CN207621944U - 柔性基板结合热管散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于高功耗热电分离LED散热技术领域，涉及一种柔性基板结合热管散热装置，柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，LED贴片焊接在柔性基板上，柔性基板包括柔性基板线路层与柔性基板绝缘层共同构成，柔性基板绝缘层对应于LED热焊盘位置设置空槽；散热器与热管相连接，柔性基板焊接于热管表面。相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：使用柔性基板代替金属基板，同时导热块变更为热管，针对PCB的LED散热焊盘位置不做底面绝缘，采用中低温焊锡焊接PCB与热管，这样有效降低了LED与散热器的温差，有效降低了LED的温度。这样可以让产品的寿命有效增长，产品质量得到更好的保证。
Description
技术领域
本实用新型属于高功耗热电分离LED散热技术领域，涉及一种柔性基板结合热管散热装置。
背景技术
近些年来,随着现代高新技术的不断进步和发展，目前汽车车灯领域涌现了很多LED改装头灯、大功率LED前装头灯，以及大功率LED工作灯。为了达到很好的光学效果(如图4，正常大灯近光不可以对对面来车造成炫光，容易造成交通事故，近光光形有清晰的截止线)，不得不将LED尺寸做小，功耗做大。而且车灯两个LED之间的间距最好能＜3mm(如图1)，这样才能达到好的光学效果，不产生炫光。对此很多LED厂家将此类LED灯珠产品做成热电分离封装结构，以便于散热设计。热电分离LED封装技术，热指的是LED铝基板上的导热焊盘，电指LED铝基板上的电极，两者被绝缘材料隔离；导热焊盘功能就是导热，电极的作用就是导电，含有两个电焊盘和1个热焊盘。这种封装方式称热电分离，其优点很多，主要是在LED的热设计上很方便。由于LED热流密度过高，就算采用铜基板，仍然无法完全解决产品中的散热问题。
目前各类LED灯厂公司运用铝基板或铜基板的方式在试图努力在满足光学要求的前提下，解决大功率LED散热问题。
目前这样的散热方案有两个问题：
1、LED通过PCB与散热器导热不畅通。LED焊盘温度与散热器温差过大。
2、散热器本身导热不畅通。
由于光学要求，LED之间的导热块很薄，导热不畅，热端与冷端温差过大。
综上两点：导致LED温度过高，影响光效，以及产品寿命。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种柔性基板结合热管散热装置，使用柔性基板代替金属基板，同时导热块变更为热管，针对PCB的LED散热焊盘位置不做底面绝缘，采用中低温焊锡焊接PCB与热管，这样有效降低了LED与散热器的温差，有效降低了LED的温度。这样可以让产品的寿命有效增长，产品质量得到更好的保证。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，LED贴片焊接在柔性基板上，柔性基板包括柔性基板线路层与柔性基板绝缘层，柔性基板绝缘层上对应于LED热焊盘位置设置空槽；散热器与热管相连接，柔性基板通过空槽底部的露铜焊接于热管表面。
热管一端插入散热器的孔中且热管与散热器通过锡焊焊接实现连接，以保证良好导热，且热管的另一端位于散热器外；柔性基板与热管的另一端的表面焊接在一起。
柔性基板线路层位于柔性基板绝缘层上。
LED包括第一LED、第二LED，第一LED、第二LED均贴片在柔性基板上。每颗LED的功耗在12W左右。第一LED、第二LED的间距约为2.4mm。
热管与柔性基板外覆盖有装饰件。装饰用于遮丑，两个装饰件可以采用卡扣链接，是塑料件。
柔性基板不与散热器直接连接。热管的厚度小于或等于2毫米厚度，柔性基板的厚度小于或等于0.2毫米厚度。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：使用柔性基板代替金属基板，同时导热块变更为热管，针对PCB的LED散热焊盘位置不做底面绝缘，采用中低温焊锡焊接PCB与热管，这样有效降低了LED与散热器的温差，有效降低了LED的温度。这样可以让产品的寿命有效增长，产品质量得到更好的保证。
附图说明
图1为车灯两个LED之间的间距示意图；
图2为本实用新型的结构图；
图3为柔性基板绝缘层在LED热焊盘位置的空槽示意图；
图4为大灯近光光形示意图；
图5为采用普通散热方式温度场图；
图6为采用柔性基板与热管的装置的温度场图；
图7为本实用新型的局部结构图；
其中，1散热器，2热管，3第一装饰件，4第二装饰件，5柔性基板，6第一LED，7第二LED，8柔性基板线路层，9柔性基板绝缘层，10空槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细介绍。
本发明旨在解决汽车灯具的高功耗LED到散热器的导热问题。如图2和图3，第一LED6、第二LED7是高功耗LED器件，贴片在柔性基板5上，这个贴片焊接与普通SMT贴片焊接相同，采用的锡膏为普通高温锡膏，锡膏的熔点温度＞210℃。
如图3所示，柔性基板5由柔性基板线路层8与柔性基板绝缘层9共同构成。柔性基板线路层8位于柔性基板绝缘层9上。
