[发明专利]采用超导热均温板的大功率LED散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED的散热结构设计，具体是一种采用超导热均温板的大功率LED散热结构。    

背景技术

随着地球资源日益耗竭，各国对于节能环保日趋重视；新型发光材料LED-早成为众人耳目焦点，目前LED正在逐渐显现出良好的发展前景。特别是大功率LED，各国都有投入大量的人力和物力进行研究实验，其大功率LED封装工艺技术和材料也在迅猛发展，应用的领域也在不断的拓宽，已开始应用于一些景观照明、矿灯、路灯、应急灯等领域。

目前大功率LED的光电转换效率大概在15%-20%左右，而80%左右的电能则转化为热能散发出来；如不及时将热量散发，则对大功率LED的寿命和光衰影响极大。所以，大功率LED在长期工作时必须先解决散热问题。据目前业界包括国内大功率LED的散热主要有两种方式：

一）大部份使用大功率LED单管1W或3W组合在一个灯具中来满足高亮度照明的要求，这种方式在一定程度上解决了单颗光源亮度不足的问题；但是，这种工艺存在以下问题：

1）灯具制作过程繁琐，生产效率低、可靠性不高；

2）灯具的设计受单管LED排列数量和线路复杂的限制，生产的灯具在外形美观和保证性能方面难以兼顾；

3）灯具的二次光学设计复杂，难以满足各类不同照明设计的要求，而且会造成灯具光效降低；

4）在使用过程中容易出现因局部故障导致的盲点，产生暗斑，增加维护成本。

二）另一种则采用大功率LED芯片集成封装在一个热沉表面的反光杯内，此封装方式虽然解决了灯具生产效率、满足二次光学设计和线路复杂等问题。但是散热问题还是一直困扰着大功率LED。

当大功率LED光源安装在压铸铝基或铝型材散热器上，并采用的导热硅脂（或导热硅胶垫）作为大功率LED热沉和散热器间的传导材料时，（其导热硅脂或导热硅胶垫的主要成份结构为：硅酮＋纯银微粒子＋金属氮化物），它的导热系数在0.5W/ MK～5W/ MK左右，这样的散热结构且热阻较高，导热速度太慢，无法将大功率LED芯片在工作时产生的热量及时导出，如长时间工作下对LED器件散热与物理特性极为不利，最终导致LED芯片P/N结结温过高使荧光粉老化的恶性过程。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种采用超导热均温板的大功率LED散热结构，通过改进LED芯片与散热器的连接方式，提高集成封装LED结构的散热性能。

为此，本发明采用以下技术方案： 

采用超导热均温板的大功率LED散热结构，包括LED芯片和具有复数个散热鳍片的散热器，其特征在于它还包括：

均温板，所述的LED芯片设于均温板上，均温板内开嵌有导热均温腔，该导热均温腔为一真空的密闭腔体，腔体内填充有导热液，LED芯片工作时产生的热量使导热液气化，所述的导热均温腔内壁上设有一层多孔毛细材料；

设于均温板上的光学杯，围绕于LED芯片周围，其上安装有对LED芯片发射光线进行光学处理的光学处理件；

设于均温板上的电路连接构件，用于将LED芯片与外电路相连；

若干热管，将均温板与散热器的散热鳍片相连，用于将均温板的热量传递至散热鳍片散发。

导热均温腔为真空密封的金属壳体，在该壳体内设置有多孔毛细材料及导热液，利用在真空中汽液变化过程中的热吸放原理快速均匀地导热。

热管主要是利用工作流体在真空中的蒸发与冷凝来传递热量，热管工作流体涵盖从低温应用的氦、氮，到高温应用的钠、钾等液态金属；当热管的一端受热时（即两端出现温差时），毛细芯中的工作液体蒸发汽化，蒸汽在压差之下流向另一端放出热量并凝结成液体，液体再沿多孔材料依靠毛细管作用流回蒸发端，热量得以沿热管迅速传递，如此循环不已，因此热管几乎是在等温下传递热量。

作为对上述技术方案的完善和补充，本发明进一步采取如下技术措施或是这些措施的任意组合：

所述的均温板上设有至少一个用于安装热管的热管安装半圆槽，所述散热器的散热鳍片也设有对应的热管安装槽。

所述的导热均温腔的一端设有除氧管。便于抽去空气和注入导热液，也便于维修。

所述的均温板包括接合的均温板上基座和均温板下基座，它们的接合面上开有对应的导热均温腔容纳凹槽，均温板上基座和均温板下基座接合后，所述的导热均温腔被夹在两块基板之间，除氧管从均温板的一侧外露，所述的热管安装半圆槽开设于均温板下基座上。

所述的热管为用直热管、环形热管、U形热管或折弯热管，热管分别与均温板和散热器焊接，所述的散热鳍片上设有多组对通孔。