TW201435290A - 引導對流流動之散熱器 - Google Patents

Abstract

[課題]得到有效率的散熱效果並同時輕量化重量。[解決手段]散熱器(10)是在四角形的金屬鋼板(11)的表面施以薄膜塗佈0.009mm~0.025mm厚、添加混合有聚酯樹脂、氫氧化鋁Al(OH)3、黑碳、或是石墨粉末之至少其中1種的散熱塗佈劑(12)；於金屬鋼板(11)的兩側施以鈑金彎形加工，得以擴大來自點燈單元(1)所要發散的熱的散熱面積、形成凹凸形狀之引導空氣對流流動之隧道型之第1空氣流路部(13)及溝形之第2空氣流路部(14)；於第1空氣流路部(13)的上部，用以空氣流動的通氣口(13a)開孔有多數個。

Description

引導對流流動之散熱器

本發明是有關散熱器，更具體而言，是有關一種散熱器，其係改善散熱器及適用其之散熱塗佈劑，在具有效率的散熱效果並兼顧散熱器重量的輕量化之下防止彎形加工時的外部塗佈劑的毀損，並引導可以使關連到有效率的散熱效果的散熱器之電器的壽命大幅提升的對流流動。

一般的散熱方式，是有：在熱源(發熱元件)與散熱器等的散熱體之間的熱界面材料(Thermal Interface Material)之所謂的導熱性膏狀物、導熱性丙烯酸發泡膠帶(acrylic foam tape)、矽膠墊(silicon pad)、石墨、PCM、熱導管(Heat pipe)等之內在的方法。

如上述般的熱界面材料，是僅擔任熱源與散熱器間的熱傳遞的任務，散熱、熱釋放是由實質上的散熱器來進行的緣故，為了構築優秀的散熱系統，增加散熱器的體積的形狀之所謂的細桿型式(pin type)成為主流。

作為與上述散熱器關連的製品的例子，在最 近，是被使用在多樣性發賣有關連到發光二極體照明的電器製品。

另外，與散熱技術相關連的發光二極體(LED)，是利用半導體的p-n接面構造，作成注入少數載子(電子或是電洞)，藉由這些的再結合使其發光，在各式各樣的產業領域開發出應用有LED之各式各樣的製品並適用，特別是高亮度的LED燈，是有著其壽命為半永久的，同時消耗電力非常低的優點，實情是用來代替以往的螢光燈或白熾燈、鈉汽燈、水銀燈等之各式各樣的照明。

經由使用LED燈來交換含有各式各樣的有害物質且壽命較短的現有電燈的方式，具有可以減少環境污染的效果，以LED燈的低消耗電力可以得到節能效果。

但是，使用於上述的照明用之高亮度的LED，於產生在LED的驅動時的高溫的熱沒有適切地散熱的情況下，變成有著光量下降或燈的壽命縮短之致命的問題。

在此，有關適用在上述高亮度的LED燈之各式各樣的形態的散熱板(散熱器等)，上述LED燈是對應到其所使用時的設置環境，做多樣設置的緣故，上述LED燈的散熱構造是無關係於垂直或是水平狀態，應可保證一定的散熱性能。

作為以往所使用的散熱器之其中一例，舉例有揭示於專利文獻1之散熱器。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000-75406號專利公報

於圖4表示有與專利文獻1同樣的散熱器。如添附於圖4所示，以往的散熱器100，乃是鋁原材料擠製成形之製品，具有在板101上設有多數個鰭片102之形態，是附著於點燈單元(未圖示)來傳導所放射的熱並散熱到外部之構造。

如上述般的散熱器，乃是以不需要額外的後加工之鋁原材料所擠製成形的製品，製作成寬73mm、長73mm、高12mm之散熱器，發熱的點燈單元的尺寸為寬30mm、長30mm的面積，在進行發熱時，輸入電壓是給予5W，在基準溫度25℃(常溫)下檢查過的結果，在最高溫度為63.16℃的測試實際的溫度為62.94℃，在0.5℃的誤差範圍內，得知溫度為下降。

另一方面，添附的圖5乃是在以往的另一個例子之下所圖示散熱器100'，以摘錄並放大的圖所表示的樣子，為了於具有0.5~5mm的厚度的金屬鋼板103的表面提高散熱效果，塗佈厚度0.03mm~0.06mm的礦物陶瓷塗佈劑104，為了提高散熱面積，彎曲了兩側來使用。但是，陶瓷塗佈劑的特性上，塗佈過塗佈劑的厚度是比較厚 的緣故，在彎曲金屬鋼板的過程中，從彎曲部位陶瓷塗佈劑104毀損產生不良的緣故，是有散熱器的效果下降之問題點。

