CN102840567A - 散热装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种散热装置，其具有：与待散热物体导热接触的第一散热结构(A)和第二散热结构(B)，其中，第一散热结构(A)包括多个第一散热片(1)以及第二散热结构(B)包括多个第二散热片(2)，其中，第一散热片(1)***到形成在第二散热片(2)中的空腔(3)中。此外，本发明还涉及一种上述类型的散热装置的制造方法。

Description

散热装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种散热装置。此外，本发明还涉及一种上述类型的散热装置的制造方法。
背景技术
当今的照明***中，以LED模块作为光源的照明***得到了越来越多的应用。LED模块对散热有很高的要求，因为散热直接影响LED模块的性能和寿命。为此，在现有技术中应用了多种材质和形状的散热装置，例如铝制的散热装置，其具有良好的散热性能，但其重量相对较大。因此现在越来越多的使用由导热塑料制成的散热装置。为了改善这种类型的散热装置的散热性能，通常在散热装置的圆周上设置有多个彼此均匀分布的散热片，并且在散热装置与LED模块的印刷电路板的接触面上布置有金属板或者筒状的金属***物，该金属板或者筒状的金属***物通常在制造散热装置的过程中就已经模制到了散热装置的导热塑料本体中了。然而，对于散热装置的散热性能来说，起决定性作用的是散热装置的各个散热片的散热能力。现有类型的塑料散热装置并不能本质上提高整个散热装置的散热性能。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种具有改善的散热性能的散热装置。该散热装置具有良好的散热性能，同时重量相对较轻，并且相对于传统的全金属散热装置价格更加低廉。本发明的另一目的是提出一种上述类型的散热装置的制造方法。
本发明的第一个目的通过一种散热装置由此实现，即该散热装置具有：与待散热物体导热接触的第一散热结构和第二散热结构，其中，第一散热结构包括多个第一散热片以及第二散热结构包括多个第二散热片，其中，第一散热片***到形成在第二散热片中的空腔中。根据本发明的散热装置通常应用在照明***中，尤其是应用在LED照明***中。作为光源的LED模块的芯片产生的热量通过承载LED芯片的印刷电路板传递给散热装置的第一和第二散热结构。根据本发明的散热装置能够快速地降低LED芯片结温，从而显著地提高LED芯片的发光效率，延长LED模块的使用寿命。
根据本发明提出，第一散热片具有比第二散热片高的导热性能。在本发明的设计方案中，第一散热片通常由铜、铝等纯金属制成，当然也可以由其他具有高的导热性能的金属制成。而第二散热片由导热塑料制成。由于第一散热片***到了第二散热片的空腔中，并且第一散热片具有更高的导热性能，这显著地提高了第二散热片的散热能力，进而提高了整个散热装置的散热能力，加快了从LED芯片上排散热量的速度，达到快速降低LED芯片结温的目的。
根据本发明的一个优选的设计方案，第一散热结构还具有承载组件，该承载组件承载通常设计为LED模块的待散热物体并与各个第一散热片导热连接。通过应用该承载组件，能够使来自LED模块的热量更加均匀地传递到各个第一散热片上，从而将热量均匀地排散出去。
优选的是，第二散热结构还具有基体，该基体具有容纳承载组件的容纳部。承载组件稳固地容纳在基体中，进而使作为LED模块的待散热物体也保持在基体中，由此，通过散热装置尽可能地将LED模块包围起来，这更加有利于对LED模块进行散热。
优选的是，承载组件包括叠置在一起的导热板和安装板，其中第一散热片分别嵌入到导热板和安装板中，并且安装板将各个第一散热片连接成一整体。导热板的一个面与待散热物体紧密接触，另一个面支承在安装板上，而安装板则抵靠在基体容纳部的相应的底面上。各个第一散热片又分别嵌入到导热板和安装板的侧边上。通过应用这种结构，各个第一散热片可以良好地保持在安装板上，并且又可以将来自导热板的热量均匀地传导出去。
进一步优选的是，导热板和安装板上分别开设有多个槽口，第一散热片分别***到槽口中，从而确保导热板与第一散热片的导热连接，以及安装板与第一散热片的固定连接。