最重要的是，柔性基板绝缘层在第一LED6、第二LED7的热焊盘位置(其只为热焊盘而不通电)设置为空槽10，即不做绝缘处理。空槽对应于(可以认为对准)第一LED6、第二LED7的热焊盘位置。柔性基板绝缘层与热管表面贴合，由于柔性基板绝缘层设有空槽，柔性基板与热管通过低温锡膏焊接后，空槽位置会被焊锡填满，则LED热焊盘的热量经由填满空槽的焊锡直接传递至热管。即，柔性基板绝缘层的空槽底部为露铜，而露铜位置恰恰是LED热焊盘位置，所述的露铜为柔性基板线路铜层的一部分，热量传递路径为：LED热焊盘→柔性基板线路铜层(即柔性基板线路层)→填满空槽的焊锡层→热管。柔性基板的线路层与LED直接SMT贴合焊接，柔性基板的绝缘层在LED热焊盘位置露铜，使得柔性基板可以与热管采用焊锡焊接，空槽位置被焊锡填满。
散热器1与热管2相连接，具体地，热管一端插入散热的孔中，通过锡焊焊接在一起，且热管的另一端位于散热器外。柔性基板5通过空槽底部露铜与热管的另一端的表面焊接在一起。热管与柔性基板外覆盖有装饰件，装饰件包括第一装饰件3与第二装饰件4。两个装饰件之间通过卡扣互相组合，起到对内部热管与柔性基板的遮丑作用。柔性基板5不与散热器直接连接。
组装工艺过程：
第一步：第一LED6，第二LED7与柔性基板5完成贴片；
第二步：由散热器1与热管2，进行锡膏焊接(部件1为铝材，表面需要化镍)；
第三步：将第一步组装好的半成品与第二步组装好的半成品采用低温锡膏焊接，炉温在160℃左右(选择低温锡膏的熔点温度在140℃～150℃)，这样做的目的是为了防止步骤一的LED贴片脱落。
此工艺的好处在于，减少柔性基板5绝缘层的热阻，减少第一LED6、第二LED7与热管2之间的温差。同时热管本身的超好导热性能，大大降低了第一LED6、第二LED7位置与散热器1之间温差，大大降低了温度。
最后一步，将第一装饰件3与第二装饰件4组装在一起，起到美观作用。
通过对比模拟附图5采用普通散热方式与模拟附图6采用低温焊接柔性基板与热管的方式，发现附图6，散热性能改善很多。
柔性基板绝缘层在LED热焊盘位置需要为空槽，不做绝缘处理，以便于焊盘位置的铜可以与热管的铜通过焊锡焊接在一起。
柔性基板与热管做焊锡焊接时候，所选择的焊锡材料，熔点温度低于LED SMT焊接锡膏的熔点温度，基本在140℃～150℃之间。
热管的厚度需要小于或等于2毫米厚度，柔性基板的厚度需要小于或等于0.2毫米厚度，以便满足好的光学效果。
本专利的用意在于：
现在车灯领域后装市场越来越多的头灯采用一个LED多个芯片的封装，这样的封装LED尺寸有限，功耗很高，正常一颗LED的功耗在10W以上。车灯两侧的LED的间距越小越好，越接近原灯的灯丝位置。开近光的时候不会产生眩光，眩光会导致对面来车看不清东西。车灯的近光光形是很重要的，有清晰的截止线，截止线上方是要求没有光的，截止线角度略低于水平面，保证在远距离，光不会向上照射，对对面来车或人产生眩光。但是两个LED间距越小，导热越是问题。对此我们的专利解决了这个问题。本专利采用柔性基板，柔性基板可以做薄，厚度小于0.2mm；采用超薄热管，D6热管的厚度在≤2mm情况下，可以满足20W的导热需求，两个LED总功耗是24W，其中4W是光能，剩余20W是热能；在满足上述尺寸前提下，光学效果好，又解决了导热问题。
需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，LED贴片焊接在柔性基板（5）上，柔性基板（5）包括柔性基板线路层（8）与柔性基板绝缘层（9），柔性基板绝缘层（9）上对应于LED热焊盘位置设置空槽（10）；散热器（1）与热管（2）相连接，柔性基板（5）通过空槽底部的露铜焊接于热管表面。
2.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，热管（2）一端插入散热器（1）的孔中且热管（2）与散热器（1）通过锡焊焊接实现连接，且热管（2）的另一端位于散热器外；柔性基板（5）与热管（2）的另一端的表面通过焊锡焊接在一起。
3.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，柔性基板线路层（8）位于柔性基板绝缘层（9）上。
4.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，LED包括第一LED（6）、第二LED（7），第一LED（6）、第二LED（7）均贴片在柔性基板（5）上。
5.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，热管（2）与柔性基板（5）外覆盖有装饰件。
6.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，柔性基板（5）不与散热器直接连接。
7.根据权利要求1所述的柔性基板结合热管散热装置，其特征在于，热管的厚度小于或等于2毫米厚度，柔性基板的厚度小于或等于0.2毫米厚度。
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2017
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