此亦藉由實驗結果而得知的情況下，散熱器為在金屬鋼板的兩側施以塗佈劑的塗佈後做鈑金彎形加工的製品，製作出寬73mm、長73mm、高12mm、厚0.6mm的散熱器，其中發熱的點燈單元的尺寸為寬30mm、長30mm的面積，進行發熱時，輸入電壓是給予5W，在基準溫度25℃(常溫)下檢查的結果，在最高溫度為64.99℃的測試條件下之實際的溫度為64.8℃，為減少0.5℃以內，倒不如說與圖4的散熱器相比，散熱性能差了1.83℃。

想必此為在對實施過散熱塗佈劑的金屬鋼板的兩側施以彎形加工中，如上述般，發生塗佈劑的破壞(破裂或剝離)，這個部分，導致散熱效果下降。

本發明是為了解決如上述般之以往的問題點，其目的為改善散熱器及適用其之散熱塗佈劑來得到有效率的散熱效果，同時輕量化散熱器的重量，防止彎形加工時外部塗佈劑的毀損。還有，可以大幅提升與散熱器相關連的電器的壽命，提供有引導對流流動之散熱器。

為了解決以上的課題，以下說明本發明所採用的手段。尚且，為了容易理解本發明，在以下對圖面的 參考符號便宜地書以括弧來附注，本發明其主旨並不限定於圖示的形態。

根據為了達成上述目的本發明，為一種貼附於點燈單元(1)的上部，傳導從點燈單元所放射出的熱來進行散熱的散熱器(10)，其特徵為：上述散熱器(10)是在四角形的金屬鋼板(11)的表面施以薄膜塗佈0.009mm~0.025mm厚度、添加混合有聚酯樹脂、氫氧化鋁Al(OH)3、黑碳(Black Carbon)、或是石墨粉末之至少其中1種的散熱塗佈劑(12)；於上述金屬鋼板(10)的兩側施以鈑金彎形加工，得以擴大來自點燈單元所要發散的熱的散熱面積、形成凹凸形狀之引導空氣對流流動之隧道型之第1空氣流路部(13)及第2空氣流路部(14)；於上述第1空氣流路部(13)的上部，開設有用以空氣流動之多數個孔(13a)。

有關本發明之上述第1空氣流路部(13)，特徵是被鈑金彎形加工成其剖面為容易空氣對流的形狀之所謂梯形的形狀。

有關本發明之上述金屬鋼板(11)，特徵是具有0.05mm~3mm的厚度。

有關本發明之散熱器，與既有的陶瓷原材料之散熱塗佈劑相比，利用把添加混合有聚酯樹脂、氫氧化鋁Al(OH)3、黑碳(Black Carbon)、或是石墨粉末之至少其中1種的散熱塗佈劑做超薄膜塗佈實施於金屬鋼板的表面的 方式，具有可以防止縱使於第1空氣流路部與第2空氣流路的彎形加工時從鈑金彎曲部分剝離塗佈劑而使得散熱效果下降，可以削減整體的散熱器的重量、體積與成本的優點，持有作為平穩的散熱效果，為可以大幅延長與散熱器相關聯的電子製品的使用壽命之效果。

1‧‧‧LED點燈單元

10‧‧‧散熱器(heat sink)

11‧‧‧金屬鋼板

12‧‧‧放射塗佈劑

13‧‧‧第1空氣流路部

13a‧‧‧通氣口

14‧‧‧第2空氣流路部

[圖1]為圖示本發明的散熱器之立體圖。

[圖2]為圖示有關本發明的散熱器之剖視圖。

[圖3]為表示有關本發明的散熱器適用到點燈單元進行散熱的狀態之剖視圖。

[圖4]為圖示以往的散熱器之立體圖。

[圖5]為表示先前例的散熱器適用到點燈單元的狀態之剖視圖。

以下，參閱添附了本發明的實施形態之圖1~圖3，如同接下來般進行更詳細的說明。

本實施形態之散熱器10，係如圖3所表示，貼附在點燈單元1的上部，傳導並散熱自點燈單元所放射出的熱。

上述散熱器10，係如圖2所示，於四角形的金屬鋼板11的表面施以薄膜塗佈0.009mm~0.025mm厚度、添 加混合有聚酯樹脂、氫氧化鋁Al(OH)3、黑碳(Black Carbon)、或是石墨粉末之至少其中1種的散熱塗佈劑12。

於上述金屬鋼板11的兩側，如圖1所示般，施以鈑金彎形加工，使得擴大來自點燈單元1所要放射的熱的散熱面積、形成凹凸形狀之引導空氣對流流動之隧道型之第1空氣流路部13及溝形之第2空氣流路部14；於上述第1空氣流路部13的上部，開設有用以空氣流動之多數個孔，形成通氣口13a。