根据本发明提出，第二散热片与基体由导热系数在1-4W/m·k之间的导热塑料一体制成。在本发明的优选的设计方案中，导热材料可以是PP、PPS、PA或ABS等材料。这种材料显著地降低了整个散热装置的重量，并且简化了制造工艺。
优选的是，与第一散热片一样，导热板也由导热系数大于4W/m·k的金属材料制成。在本发明的优选的设计方案中，导热板和第一散热片可以由铜基或铝基金属材料制成，当然也可以由其他具有高的导热性能的金属制成。来自LED芯片的热量可以通过该导热板快速地传递给第一散热片。
本发明的另一目的在于提出一种散热装置的制造方法，该方法包括以下步骤：a)提供具有多个第一散热片的第一散热结构；b)提供由导热塑料制成的第二散热结构，第二散热结构包括基体和在基体的外表面上径向向外延伸的第二散热片，其中，在第二散热片中形成有空腔；c)将第一散热片***到第二散热片的空腔中；d)利用导热塑料对第一散热片和第二散热片进行注塑包封。通过此方法制造的散热装置有良好的散热性能，同时重量相对较轻，并且相对于传统的全金属散热装置价格更加低廉。
优选的是，在步骤a)中还包括通过安装板将多个第一散热片连接成一整体的过程。通过该安装板可以使各个第一散热片稳固地连接在一起，从而在使第一散热片***到第二散热片的空腔中的过程更加简单。
进一步优选的是，在所述步骤a)中进一步包括在安装板上设置承载待散热物体的导热板，使导热板与各个第一散热片导热连接的过程。通过设置导热板，来自待散热物体的热量能够更加良好地传递到各个第一散热片上。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：
图1是根据本发明的散热装置的分解透视图；
图2是根据本发明的散热装置的第一散热结构的分解透视图；
图3a-图3e是根据本发明的制造方法的装配流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的散热装置的分解透视图。从图1中可见，散热装置包括第一散热结构A和第二散热结构B，其中第一散热结构A具有多个独立的第一散热片1，这些第一散热片1由金属制成，尤其是由铜或铝制成。此外，第一散热结构A还具有承载组件C，该承载组件C承载未示出的待散热物体，也就是LED模块，并且承载组件C与各个第一散热片1导热连接。在本发明的一个具体实施例中，承载组件C设计成一圆盘，并且各个第一散热片1均匀地插接在圆盘状的承载组件C的圆周上。
从图1中还可看到，根据本发明的散热装置还包括第二散热结构B，该第二散热结构B具有基体4，在该基体4设计成圆柱形的，并且在基体4的外表面上形成有与基体4一体制成的多个第二散热片2。此外，在基体4中还形成有容纳部5。在本发明的设计方案中，基体4和第二散热片2由导热塑料利用喷射注塑工艺一体制成。从图中可见，每个第二散热片2上都形成有一个空腔3，第一散热结构A的第一散热片1***到该空腔3中，从而形成完整的散热装置。为了使第一散热片1与第二散热片2更好地接触，在装配完成之后，可以通过融化的导热塑料可以填入到第一散热片1和第二散热片2之间的空隙中，并进行固化。在装配完成的散热装置中，第一散热片1完全地***到第二散热片的空腔3中，并且承载组件C容纳在容纳部5中。
图2示出了根据本发明的散热装置的第一散热结构A的分解透视图。从图中可见，该第一散热结构A包括多个第一散热片1以及构成承载组件C的导热板6和安装板7。在本发明的设计方案中，导热板6由铜或铝制成，并且安装板7由导热塑料制成。在导热板6和安装板7的圆周上均匀地开设有多个槽口8。第一散热片1分别***到各个槽口8中，从而将多个第一散热片1稳固地保持在安装板7上，以便于进行装配。在最终的装配状态下，安装板7抵靠在基体4的容纳部5的底面上，而导热板6的一个面抵靠在安装板上，另一面抵靠在待散热物体上，也就是LED模块上。同时，导热板6还与第一散热片1接触，从而将LED模块的热量传递到第二散热结构B上。
图3a-图3e示出了根据本发明的制造方法的装配流程图。首先在步骤a)中提供第一散热结构A，在该步骤中，首先提供多个第一散热片1、导热板6和安装板7(参见图3a)，然而将这些第一散热片1分别***到安装板7的相应的槽口8中，形成稳固的整体结构(参见图b)，最后在安装板7的上方放置导热板6，该各个第一散热片1也分别卡入到导热板6的槽口8中，从而与导热板形成良好的导热连接(参见图3c)。在步骤b)中提供由导热塑料制成的第二散热结构B，第二散热结构包括基体4和在基体的外表面上径向向外延伸的第二散热片2，其中，在第二散热片2中形成有空腔3(参见图3d)。在步骤c)中将第一散热片1***到第二散热片2的空腔3中；d)利用导热塑料对第一散热片1和第二散热片2进行注塑包封，由此形成根据本发明的散热装置(参见图3e)。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
