有效地杜绝了液体、气体作为热交换媒介泄漏的缺陷。
作为照明使用，LED芯片2应成组使用，多个LED芯片2固定安装在前端面板1上，成阵列均匀分布，带多个LED芯片2的前端面板1安装在灯具内，实现灯具照明。
采用这样的结构，显著降低了LED灯具中各热量传递环节的热阻，LED灯具的散热效率显著提高，保证了LED的发光效率，有效降低了能耗，同时也延长了LED灯具的使用寿命，实验证实采用本实用新型的技术解决方案后LED灯具的使用寿命可达50000小时以上。
Claims (4)
1.一种LED灯具高散热装置，包括前端面板（1）、LED芯片（2）、基板（5）、热管（3）、散热片（4），LED芯片（2）固定安装在前端面板（1）上，热管（3）的一端连接基板（5）、另一端连接散热片（4），其特征在于：所述的基板（5）为铜质，LED芯片（2）直接集成封装在基板（5）上，基板（5）直接嵌入热管（3）的一端。
2.根据权利要求1所述的LED灯具高散热装置，其特征在于：所述的热管（3）中的填充介质为铜粉（6）。
3.根据权利要求2所述的LED灯具高散热装置，其特征在于：所述的铜粉（6）附着在热管（3）的内壁。
4.根据权利要求1所述的LED灯具高散热装置，其特征在于：所述的LED芯片（2）与铜质基板（5）的直接集成封装采用金锡合金共晶焊固晶技术封装。
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Cited By (1)
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| CN112193055A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-08 | 西安电子科技大学芜湖研究院 | 一种高效散热的汽车热管理系统 |
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2011
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Cited By (2)
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| CN112193055A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-08 | 西安电子科技大学芜湖研究院 | 一种高效散热的汽车热管理系统 |
| CN112193055B (zh) * | 2020-10-13 | 2021-09-21 | 西安电子科技大学芜湖研究院 | 一种高效散热的汽车热管理系统 |
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