CN201081166Y - 多通道散热的高功率led器件 - Google Patents
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Abstract
一种多通道散热的高功率LED器件，属基本电气元件领域。包括载有发光二极管光源的印刷电路板和位于印刷电路板下方的第一散热器，其在印刷电路板的上方和/或侧面，设置第二散热器，在发光二极管光源上方设置光学透镜，在发光二极管光源与光学透镜之间，设置荧光粉层，在发光二极管光源与荧光粉层以及发光二极管光源与第一散热器之间，设置硅胶层，其第二散热器和第一散热器通过紧固件固定成为一体。由于具有了多通道散热能力，其整体热量传递快、散热效果好，有助于开发更高功率、更高亮度的LED照明器件，可广泛用于高功率照明用发光二极管光源器件的制造领域，在汽车照明、交通灯、建筑照明、特种照明等领域，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于基本电气元件领域，尤其涉及一种照明用发光二极管光源器件的散热装置。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为一种新型的节能型照明体，因体积小、驱动电压低、反应速度快、耐震特性佳、使用寿命长及对环境危害低等特点，已被广泛应用。
高功率LED器件目前主要用于汽车照明、交通灯、建筑照明、特种照明等领域。
LED产生的光大致与强制通过二极管芯结的电流量成比例。故增加电流可以产生一个更大的光输出流量，即当施加的电流增加时，二极管芯结区会产生更多的光。
然而，这种方式遗留有热聚集问题，当热量变得过量时，容易损坏LED。
实践表明，LED不能加大输入功率的基本原因，是由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，输入功率越高，发热效应越大。温度的升高将导致器件性能的变化与衰减，甚至失效。因而，如何有效解决高功率LED器件散热问题变得日益突出。
减小LED温升效应的主要方法，一是设法提高器件的电光转换效率(又称外量子效率)，使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高器件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。
当前，市场上所采用的高功率LED发光灯，提高其器件热散失能力主要是将LED芯片产生的热量通过热传导方式经由芯片下方的印刷电路板传输到位于印刷电路板下方的散热装置(俗称热沉)，再通过热沉将热量散发到周围环境中，即热量主要是通过纵向方式进行传输，见图1。
公告日为2007年1月3日，公告号为CN2854812Y的中国专利中公开了一种“功率型LED光源装置”，其公开了一种“功率型LED光源装置”，该功率型LED光源装置采用半包封结构，其电极套件其中部设置有台阶孔，采用纯铜镀银材料制成的热沉式散热器安装在所述电极套件的台阶孔中，芯片位于热沉上方，连线将芯片与阴极电极和阳极电极连通；透镜位于电极套件的上方，由于采用导热与光、电***分离的结构，克服了传统铝基板表面覆盖PCB线路结构的缺点，大大提高了发光效率。结构简单，采用纯铜镀银材料作为热沉，大大提高了导热效率，提高了产品的抗衰老能力，使产品与外接电源连接更方便，与散热***结合更灵活更高效，方便产品的集成，使更大功率照明产品的实现成为可能。
现有技术方案的结构如图1所，其中1表示印刷电路板、2表示LED光源；黑色实心箭头表示热量经印刷电路板纵向传输方式，这导致热量传输被局限在纵向，而忽视了在印刷电路板中所含热量的横向传递，从而不利于热量更快传输及散失，因而不利于开发更高功率、更高亮度的LED照明器件。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多通道散热的高功率LED器件，其具有更佳的热量传输能力和散热效果，有助于开发更高功率、更高亮度的LED照明器件。
本实用新型的技术方案是：提供一种多通道散热的高功率LED器件，包括载有发光二极管光源的金属基印刷电路板和位于金属基印刷电路板下方的第一散热器，其特征是：在金属基印刷电路板上设置有至少一个发光二极管光源；在金属基印刷电路板的上方和/或侧面，设置第二散热器；在发光二极管光源上方设置光学透镜；在发光二极管光源与光学透镜之间，设置荧光粉层；在发光二极管光源与荧光粉层以及发光二极管光源与第一散热器之间，设置硅胶层；其第二散热器和第一散热器通过紧固件固定成为一体。
其所述的发光二极管光源的正/负电极分别与金属基印刷电路板的电路层相连，再经导线引出。
其所述的金属基印刷电路板与第二散热器之间构成嵌入式/嵌合式结构。
在所述的金属基印刷电路板与第二散热器之间，设置第一绝缘导热材料层。
在所述金属基印刷电路板与第一散热器之间，设置第二绝缘导热材料层。
其所述的第二散热器的表面，设置有沟槽式、沟道式或翼片式散热结构。
其所述的第一散热器为热沉式散热器。
所述的光学透镜与第二散热器固结。
所述的紧固件为螺丝。
与现有技术比较，本实用新型的优点是：
1.利用具有多沟道散热结构的散热器，既增加了散热面积，也使得LED光源所产生的热量可以通过纵向和横向较快传输，增强了热量传递效率。
2.因采用多沟道散热结构的散热器后，具有良好的散热效果，有效降低了LED芯片结温，增强了器件发光效率，具有较高亮度，适用于汽车照明、交通灯、建筑照明、特种照明等领域。
3.可以充分利用LED主动发光的显示方式，利用多个器件形成发光器件组件，形成多色彩、高亮度的大面积发光面源。
附图说明