参考标号
1    第一散热片
2    第二散热片
3    空腔
4    基体
5    容纳部
6    导热板
7    安装板
8    槽口
A    第一散热结构
B    第二散热结构
C    承载组件

Claims (13)

1.一种散热装置，特征在于，所述散热装置具有：与待散热物体导热接触的第一散热结构(A)和第二散热结构(B)，其中，所述第一散热结构(A)包括多个第一散热片(1)以及所述第二散热结构(B)包括多个第二散热片(2)，其中，第一散热片(1)***到形成在第二散热片(2)中的空腔(3)中。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片(1)具有比所述第二散热片(2)高的导热性能。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热结构(A)还具有承载组件(C)，所述承载组件(C)承载所述待散热物体并与各个所述第一散热片(1)导热连接。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述第二散热结构(B)还具有基体(4)，所述基体(4)具有容纳所述承载组件(C)的容纳部(5)。
5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述承载组件(C)包括叠置在一起的导热板(6)和安装板(7)，其中所述第一散热片(1)分别嵌入到所述导热板(6)和所述安装板(7)中，并且所述安装板(7)将各个所述第一散热片(1)连接成一整体。
6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述导热板(6)和所述安装板(7)上分别开设有多个槽口(8)，所述第一散热片(1)分别***到所述槽口(8)中。
7.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二散热片(2)与所述基体(4)由导热系数在1-4W/m·k之间的导热塑料一体制成。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述导热塑料是PP、PPS、PA或ABS材料。
9.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片(1)和所述导热板(6)由导热系数大于4W/m·k的金属材料制成。
10.根据权利要求9所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片(1)和所述导热板(6)由铜基或铝基金属材料制成。
11.一种散热装置的制造方法，其特征在于以下步骤：
a)提供具有多个第一散热片(1)的第一散热结构(A)；
b)提供由导热塑料制成的第二散热结构(B)，所述第二散热结构(B)包括基体(4)和在所述基体(4)的外表面上径向向外延伸的第二散热片(1)，其中，在所述第二散热片(2)中形成有空腔(3)；
c)将所述第一散热片(1)***到所述第二散热片(2)的所述空腔中(3)；
d)利用导热塑料对所述第一散热片(1)和所述第二散热片(2)进行注塑包封。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤a)中还包括通过安装板(7)将多个所述第一散热片(1)连接成一整体的过程。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤a)中进一步包括在所述安装板(7)上设置承载待散热物体的导热板(6)，使所述导热板(6)与各个所述第一散热片(1)导热连接的过程。
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