專利名稱：一種高功率led的散熱裝置的制作方法
技術領域：
一種高功率LED的散熱裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種電子和光學元器件的散熱裝置，特別涉及一種高功率LED (light emitting diode,發(fā)光二極管)的散熱裝置。
背景技術：
[0002]LED半導體照明是繼白熾燈、日光燈和稀有氣體燈之后的第四代電光源，因其高效率、長壽命，節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點，己成為世界各地光源和燈具研究機構競相開發(fā)、努力獲取的目標，是未來照明領域的明星行業(yè)。當LED的功率在20W以上時，被認為是高功率，解決高功率LED散熱問題是LED照明的一個關鍵問題。為保證LED的散熱效果，目前普遍采用的方法是使用一定數(shù)量的片狀散熱器將熱量傳遞到空氣中去，人們?yōu)榱嗽鰪娚嵝Ч?，通常通過增加散熱翅片的面積和數(shù)量，這樣使得燈具變得比較笨重，而且單一的散熱翅片的熱傳導效率低，使LED芯片的熱量不能快速傳導到散熱翅片上，從而導致LED芯片出現(xiàn)熱量積聚，溫度升高，影響LED的使用壽命。因此僅使用單一的散熱翅片已無法滿足高功率LED的散熱需求。[0003]在公告號為CN 101275734B的中國發(fā)明專利申請公開了一種大功率LED的散熱裝置，該散熱裝置包括大功率LED、蒸發(fā)器、循環(huán)管、冷凝器和儲液器，蒸發(fā)器、冷凝器和儲液器通過循環(huán)管依次連接，大功率LED發(fā)出的熱量通過焊接材料及蒸發(fā)器的壁面?zhèn)鞯秸舭l(fā)器時，蒸發(fā)器內(nèi)部的絲網(wǎng)毛細結構及蒸發(fā)器內(nèi)部的工質(zhì)同時被加熱，蒸發(fā)器中的工質(zhì)加熱后變成蒸汽，將大功率LED產(chǎn)生的熱量帶走，工質(zhì)變成蒸汽體后在循環(huán)管中流動，循環(huán)管通過其外部的冷凝器將蒸汽工質(zhì)冷卻成液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)流回到蒸發(fā)器中的絲網(wǎng)毛細結構中。該散熱裝置通過循環(huán)管外面的冷凝器對工質(zhì)進行冷卻降溫處理，該冷凝器和循環(huán)管壁直接接觸，只是對接近循環(huán)管壁的工質(zhì)冷卻效果較好，其冷卻的面積也較小，需要通過增大循環(huán)管橫截面積來增大冷卻面積，但是基于LED燈具尺寸不易做的過大，所以該散熱裝置的循環(huán)管橫截面積也就不能做的過大，故該散熱裝置的散熱效果并沒有明顯的得到提高； 該散熱裝置為了防止蒸發(fā)器中的蒸汽進入儲液器，需要在蒸發(fā)器和儲液器之間設置蒸汽擋板，使得散熱裝置的結構更加復雜。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種散熱效果好，結構簡單，能高效地解決高功率LED的散熱問題的散熱裝置。[0005]本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座、金屬蓋板和金屬基板，所述高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；所述金屬蓋板和金屬基板固定連接在一起；所述金屬基板上設置有用于存放工質(zhì)的補償室；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上鑲嵌有毛細芯，所述毛細芯鑲嵌在金屬基板上的位置與高功率LED燈基座的位置相對應，所述金屬蓋板與毛細芯接觸的位置上刻有多個蒸汽槽道；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上還刻有多個冷凝部平衡槽道，所述金屬基板在冷凝部平衡槽道相應的位置上安裝有翅片組；所述金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補償室之間均刻有槽道。