[實用新型]大功率發光二極管路燈的蒸汽腔散熱結構

有效

• 申請號: 200720073750.7
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN201081205Y
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 劉勝;羅小兵;熊慰;陳明祥;甘志銀
• 申請（專利權）人: 廣東昭信光電科技有限公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;H01L23/427;H01L25/00;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所
• 代理人: 李平

技術領域

本實用新型涉及一種電子器件的散熱裝置，特別涉及一種大功率發光二極管路燈的蒸汽腔散熱結構。

背景技術

現有的大功率發光二極管(LED)路燈熱沉均采用傳統的自然對流翅片散熱方法，將封裝好的芯片實現電學，光學和熱學的機械組合。其中熱學部分的做法是采用翅片擴大對流換熱面積從而加強對流換熱效果，具有一定厚度和間距的翅片陣列以及基板組成了整個路燈散熱結構的外部熱沉部分。傳統的自然對流熱沉翅片和基板是一體結構的，參見圖1。這種方法對于多芯片且每個芯片間距較大即整個芯片陣列的尺寸較大的路燈散熱效果不錯，此時整個熱沉尺寸也較大。但上述散熱方案有一顯著的特點，犧牲尺寸達到較好的散熱效果。熱沉尺寸較大，產品的制作成本較高，在單芯片封裝功率不太大的情況下即芯片陣列較大時，大尺寸的熱沉還可與較大尺寸的芯片陣列匹配。但隨著技術的不斷進步，單芯片封裝功率的不斷增加，小尺寸上的芯片陣列也可滿足照明所流明要求，如果在這樣的芯片上連接原來的外部熱沉來達到散熱的目的將會產生兩個很不利的影響：一、小尺寸的熱源和大尺寸的熱沉匹配，熱流流經交界面時會因橫截面不同產生一個較大的擴散熱阻，這樣會降低整個熱沉的散熱效果；二、小尺寸的芯片陣列和大尺寸的熱沉匹配，不但造成材料上的浪費同時破壞整體美觀效果。

發明內容

本實用新型的發明目的針對已有技術中存在的缺陷，提供一種大功率發光二極管路燈的蒸汽腔散熱結構。

本實用新型采用蒸汽腔散熱結構，主要包括：LED芯片陣列，熱沉基板，熱沉翅片，冷卻介質，毛細網，密封圈，其特征在于所述熱沉基板內設有蒸汽腔，蒸汽腔內充有冷卻介質。由于蒸汽腔內注入適量的合適的冷卻介質-液體，當LED芯片在工作過程中散發熱量通過熱沉基板傳導到蒸汽腔下部，蒸汽腔中的冷卻液體發生相變，使其蒸發或汽化帶走熱量，隨著氣體的上升遇到上部連接著熱沉翅片，因其溫度較低氣體液化放熱，氣體液化后重新積聚在基板下層結構上。

本實用新型的熱沉基板內設有的蒸汽腔內還設有一毛細網，毛細網平行于蒸汽腔。由于毛細網的作用，液體能夠很好的散開均勻吸收熱沉下層結構熱量相變為氣體并進行再一次的循環。

本實用新型的優點是采用蒸汽腔散熱結構，體積小，導熱效率高，散熱效果好，同等條件下會優于純金屬散熱器的導熱傳熱效果，其次采用毛細網使冷卻液受熱均勻，熱流均勻，達到減小擴散熱阻的目的。

附圖說明

圖1傳統的自然對流熱沉翅片和基板主視圖；

圖2a本實用新型的熱沉翅片主視圖和俯視圖；

圖2b本實用新型的熱沉基板剖面圖和俯視圖；

圖3a、圖3b本實用新型的熱沉結構示意圖；

圖4本實用新型采用自然對流的熱沉結構示意圖；

圖5本實用新型采用強迫對流的熱沉結構示意圖。

1熱沉翅片、2熱沉基板、3螺栓孔、4密封槽、5液體、6毛細網、7密封圈、8LED芯片陣列、9尺寸較大的LED芯片陣列、10散熱風扇、21蒸汽腔

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本實用新型的實施例：

本實用新型的熱沉在路燈傳統散熱熱沉(參見圖1)的基礎上加工時分為熱沉翅片1和熱沉基板2兩部分，以熱沉基板2中心為圓心加工出一空槽形成蒸汽腔21，參見圖2a、圖2b，該蒸汽腔21根據需要也可以加工為其他形狀，該蒸汽腔21為蒸汽腔，在蒸汽腔21蒸汽腔內注入適量的合適的液體5，該液體可蒸發或汽化發生相變，本實施例的液體5采用乙醇，在蒸汽腔21放入尺寸合適的毛細網6，毛細網6平行于蒸汽腔21，熱沉基板2上表面加工一圓環形的密封槽4與螺栓孔3，密封圈7放入密封槽4，利用螺栓將熱沉基板2與熱沉翅片1壓緊密封，參見圖3。最后將LED芯片陣列8貼裝在熱沉基板2的下表面。芯片在工作過程中散發熱量通過熱沉基板2傳導到蒸汽腔21下部，蒸汽腔21下部中的液體5發生相變，使其蒸發或汽化帶走熱量，隨著氣體的上升遇到上部連接著熱沉翅片1，因其溫度較低氣體液化放熱，氣體液化后重新積聚在熱沉基板2下層，由于毛細網6的作用，液體5能夠很好的散開均勻吸收熱沉基板2下層熱量相變為氣體并進行再一次的循環。

當LED芯片陣列8功率不是很大的情況下，自然對流就可達到散熱目的，熱沉基板尺寸相對于熱源尺寸還是較大時可將本實用新型應用于熱沉基板減小擴散熱阻的產生，使熱流分布均勻。參見圖4。

當LED芯片陣列9功率較大的情況下，自然對流不能達到散熱目的時，可采用外加風扇的主動散熱方式。參見圖5。