图1是现有技术中热量传递路径示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3为实施例的具体结构示意图。
图中1为金属基印刷电路板，2为发光二极管光源，3为第二散热器，4为第一绝缘导热材料层，5为散热结构，6为第二绝缘导热材料层，7为紧固件，8为光学透镜，9为荧光粉层，10为硅胶层，11为第一散热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，现有技术方案的结构如图所示，其中印刷电路板1上设置有LED光源2，图中的黑色实心箭头表示热量经印刷电路板的传输方式和传递方向，这导致热量传输被局限在纵向，而忽视了在印刷电路板中所含热量的横向传递，从而不利于热量更快传输及散失，因而不利于开发更高功率、更高亮度的LED照明器件。
图2中，在金属基印刷电路板1的上方和/或侧面，设置了第二散热器3，金属基印刷电路板与第二散热器之间构成嵌入式/嵌合式结构，在金属基印刷电路板与第二散热器之间，设置了第一绝缘导热材料层4。
其第二散热器的表面，设置有沟槽式、沟道式或翼片式散热结构5。
第二散热器的材质可选铝质、铜质或其它具有高导热性能的材料。
由图中空心箭头所示的热量传递路径和方向可见，第二散热器的设置，使得金属基印刷电路板中的热量可进行多个通道/方向的热传导，不但可以纵向传输，而且可以横向传输和/或侧向传输，其整体热量传递快、散热效果好。
其第二散热器表面，设置沟槽式、沟道式或翼片式散热结构，增加了散热面积，满足多个通道/方向的散热需要，亦可采用有利于增加散热面积或散热速度的其它类型的散热结构。
图3中，在图2的结构基础上，在发光二极管光源上方设置了光学透镜8，在发光二极管光源与光学透镜之间，设置了荧光粉层9，在发光二极管光源与荧光粉层以及发光二极管光源与第一散热器之间，设置了硅胶层10，第二散热器和第一散热器11通过紧固件7(图中以螺丝为例)固定成为一体。
其发光二极管光源的正/负电极分别与金属基印刷电路板的电路层相连，再经导线引出(图中未示出)。为了便于其导线引出，第二散热器的一个侧面可留有导线引出通道或间隔。
在金属基印刷电路板与第一散热器之间，设置了第二绝缘导热材料层6。
其第一散热器为现有技术中的热沉式散热器或其他散热装置。
所述的光学透镜与第二散热器固结。
实际制造时，将至少一个发光二极管芯片配置于一印刷电路板上，通过固晶工艺将发光二极管芯片粘结于印刷电路板上，芯片的正、负电极分别与印刷电路板的电路层相连，再由导线引出；然后将印刷电路板嵌入具有散热结构的第二散热器中，两者之间的间隙用高导热系数的绝缘导热材料填充，再加入适量硅胶及放置一定形状的光学透镜，即可封装成器件；最后通过绝缘导热材料粘在第一散热器一铝质热沉上，通过螺丝固定在一起，使印刷电路板和辅助散热器与热沉粘结牢固，以更快传输热量。
设置第一、第二绝缘导热材料层的目的是为了更好的进行热量传输，确保散热效果。
由于本实用新型设置了第二散热器及其附属散热结构，增加了散热面积，使得其具有了多通道散热能力，金属基印刷电路板中的热量可进行多个通道/方向的热传导，其整体热量传递快、散热效果好，有助于开发更高功率、更高亮度的LED照明器件。
对本领域普通技术人员来说，可以根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
本实用新型可广泛用于高功率照明用发光二极管光源器件的制造领域，在汽车照明、交通灯、建筑照明、特种照明等领域，具有广阔的应用前景。
Claims (9)
1.一种多通道散热的高功率LED器件，包括载有发光二极管光源的金属基印刷电路板和位于金属基印刷电路板下方的第一散热器，其特征是：
在金属基印刷电路板上设置有至少一个发光二极管光源；
在金属基印刷电路板的上方和/或侧面，设置第二散热器；
在发光二极管光源上方设置光学透镜；
在发光二极管光源与光学透镜之间，设置荧光粉层；
在发光二极管光源与荧光粉层以及发光二极管光源与第一散热器之间，设置硅胶层；
其第二散热器和第一散热器通过紧固件固定成为一体。
2.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的发光二极管光源的正/负电极分别与金属基印刷电路板的电路层相连，再经导线引出。
3.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的金属基印刷电路板与第二散热器之间构成嵌入式/嵌合式结构。
4.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是在所述的金属基印刷电路板与第二散热器之间，设置第一绝缘导热材料层。
5.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是在所述金属基印刷电路板与第一散热器之间，设置第二绝缘导热材料层。
6.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的第二散热器的表面，设置有沟槽式、沟道式或翼片式散热结构。
7.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的第一散热器为热沉式散热器。
8.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的光学透镜与第二散热器固结。
9.按照权利要求1所述的多通道散热的高功率LED器件，其特征是所述的紧固件为螺丝。
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