[實(shí)用新型]一種高效散熱的大功率LED

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220540394.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202888236U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建國(guó);林明通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門乾球光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/48
• 分類號(hào): H01L33/48;H01L33/64
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及LED（Light-Emitting?Diode，發(fā)光二極管），特別是涉及一種具有高效的散熱效果的大功率LED。

背景技術(shù)

LED具有節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、小而輕等特點(diǎn)，是新一代的照明技術(shù)，廣泛應(yīng)用于景觀照明、汽車市場(chǎng)、交通燈市場(chǎng)、戶外大屏幕顯示和特殊工作照明等領(lǐng)域，正朝著高亮度、高色彩性、高耐氣候性、高發(fā)光均勻性的方向發(fā)展。高亮度的實(shí)現(xiàn)主要依靠高功率（>1W）。

隨著LED的功率越來(lái)越大，芯片的熱流密度越來(lái)越高，可利用的散熱物理空間越來(lái)越小，大功率LED的熱管理成為限制其大規(guī)模應(yīng)用和制造成本的關(guān)鍵問(wèn)題之一。國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的專家、學(xué)者做出了多方面的努力，并在理論和實(shí)際應(yīng)用方面取得了可喜的進(jìn)展。已開(kāi)發(fā)并獲得應(yīng)用的散熱技術(shù)包括散熱翅片、熱管、回路式熱管、平板式熱管、均溫板、風(fēng)扇、微通道熱沉、半導(dǎo)體制冷等。這些工作包括高導(dǎo)熱材料的選擇、開(kāi)發(fā)以及散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。多種散熱方式的巧妙搭配是LED散熱領(lǐng)域最有希望獲得突破的技術(shù)方向之一，目前雖有不少的工作報(bào)道，但電子元器件的散熱設(shè)計(jì)考慮的因素眾多，包括選材、熱阻、重量、維護(hù)要求、可靠性、成本、工藝實(shí)施可行性、冷卻效率、抗環(huán)境能力（沖擊、振動(dòng)、腐蝕）、環(huán)保、物理空間、復(fù)雜程度、功耗、對(duì)設(shè)備電性能的要求等，因此，高效散熱設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和難度不小，各散熱組件的最優(yōu)組合以及合理參數(shù)的擬定對(duì)于提高散熱器的性能是很重要的。

實(shí)用新型內(nèi)容

基于上述原因，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種高效散熱的大功率LED，采用熱電冷卻技術(shù)、均溫板技術(shù)、多孔熱沉和微型風(fēng)扇組合的優(yōu)化散熱方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)之不足。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種高效散熱的大功率LED，其包括LED模組、以及設(shè)于LED模組下的散熱器，所述散熱器包括熱電冷卻器、均溫板和熱沉，。所述熱電冷卻器、均溫板和熱沉依次疊放。

其中，熱電冷卻器包括冷端陶瓷板、冷端金屬導(dǎo)體、熱端金屬導(dǎo)體、Ｎ型半導(dǎo)體、Ｐ型半導(dǎo)體和熱端陶瓷板。所述冷端陶瓷板、冷端金屬導(dǎo)體、熱端金屬導(dǎo)體和熱端陶瓷板依次疊放，所述Ｎ型半導(dǎo)體和Ｐ型半導(dǎo)體分布于冷端金屬導(dǎo)體和熱端金屬導(dǎo)體之間，并形成半導(dǎo)體層。冷端陶瓷板和熱端陶瓷板優(yōu)選電絕緣的高導(dǎo)熱氮化物、碳化物或氧化物陶瓷材料；冷端金屬導(dǎo)體和熱端金屬導(dǎo)體優(yōu)選采用導(dǎo)熱和導(dǎo)電能力好的鋁、銅、銀、金或其合金；半導(dǎo)體層采用碲化鉍基、碲化鉛基、硅鍺基、鈷銻基、鐵硅基或其他熱電材料制成。該熱電冷卻器可以是一層或多層結(jié)構(gòu)。

均溫板包括外殼和置于外殼內(nèi)的工作介質(zhì)。其外殼優(yōu)選采用高導(dǎo)熱的金屬或陶瓷材料，其腔體內(nèi)工作介質(zhì)可以選用液體的工作介質(zhì)，該液體工作介質(zhì)的沸騰溫度要控制在20－100℃之間，例如水、甲醇、甲醛、乙醇、乙醛、丙醛、丙酮或其混合物，或其他沸點(diǎn)在此范圍的有機(jī)、無(wú)機(jī)液體材料也可作為工作介質(zhì)。腔體內(nèi)的工作介質(zhì)也可以是固態(tài)物質(zhì)，其熔點(diǎn)在20－100℃之間，可以是低熔點(diǎn)的金屬或合金、無(wú)機(jī)非金屬材料或有機(jī)材料。另外，該均溫板可與熱電冷卻器的熱端形成一體化結(jié)構(gòu)。

熱沉優(yōu)選使用多孔熱沉或梯度多孔熱沉。熱沉的材料包括高導(dǎo)熱的金屬或合金、高導(dǎo)熱的陶瓷材料或其組合。

作為更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述散熱器還包括微型風(fēng)扇，該微型風(fēng)扇設(shè)于熱沉的底部。一般選用功耗低、噪音小的普通微型風(fēng)扇即可。

本實(shí)用新型，采用熱電冷卻技術(shù)、均溫板技術(shù)、多孔熱沉和微型風(fēng)扇組合的優(yōu)化散熱方式，通過(guò)上述的主動(dòng)式和被動(dòng)式散熱元件結(jié)合的散熱方式，可以實(shí)現(xiàn)高的散熱效能，另外其工藝實(shí)施容易，成本相對(duì)低廉。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，如圖1所示，一種高效散熱的大功率LED，其包括LED模組1、以及設(shè)于LED模組下熱電冷卻器2、均溫板3、熱沉4和微型風(fēng)扇。

其中本例中的LED模組1為透鏡封裝，其包括LED晶粒11、上電極金線12、下電極13、藍(lán)寶石基片14、模壓硅膠穹頂15、熒光粉16、金屬圖形17和電路板18。