[0006]優(yōu)選的，所述毛細芯通過高溫燒結的方式鑲嵌在金屬基板上，所述毛細芯為銅粉末燒結而成的長方體粉體，所述毛細芯為疏松多孔狀。[0007]優(yōu)選的，所述補償室上設置有一個用于注入工質(zhì)的注液口，所述工質(zhì)為水、乙醇或丙酮。[0008]優(yōu)選的，所述翅片組的材質(zhì)為鋁，通過導熱粘合劑與金屬基板表面粘合。[0009]優(yōu)選的，所述高功率LED燈基座通過導熱膠安裝在金屬蓋板上。[0010]優(yōu)選的，所述金屬基板和金屬蓋板的材質(zhì)均為銅；所述金屬蓋板和金屬基板均為平板狀，它們的厚度為5 10_ ;所述金屬蓋板和金屬基板通過焊接的方式連接在一起。[0011]優(yōu)選的，所述蒸汽槽道的寬度為I 2mm，蒸汽槽道之間的間距為I 3mm ;所述冷凝部平衡槽道的道數(shù)為4 5道，所述冷凝部平衡槽道的寬度為4 5mm。[0012]優(yōu)選的，所述金屬蓋板上設置有與所述蒸汽槽道相通的蒸汽出口，所述金屬基板上設置有與所述冷凝部平衡槽道相通的冷凝部工質(zhì)進口和冷凝部工質(zhì)出口。[0013]本實用新型散熱裝置的工作原理如下[0014]工質(zhì)通過注液口注入到補償室，補償室中的工質(zhì)在毛細芯的毛細力作用下進入毛細芯，當LED燈工作時，LED燈散發(fā)的熱量進入金屬蓋板，毛細芯中的工質(zhì)受熱，工質(zhì)在受熱后沸騰產(chǎn)生蒸汽并且進入蒸汽槽道，蒸汽槽道中的蒸汽進入到冷凝部平衡槽道，冷凝部平衡槽道中的多個平衡槽道對蒸汽進行分流，降低蒸汽流動阻力，增強冷凝效果，同時通過金屬基板上的翅片組將工質(zhì)的熱量散發(fā)到空氣中去，蒸汽在冷凝部平衡槽道中冷卻降溫變成液態(tài)，變成液態(tài)的工質(zhì)流回到補償室，工質(zhì)就在該裝置中不斷循環(huán)流動，高效地將熱量運輸?shù)嚼淠科胶獠鄣馈0015]本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果[0016](I)本實用新型裝置的金屬基板上刻有多個冷凝部平衡槽道用于分流蒸汽，能有效增大冷卻面積，增強冷凝效果，同時降低了蒸汽流動阻力，大大提高了散熱效果。當LED 的功率增大時，可以通過適當?shù)脑黾永淠科胶獠鄣赖牡罃?shù)來增大裝置的冷卻面積，加快散熱速度，可見該裝置具有散熱效果好，適用性強的優(yōu)點。[0017](2)本實用新型利用環(huán)路熱管技術與均熱板技術的結合，利用內(nèi)部工質(zhì)狀態(tài)的變化實現(xiàn)熱量的快速輸送，并且該裝置的工質(zhì)可以重復循環(huán)使用，使得本實用新型的裝置具有成本低、環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)點。[0018](3)本實用新型裝置的金屬基板、金屬蓋板和毛細芯均采用高導熱材料銅，能夠讓整個裝置具有很強的導熱性能。[0019](4)本實用新型使用的金屬蓋板和金屬基板為表面扁平的平板狀，因此受熱部位與冷卻部位都能與LED燈基座及翅片組緊密接觸，使得接觸熱阻大大降低。[0020](5)本實用新型的蒸汽槽道和補償室是分開設置的，不需要在蒸汽槽道和補償室之間設置蒸汽擋板，使該裝置的結構變得更為簡單。


[0021]圖I是本實用新型裝置的主視圖。[0022]圖2是本實用新型裝置金屬基板的俯視圖。[0023]圖3是本實用新型蒸汽槽道示意圖。
具體實施方式