作為上述通氣口13a的孔，可以採用各式各樣的形狀的孔。成形上述通氣口13a的第1空氣流路部13，其剖面為被彎曲成梯形形狀；第2空氣流路14，相繼於第1空氣流路部13以上部開放的方式施以鈑金彎形加工。

上述的金屬鋼板11，具有0.5mm~3mm的厚度。

以把如此構成之本發明的散熱器10安裝在點燈單元1的後方來使用的方式，可以得到如接下般的散熱作用。

關於是被拿來在使用了有關本發明之散熱器10的金屬鋼板11的表面施以塗佈處理的散熱塗佈劑12，是可以得到讓點燈單元1的印刷電路基板(PCB)的溫度下降的效果，在散熱器10的構造上以讓散熱塗佈劑12塗佈到金屬鋼板11的表面成薄膜的方式，因而具有減少散熱器10的重量之優點。

其結果，可以減少與散熱器10相關連的電子製品的整體的大小及重量，特別是塗佈處理散熱塗佈劑12成0.009mm~0.025mm的超薄膜的緣故，具有下述的優點：即便在彎曲金屬鋼板11的過程中，可以防止散熱塗佈劑從鈑金彎曲部位像既有的散熱器那般因陶瓷塗佈劑發生龜裂剝離。

還有，利用因上述散熱塗佈劑12所致的輻射更進一步優異地放出來自表面的熱，這個是在來自散熱器10形狀的面的散熱效果下讓散熱器本身進行全面性的熱釋放；還有，如圖3所示，沿著彎曲成凹凸形狀之第1空氣流路部13與第2空氣流路部14的表面，自然地引導如箭頭所示般的對流，變成與空氣的接觸面積變大。其結果，根據本發明的散熱器10，經由自然地引導對流流動的方式，在散熱面積為更加擴大的形狀及對流流動之下可以得到平穩的散熱效果。

根據本實施形態的散熱器10，在把於圖4所示之以往的鰭片型的散熱器所佔的面積可以減少10~20%左右的狀態下，透過實驗可以確認得到如以下般的散熱效果。

[實施例1]

在以寬73mm、長73mm、高12mm厚度0.6mm所製作出的散熱器之下，發熱的點燈單元的尺寸為以寬30mm、長30mm的面積來進行發熱時，輸入電壓是給予 5W，在基準溫度25℃(常溫)下檢查過的結果，最高溫度為58.42℃，與以既有的鰭片型所得的散熱溫度(63℃)相比，得知下降5℃的溫度。

如上述般的散熱效果特別是有關於散熱器10的形狀的面，上述第1空氣流路部13，其剖面是由金屬鋼板11鈑金彎形加工成梯形的形狀，得以讓空氣對流平順地進行。

還有，根據本發明的散熱器10，利用來自在常溫的空氣中形成隧道提高散熱面積的第1空氣流路部13與第2空氣流路14之空氣對流所致的散熱作用成為有效率的，把LED點燈單元1之主要部分的高熱降下來的方式是可以提升關聯到散熱器之電子製品的壽命。

另一方面，如上述般的散熱作用，透過開孔在第1空氣流路部13的上部之多數個通氣口13a來幫助常溫的空氣對流現象，具有如在圖3所圖示之箭頭的方向般傳導到散熱器的熱為更有效率地放出之效果。

尚且，本發明並不限定於上述的實施形態，在本發明的主旨的範圍內的變更皆被包含在本發明中。

10‧‧‧散熱器(heat sink)

11‧‧‧金屬鋼板

13‧‧‧第1空氣流路部

13a‧‧‧通氣口

14‧‧‧第2空氣流路部

Claims (3)

1. 一種引導對流流動之散熱器，係貼附於點燈單元的上部，傳導從點燈單元所發散出的熱來進行散熱之LED照明用散熱器；其特徵為：上述散熱器是在四角形的金屬鋼板的表面施以薄膜塗布0.009mm~0.025mm厚度、添加混合有聚酯樹脂、氫氧化鋁Al(OH)3、黑碳(Black Carbon)、或是石墨粉末之至少其中1種的散熱塗布劑；於上述金屬鋼板的兩側施以鈑金彎形加工，得以擴大來自點燈單元所要發散的熱的散熱面積、形成凹凸形狀之引導空氣對流流動之隧道型之第1空氣流路部及溝形之第2空氣流路部；於上述第1空氣流路部的上部，用以空氣流動的通氣口開孔有多數個。
2. 如請求項1之引導對流流動之散熱器，其中，上述第1空氣流路部，是被鈑金彎形加工成其剖面為容易空氣對流的形狀是所謂梯形的形狀。
3. 如請求項1之引導對流流動之散熱器，其中，上述金屬鋼板具有0.5mm~3mm的厚度。