CN210462530U - 一种发光二极管照明模块 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管照明模块，属于发光二极管技术领域，该发光二极管照明模块，包括LED元件、热管单元和印制电路板，LED元件通过导热结合材与热管单元相连，LED元件包括封装壳体及其内部设置的含有两个电极的LED芯片，LED芯片的两个电极分别通过引线向热管单元的一侧引出后与印制电路板电气连接，本实用新型的有益效果是，该发光二极管照明模块整体结构简单稳定，制作工艺简单，制作成本低，可将LED元件产生的热量快速传输到热管单元进行散热，提高了散热效率，提高了LED元件的发光效率和使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种发光二极管照明模块。
背景技术
发光二极管LED是一种将电能转化为光能的高效发光元件，也是一种微固态光源，LED元件的主体部分为半导体p-n结结构，结两端施加电压后，通过电子与空穴的结合发射光子能量，并发出特定波长范围的光线。由于LED元件具有色彩重现性好、波长单一的特点，LED已成为液晶显示器(LCD)背光源光谱改善的主流技术，LED元件也广泛应用于户外大型显示器，并将逐步取代目前的照明设备。
当LCD采用LED作为背光源时，LED与照度面之间常见的两种相对位置关系是直接型和边缘型，通常大型LCD采用直接型作为背光光源的照明方式，一种常见的直接式LED背光模块散热结构，是将LED元件安装在印刷电路板PCB表面，然后通过固定在PCB另一相对表面的热管将热量传递给散热器进行换热。然而，传统工艺的LED具有相同的散热路径，即LED元件发光产生的热量通过PCB转移到热管中，而PCB的包覆层或保温层都是由低导热性的材料制成，如焊料掩膜或树脂等，导致PCB具有较大的热阻，因此LED元件产生的热量无法快速有效地转移到热管中。即使将PCB变成热阻较低的金属芯PCB，LED产生的热量仍然需要通过PCB的每一层材料，通过界面的粘接剂或焊料，到达热管。因此，LED应用领域迫切需要一种缩短导热路径、降低相应总热阻的LED照明结构，LED元件产生的热量可以直接、快速地传递到热管中，从而提高LED元件的可靠性和发光效率。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种发光二极管照明模块，主要解决了现有的发光二极管照明结构散热效果差，从而影响LED元件发光效率和可靠性的问题，目的在于，通过设计一种结构简单、制作成本低的发光二极管照明模块，可将LED元件产生的热量快速直接传输给热管单元进行散热，可提高LED元件的散热效率和可靠性，可提高LED元件的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述发光二极管照明模块，包括LED元件、热管单元和印制电路板，所述LED元件通过导热结合材与热管单元相连，所述LED元件包括封装壳体及其内部设置的含有两个电极的LED芯片，所述LED芯片的两个电极分别通过引线向热管单元的一侧引出后与所述印制电路板电气连接。
进一步地，所述热管单元设置为密封的金属管件结构，包括管壳以及管壳内部的设置的管芯、蒸汽腔，管壳的内壁上设置所述管芯，所述管芯设置成毛细管，所述管芯内设置有实现液体与蒸汽之间相变传热的工作液体，所述管壳的中部设置有蒸汽腔。
进一步地，所述LED芯片的背面露出所述封装壳体，所述LED芯片和所述封装壳体通过所述导热结合材与热管单元相连。
进一步地，所述导热结合材设置为导热硅胶材料。
进一步地，所述热管单元上设置有散热翅片。
进一步地，所述热管单元设置为扁平管件结构，所述扁平管件结构的一端设置所述散热翅片；所述印制电路板与所述扁平管件结构相隔一段距离。
进一步地，所述热管单元设置为平板管件结构，所述平板管件结构的下端覆盖设置所述散热翅片；所述印制电路板设置在所述平板管件结构上。
进一步地，所述印制电路板上设置有导光板，所述导光板的截面设置为等腰三角形。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型将LED元件直接通过导热结合材与热管单元的表面相连，LED元件中的LED芯片的电极通过引线向热管单元的一侧引出后与印制电路板电气连接，将印制电路板与热管单元分隔开，使LED元件本身产生的热量直接传输给热管单元，通过热管单元将热量散出去，提高了整体结构的散热效率和可靠性，而且其中的LED元件和印制电路板可使用现有的结构，安装方法简单、安装制造成本低。
具体地，LED芯片的背面露出封装壳体，使LED芯片产生的热量直接通过导热硅胶材料的导热结合材传输给热管单元，并通过热管单元上的散热翅片进行辅助散热，进一步提高了整体结构的散热效率；而且，在印制电路板上设置截面为等腰三角形的导光板，使LED元件发出的光更集中，提高了光的利用率，可增加发光二极管照明模块的亮度。
综上，本实用新型提供的发光二极管照明模块整体结构简单稳定，制作工艺简单，制作成本低，可将LED元件产生的热量快速传输到热管单元进行散热，提高了散热效率，提高了LED元件的发光效率和使用寿命。
附图说明
下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型中发光二极管照明模块一种结构的侧视图；
图2为图1的俯视图；
图3为本实用新型中发光二极管照明模块另一种结构的侧视图；
图4为热管单元的剖视图；