[0024]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。[0025]實施例[0026]如圖1-3所示，本實用新型一種高功率LED的散熱裝置包括高功率LED燈基座5、 金屬蓋板I和金屬基板2。高功率LED燈基5座通過高性能導熱膠安裝在金屬蓋板I上； 金屬蓋板I和金屬基板2緊密的焊接在一起；金屬基板2與金屬蓋板I接觸的一面上鑲嵌有毛細芯3，毛細芯3鑲嵌在金屬基板2上的位置與高功率LED燈基座的位置相對應，通過高溫燒結的方式使毛細芯3與金屬基板2內(nèi)壁緊密連接；金屬蓋板I與毛細芯3接觸的位置上刻有多個蒸汽槽道12，在金屬蓋板I上設置有與所有的蒸汽槽道12均相通的蒸汽出口 7 ;金屬基板2上設置有補償11室，用于存放工質(zhì)，補償室11上還設有一個供工質(zhì)進入的注液口 6 ;金屬基板2金屬蓋板I接觸的一面上刻有多個冷凝部平衡槽道10，在金屬基板2 上設置有與冷凝部平衡槽道10相通的冷凝部工質(zhì)進口 8和冷凝部工質(zhì)出口 9 ;金屬基板2 在冷凝部平衡槽道10相應的位置上通過導熱粘合劑粘合有鋁制的翅片組4，金屬基板2在蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10·之間以及冷凝部平衡槽道10與補償室11之間均刻有槽道。[0027]蒸汽槽道12通過蒸汽出口 7、蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道以及冷凝部工質(zhì)進口 8與冷凝部平衡槽道10相通，蒸汽槽道中的蒸汽通過蒸汽出口、蒸汽槽道 12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道以及冷凝部工質(zhì)進口 8進入到冷凝部平衡槽道10中。[0028]冷凝部平衡槽道10通過冷凝部工質(zhì)出口 9以及冷凝部平衡槽道10與補償室11 之間的槽道與補償室11相通，故液態(tài)工質(zhì)可以通過冷凝部工質(zhì)出口 9以及蒸汽槽道12與冷凝部平衡槽道10之間的槽道進入到補償室中。[0029]本實施例的金屬基板I、金屬蓋板2和毛細芯3的材質(zhì)均為高導熱材料銅。本實施例選用水作為工質(zhì)，也可用乙醇或丙酮等與銅能長期相容的液體替代水，工質(zhì)通過補償室上的注液口 6進入到補償室11。[0030]其中上述毛細芯3為金屬銅粉末燒結而成的長方體粉體，它的結構為疏松多孔狀，金屬蓋板I上的蒸汽槽道12的寬度為I 2mm,本實施例中選定為I. 5mm ;蒸汽槽道12 之間的間距為I 3mm，本實施例中選定為2mm ;金屬基板2上的冷凝部平衡槽道10的道數(shù)為4 5道，本實施例中選定為4道；冷凝部平衡槽道10的寬度為4 5mm，本實施例中選定為4. 5mm。金屬蓋板I和金屬基板2為平板狀，其厚度為5 IOmm,本實施例中選定為 8mm ο[0031]當工質(zhì)通過注液口 6進入到補償室11后，使用真空設備將金屬蓋板I和金屬基板 2之間的內(nèi)腔抽成真空狀態(tài)，然后封閉注液口 6。補償室11中的工質(zhì)在毛細芯3的毛細力作用下進入毛細芯3，當LED燈工作時，熱量進入金屬蓋板1，毛細芯3受熱，由于整個內(nèi)腔處于真空度極低的狀態(tài)，工質(zhì)很容易發(fā)生變化，工質(zhì)在受熱后沸騰產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進入蒸汽槽道12，通過蒸汽出口 7沿著蒸汽槽道12和冷凝部平衡槽道11之間的槽道到達冷凝部工質(zhì)5進口 8，金屬基板2上的多個冷凝部平衡槽道10對蒸汽進行分流，通過金屬基板2上的翅片組4將蒸汽的熱量散發(fā)到空氣中去，使得蒸汽在冷凝部平衡槽道10中冷卻降溫變成液態(tài)， 變成液態(tài)的工質(zhì)通過冷凝部工質(zhì)出口 9沿著冷凝部平衡槽道10與補償室11之間的槽道流回到補償室11，工質(zhì)就這樣不斷循環(huán)流動，高效地將熱量運輸?shù)嚼淠科胶獠鄣?0。補償室11的作用是儲存液態(tài)工質(zhì)，防止毛細芯3出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。金屬基板2上的多個冷凝部平衡槽道10降低了蒸汽流動阻力，增大了冷卻面積，同時增強了冷凝效果。當LED的功率增大時，可以通過適當?shù)脑黾永淠科胶獠鄣赖牡罃?shù)來增大裝置的冷卻面積。