[发明专利]集成热传递构件的方法及LED装置

说明书

本发明涉及集成热传递构件以通过注塑导热树脂来提供集成复合构件的方法。

发明背景

从高强度和更长工作寿命的角度来看，将发光二极管(LED)作为光源使用是值得考虑的。US 6211626公开了一种LED发光模块，它具有热传递构件和LED系统以及包括导热树脂的热连接。液晶显示器(LCD)用光源以及室内或室外照明用光源被视为是这种模块的具体应用。

JP 2007-109656公开了使用LED作为LCD背光源的发明。当将此类LED用于照明时，通过组合多种颜色(例如红色、蓝色和绿色)得到LED阵列以便发射白光。将LED成形为设置在金属芯印刷电路板(MCPCB)上的LED阵列。通常，使用热界面材料(TIM)，例如导热片和油脂，将MCPCB接合到金属底座上以减小介于MCPCB和底座之间的热阻。LED会散发大量的热。如果LED周边散热不充分，则会降低LED的发光强度。因此，已使用多种方法来管理和控制来自LED的热辐射。例如，在使用LED作为光源的常规LCD中，热量通过以下顺序从LED散发出：从LED芯片散发至MCPCB、导热油脂、铝块、导热薄板、铝制底座和导热油脂，最后从散热器散发出去。在此类装置中，构件的连接，即将MCPCB连接至铝制底座以及将铝制底座连接至散热器，都是通过机械方式(例如螺钉夹紧)进行的。

然而，通过机械方式连接构件增加了组装所需的时间，从而降低了大规模生产的能力。此外，导热薄板或导热油脂通常成本高昂，会削弱产品的成本竞争力。因此，需要一种以无需机械制造各种构件的方式来集成热传递构件和LED的方法。

发明概述

本发明的一个方面是集成至少两个热传递构件以提供集成复合构件的方法，该方法包括：

a)将至少两个热传递构件设置在模具腔体中，使得所述热传递构件各自具有至少一个暴露表面，从而形成树脂注射腔体的表面；和

b)将导热树脂注入到树脂注射腔体中以接触至少两个热传递构件的暴露表面，从而形成集成复合构件；

其中，导热树脂具有至少0.7W/mK或更高的热导率。

另一个实施方案是由本发明的方法的各种实施方案提供的集成复合构件。

另一个实施方案是具有发光二极管的照明装置，该发光二极管与由本发明的各种实施方案的方法提供的集成复合构件热接触。

附图说明

图1至图4示出了由本发明的各种实施方案提供的集成复合构件。

图5示出了具有MCPCB的照明装置，其中MCPCB包括由本发明的实施方案提供的LED阵列。

发明详述

本发明方法中可用的热传递构件可以是任意的导热制品，这些导热制品具有通常与插入注塑腔体相容的尺寸并具有至少10.0W/mK和更优选至少100W/mK的热导率。热传递构件优选具有比所述方法中使用的最高温度高至少100℃的软化点或熔点。热传递构件可由金属、导热复合材料(例如包含高导热填料的那些)以及碳复合材料和薄板构成。具体的热传递构件包括选自MCPCB；金属管、平板、块、框架、底座和外壳；石墨薄板；导热复合材料管、平板、块、框架、底座和外壳；以及它们的任意组合。

本发明中可用的热传递构件包括在功能装置中充当热辐射器和/或散热器的导热制品。热辐射器通常为热传递构件，此类热传递构件具有受热表面和散热表面，其中，受热表面接受来自发热源(例如LED)的热量，散热表面将热量传递到另一种介质上，例如外部大气或导热树脂等。在将热传递构件组装成集成复合构件之前，无法确定其表面是散热表面还是受热表面，因为具体的功能将取决于热传递构件与发热源之间的关系。热辐射器的实例包括导热底座、导热外壳和导热框架；它们可单独存在或与具有一系列翅片的高表面辐射器组合，以便增加介于构件与大气或另一种介质间的表面积。

当在本发明的方法中使用高表面辐射器时，可使用水或油在其中流动以充当热传递介质的管将热传递单元(例如MCPCB或铝块)和高表面辐射器彼此连接，水或油循环流动从而将发热源(例如LED)生成的热量辐射出去。可通过插入成型导热树脂将此循环管与热传递构件集成和/或将循环管与辐射器集成。