上述图中的标记均为：1.LED元件，11.封装壳体，12.LED芯片，2.热管单元，21.管壳，22.管芯，23.蒸汽腔，3.印制电路板，4.导热结合材，5.引线，6.散热翅片，7.导光板。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型具体的实施方案为：如图1、图2和图3所示，一种发光二极管照明模块，包括LED元件1、热管单元2和印制电路板3，LED元件1通过导热结合材4与热管单元2相连，导热结合材4设置为导热硅胶材料，导热硅胶材料为导热不导电的材料，起到电气绝缘和导热传输的作用；LED元件1包括封装壳体11及其内部设置的含有两个电极的LED芯片12，LED芯片12的两个电极分别通过引线5向热管单元2的一侧引出后与印制电路板3电气连接，将印制电路板3与热管单元2分隔开，使LED元件1本身产生的热量直接传输给热管单元2，通过热管单元2将热量散出去，提高了整体结构的散热效率和可靠性。如图4所示，其中的热管单元2为现有的热管结构，其结构为密封的金属管件结构，包括管壳21以及管壳21内部的设置的管芯22、蒸汽腔23，管壳21的内壁上设置管芯22，管芯22设置成毛细管，管芯22内设置有实现液体与蒸汽之间相变传热的工作液体(水)，管壳21的中部设置有蒸汽腔23。热管单元2的散热原理是，管芯22中的工作液体受热汽化，汽化了的饱和蒸汽向冷端流动，饱和蒸汽在冷端冷凝放出热量，冷凝液体在管芯22毛细力的作用下回流到热端继续吸热汽化，完成循环散热。
具体地，如图1和图3所示，LED芯片12的背面露出封装壳体11，LED芯片12和封装壳体11通过导热结合材4与热管单元2相连，而且热管单元2上设置有散热翅片6，使LED芯片12产生的热量直接通过导热硅胶材料的导热结合材4传输给热管单元2，并通过热管单元2上的散热翅片6进行辅助散热，进一步提高了整体结构的散热效率。
具体地，其中的热管单元2可设置成不同的形状，包括以下两种，一种结构是，如图1和图2所示，设置为扁平管件结构，扁平管件结构的一端设置散热翅片6，使LED芯片12产生的热量通过热管单元2传输到散热翅片6的位置后散出去，起到辅助散热的作用，当然也可以在散热翅片6的周围增设风扇，产生强制对流效果，进一步提高散热效率；其中的印制电路板3与扁平管件结构相隔一段距离，使印制电路板3直接将热量散失在空气中。另一种结构是，如图3所示，热管单元2设置为平板管件结构，为整体式结构，可根据需要设置其大小，减少了制作工序，提高了结构的稳定性，平板管件结构的下端覆盖设置散热翅片6，提高了整体的散热效率；印制电路板3可通过粘接的方式连接在平板管件结构上，通过平板管件结构的热管单元2将印制电路板3产生的热量及时散出去，进一步提高了整体的散热效率，提高了发光二极管照明模块的使用寿命。
另外，如图1、图2和图3所示，印制电路板3上设置有导光板7，导光板7的截面设置为等腰三角形，使导光板7两侧的LED元件发出的光更集中，提高了光的利用率，可增加发光二极管照明模块的亮度。
本实用新型提供的为发光二极管照明模块，在正常使用时可将多个模块组合使用，根据需要可将多个如图2所示的模块组合在一起，固定在载体(板件)上使用，图3所示的模块为最小的单元，在平板管件结构的热管单元2上可设置阵列式的LED元件1和印制电路板3，满足光源需求。
综上，本实用新型提供的发光二极管照明模块整体结构简单稳定，制作工艺简单，制作成本低，可将LED元件产生的热量快速传输到热管单元进行散热，提高了散热效率，提高了LED元件的发光效率和使用寿命。
以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
Claims (8)
1.一种发光二极管照明模块，其特征在于，包括LED元件(1)、热管单元(2)和印制电路板(3)，所述LED元件(1)通过导热结合材(4)与热管单元(2)相连，所述LED元件(1)包括封装壳体(11)及其内部设置的含有两个电极的LED芯片(12)，所述LED芯片(12)的两个电极分别通过引线(5)向热管单元(2)的一侧引出后与所述印制电路板(3)电气连接。
2.根据权利要求1所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述热管单元(2)设置为密封的金属管件结构，包括管壳(21)以及管壳(21)内部的设置的管芯(22)、蒸汽腔(23)，管壳(21)的内壁上设置所述管芯(22)，所述管芯(22)设置成毛细管，所述管芯(22)内设置有实现液体与蒸汽之间相变传热的工作液体，所述管壳(21)的中部设置有蒸汽腔(23)。
3.根据权利要求1所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述LED芯片(12)的背面露出所述封装壳体(11)，所述LED芯片(12)和所述封装壳体(11)通过所述导热结合材(4)与热管单元(2)相连。
4.根据权利要求3所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述导热结合材(4)设置为导热硅胶材料。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述热管单元(2)上设置有散热翅片(6)。
6.根据权利要求5所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述热管单元(2)设置为扁平管件结构，所述扁平管件结构的一端设置所述散热翅片(6)；所述印制电路板(3)与所述扁平管件结构相隔一段距离。
7.根据权利要求5所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述热管单元(2)设置为平板管件结构，所述平板管件结构的下端覆盖设置所述散热翅片(6)；所述印制电路板(3)设置在所述平板管件结构上。
8.根据权利要求5所述的发光二极管照明模块，其特征在于：所述印制电路板(3)上设置有导光板(7)，所述导光板(7)的截面设置为等腰三角形。
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