[實用新型]LED燈珠散熱結構

無效

• 申請號: 201020212200.0
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN201688373U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 陳衛華
• 申請（專利權）人: 陳衛華
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本實用新型涉及LED燈珠，具體指LED燈珠散熱結構。

背景技術

LED燈珠照明與傳統的白熾燈、日光燈等相比，具有不可比擬的優勢：LED燈發光(可見光)效率高，非常節能；不包含對環境與人體健康有危害的物質，如水銀等，也不會發出對人體有害的紫外光，因此環保無污染；工作溫度低(被稱為冷光源，工作溫度要求低于100℃)，而且材料大部分可以回收利用，因此是以后推廣的重點和趨勢。基于上述優勢，一些國家甚至提出了由LED燈取代傳統白熾燈、日光燈的日程表。但LED燈對散熱的要求也高，其散熱量占LED總電能消耗的75～85％，由于工作溫度低，使得散熱溫差變小，從而導致對散熱器的材料及散熱面積要求提高，成本增加。

實驗表明，如果LED照明燈具要達到50000小時工作壽命，LED燈珠結溫則不能超過70℃。而溫度每升高10℃，使用壽命將縮短一半以上，因此LED燈珠結溫控制和散熱非常具有現實意義，也是目前研究的熱點。如果僅僅依靠LED燈自身結構來散熱，效果非常有限，遠遠不能滿足實際使用目的。為了使其散熱達到一個相對理想的水平，就必然要借助外部專設的散熱器。現有的散熱器3為了兼顧成本和散熱效果，通常為鋁材，在LED燈珠1底座上設有專用于傳熱的用于與散熱器3結合的熱擴散板2，熱擴散板2為傳熱性能非常好的銅材。由于鋁質的散熱器和銅質的熱擴散板不能直接焊接在一起，因此目前的做法是將兩者通過螺釘6連接在一起，在兩者的結合面設有導熱硅膠4，通過導熱硅膠4強化熱傳導效果，見圖1，因此在熱擴散板上加工有連接孔。這種散熱結構存在以下不足：1、導熱硅膠存在老化和干凝問題，越到后面，導熱效果越差；2、對于一些體積很小的LED燈珠，在熱擴散板上加工連接孔比較困難，只能先將LED燈珠通過熱擴散板焊接在鋁基板或硬式印刷電路板上，再將鋁基板或硬式印刷電路板通過螺釘與散熱器連接，但這樣會增大熱阻，不利于熱量的迅速傳遞。

散熱問題和相對較高的成本，目前仍是阻礙大功率LED照明應用迅速普及的兩大難題。LED的每瓦流明已取得了很大改進，但LED的大多數電能均被轉化為傳導熱。此外，對于一般照明，將需要數個或者大量的LED放在一個模組中以達到所需的亮度。多個LED集中在有限的空間中，將進一步造成散熱困難。LED模塊溫度升高，導致LED的壽命降低，并加速LED的光衰(LED燈珠的工作溫度需控制在80℃以下)。溫度升高，還使LED輸出的光波長發生變化，改變顏色特征。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種能大幅提高散熱效果且工作可靠的LED燈珠散熱結構。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：LED燈珠散熱結構，LED燈珠底座上的熱擴散板與散熱器結合在一起；在散熱器的結合面上設有銅覆蓋層，熱擴散板通過與散熱器上的銅覆蓋層焊接(采用回流焊)固定的方式實現與散熱器的結合。

相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果：

1.實現了燈珠與散熱器的直焊，消除壓接方式界面材料和交界面熱阻，銅覆蓋層增強燈珠點熱源熱量向散熱器翅片擴散，故散熱效果大大得到改善。

2.因為不存在螺釘連接，故沒有連接孔，不但減少了加工工序，同時還增大了散熱面積，散熱效果進一步得到改善。

3.由于為冶金結合，不使用導熱硅膠，故工作溫度不受使用時間的影響，可以一直保持較低的工作溫度。

4.由于鋁表面銅覆蓋層不受異種材料熱應力及電化學腐蝕的影響，因此工作可靠穩定。

總之，本結構能將LED燈珠正常工作溫度從70多度降低到60來度，因此壽命可以延長到七萬多小時，大大節約了資源和維護費用。

附圖說明

圖1-現有技術結構示意圖。

圖2-本實用新型結構示意圖。

圖中，1-LED燈珠；2-熱擴散板；3-散熱器；4-導熱硅膠；5-銅覆蓋層；6-螺釘。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

參見圖2，從圖上可以看出，本實用新型LED燈珠散熱結構，主要涉及LED燈珠1底座上的熱擴散板2和散熱器3的結合。現有熱擴散板2為銅材，散熱器3為鋁材。本實用新型通過冶金結合方式在鋁散熱器3基板結合表面沉積一定厚度的銅覆蓋層5，熱擴散板2通過與散熱器上的銅覆蓋層5焊接的方式實現與散熱器3的結合。

本實用新型實現了燈珠-散熱器直焊，消除了壓接方式界面材料和交界面的熱阻，散熱效果顯著提高；且鋁表面銅覆蓋層不受異種材料熱應力及電化學腐蝕的影響，工作穩定可靠。