[0032]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，如本實用新型的散熱裝置還可以用于其他電子元器件的散熱，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座，其特征在于還包括金屬蓋板和金屬基板，所述高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；所述金屬蓋板和金屬基板固定連接在一起；所述金屬基板上設置有用于存放工質(zhì)的補償室；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上鑲嵌有毛細芯，所述毛細芯鑲嵌在金屬基板上的位置與高功率LED燈基座的位置相對應，所述金屬蓋板與毛細芯接觸的位置上刻有多個蒸汽槽道；所述金屬基板與金屬蓋板接觸的一面上刻有多個冷凝部平衡槽道，所述金屬基板在冷凝部平衡槽道相應的位置上安裝有翅片組；所述金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補償室之間均刻有槽道。
2.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述毛細芯通過高溫燒結的方式鑲嵌在金屬基板上，所述毛細芯為銅粉末燒結而成的長方體粉體，所述毛細芯為疏松多孔狀。
3.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述補償室上設置有一個用于注入工質(zhì)的注液口，所述工質(zhì)為水、乙醇或丙酮。
4.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述翅片組的材質(zhì)為鋁，通過導熱粘合劑與金屬基板表面粘合。
5.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述高功率LED燈基座通過導熱膠安裝在金屬蓋板上。
6.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述金屬基板和金屬蓋板的材質(zhì)均為銅；所述金屬蓋板和金屬基板均為平板狀，它們的厚度為·5 10_ ;所述金屬蓋板和金屬基板通過焊接的方式連接在一起。
7.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述蒸汽槽道的寬度為I 2mm，蒸汽槽道之間的間距為I 3mm ;所述冷凝部平衡槽道的道數(shù)為4 5道，所述冷凝部平衡槽道的寬度為4 5mm。
8.根據(jù)權利要求I所述的高功率LED的散熱裝置，其特征在于所述金屬蓋板上設置有與所述蒸汽槽道相通的蒸汽出口，所述金屬基板上設置有與所述冷凝部平衡槽道相通的冷凝部工質(zhì)進口和冷凝部工質(zhì)出口。
專利摘要本實用新型公開了一種高功率LED的散熱裝置，包括高功率LED燈基座、金屬蓋板和金屬基板，高功率LED燈基座安裝在金屬蓋板上；金屬蓋板和金屬基板連接；金屬基板上設置有用于存放工質(zhì)的補償室；金屬基板與金屬蓋板接觸的一面鑲嵌有毛細芯并且刻有多個冷凝部平衡槽道，金屬蓋板與毛細芯接觸的位置上刻有多個蒸汽槽道，金屬基板在冷凝部平衡槽道相應的位置上安裝有翅片組；金屬基板在蒸汽槽道與冷凝部平衡槽道之間以及冷凝部平衡槽道與補償室之間均刻有槽道。本實用新型裝置的多個冷凝部平衡槽道用于分流蒸汽，增大了冷卻面積，增強冷凝效果，同時降低了工質(zhì)流動的阻力，大大提高了散熱效果。本實用新型裝置還具有結構簡單、成本低等優(yōu)點。
文檔編號F21V29/00GK202747281SQ20122027860
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2012年6月13日
發(fā)明者汪雙鳳, 霍杰鵬, 羅婉霞, 饒中浩, 林梓榮, 陳錦芳, 胡艷鑫, 張維 申請人:華南理工大學, 廣州廣日電氣設備有限公司