基于仿生结构的LED器件用均热板和LED器件的制作方法

文档序号:14595100发布日期:2018-06-05 06:07阅读:220来源:国知局

本发明属于LED发光技术领域,具体涉及一种基于仿生结构的LED器件用均热板和LED器件。



背景技术:

传统白炽灯耗能高、寿命短,在全球资源紧缺的今天,已渐渐被各国政府禁止生产,随之替代产品是电子节能灯,电子节能灯虽然提高了节能效果,但由于使用了诸多污染环境的重金属元素,又有悖于环境保护的大趋势。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。

在目前的大功率LED光源系统中,通常采用的都是多颗LED器件阵列组合或多芯片LED集成封装的方式来实现总体的照明效果,而每个LED器件都可以看做是一个集中的热源。当集中于LED器件的热量需要扩散到整个散热器基板上时,存在一定的扩散热阻,而降低扩散热阻是减小热量集中从而降低散热系统整体热阻的最有效方法。均热板作为一种特殊形式的相变热管,具有很高的导热系数,可以提升温度分布均匀性并减少热量集中,是实现这一目的的有效途径,如何提高均热板的导热性能,是非常具有意义的研究课题。



技术实现要素:

本申请一实施例提供一种基于仿生结构的LED器件用均热板,其中的仿生毛细液流通路可以解决常规均热板中吸液芯毛细压力和渗透率矛盾的问题,具有极高的导热系数,该LED器件用均热板包括:

彼此相对配合设置的蒸发板和冷凝板,所述蒸发板和冷凝板之间形成有密封的腔室,所述腔室内灌有工质,所述蒸发板包括蒸发板本体以及贴设于所述蒸发板本体内侧壁上的第一吸液芯,所述冷凝板包括冷凝板本体以及贴设于所述冷凝板本体内侧壁上的第二吸液芯,所述第一吸液芯和第二吸液芯之间设置有若干个支撑件,所述腔室内还设有连接所述第一吸液芯和第二吸液芯的仿生毛细液流通路,所述仿生毛细液流通路包括第一级毛细液流通路、与所述第一级毛细液流通路连接的第二级毛细液流通路以及与所述第二级毛细液流通路连接的第三级毛细液流通路,所述第一级毛细液流通路的管径>所述第二级毛细液流通路的管径>所述第三级毛细液流通路的管径,其中,所述第一级毛细液流通路相对所述第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路更靠近所述第二吸液芯,所述第三级毛细液流通路相对于所述第一级毛细液流通路和第二级毛细液流通路更靠近所述第一吸液芯。

一实施例中,所述第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路与所述冷凝板的夹角为40°~80°。

一实施例中,所述第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路与所述冷凝板的夹角为45°~60°。

一实施例中,所述第一级毛细液流通路的数量<所述第二级毛细液流通路的数量<所述第三级毛细液流通路的数量。

一实施例中,所述仿生毛细液流通路包括板状的基体部,所述第一级毛细液流通路、第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路通过激光雕刻加工在所述基体部上。

一实施例中,所述第一级毛细液流通路、第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路中填充有烧结的铜粉。

一实施例中,所述第一吸液芯和第二吸液芯为铜粉烧结板。

一实施例中,所述工质为去离子水或乙醇。

一实施例中,所述腔室内真空环境。

本申请一实施例还提供一种LED器件,包括如上所述的基于仿生结构的LED器件用均热板。

与现有技术相比,本申请的技术方案具有以下有益效果:

通过在腔室内设置连接第一吸液芯和第二吸液芯的仿生毛细液流通路,仿生毛细液流通路包括第一级毛细液流通路、与第一级毛细液流通路连接的第二级毛细液流通路以及与第二级毛细液流通路连接的第三级毛细液流通路,第一级毛细液流通路的管径>第二级毛细液流通路的管径>第三级毛细液流通路的管径,其中,第一级毛细液流通路相对第二级毛细液流通路和第三级毛细液流通路更靠近第二吸液芯,第三级毛细液流通路相对于第一级毛细液流通路和第二级毛细液流通路更靠近第一吸液芯,该仿生毛细液流通路采用了类似植物体重的叶脉分形网络,可以有效解决传统吸液芯毛细压力和渗透率不能兼得的问题,提高了均热板的导热效率。

附图说明

图1是本申请一实施方式中基于仿生结构的LED器件用均热板的结构示意图;

图2是本申请一实施方式中基于仿生结构的LED器件用均热板中多级毛细液流通路的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

参图1至图2,介绍本发明基于仿生结构的LED器件用均热板100的一具体实施方式。在本实施方式中,该LED器件用均热板100包括蒸发板10、冷凝板20、支撑件30以及仿生毛细液流通路40。

蒸发板10和冷凝板20彼此相对设置,两者之间配合形成有一个密封的腔室(未标示),腔室内灌有工质(图未示)。工质是均热板100内热量交换的介质,通过其相态的改变,实现热量从蒸发板10向冷凝板20的传递。工质优选为具有较高的比热容的液体介质,一实施例中,例如可以为去离子水或乙醇。当然,在其他替换的实施方式中,工质也可以选择其他合适的材料。

蒸发板10包括蒸发板本体11以及贴设于蒸发板本体11内侧壁上的第一吸液芯12,冷凝板20包括冷凝板本体21以及贴设于冷凝板本体21内侧壁上的第二吸液芯22。第一吸液芯12和第二吸液芯22需要具有较好的毛细结构,从而使得工质可以快速地在其内部进行传输。一实施方式中,第一吸液芯12和第二吸液芯22可以为铜粉烧结板。

支撑件30的数量优选地设置为多个,其设置于第一吸液芯12和第二吸液芯22之间,用于支撑腔室,保证均热板100的稳定工作环境。

仿生毛细液流通路40连接第一吸液芯12和第二吸液芯22,工作时,均热板100的蒸发板10吸收LED器件的热量,并将与其临近的第一吸液芯处12的工质加热蒸发,气态的工质迅速地充满腔室并与冷凝板20产生高效的热交换,从而冷却为液态工质,液态的工质被第二吸液芯22吸收,进而通过仿生毛细液流通路40回流至第一吸液芯12,周而复始进行循环,实现LED器件产生的热量从蒸发板10向冷凝板20的高效传递。

仿生毛细液流通路40包括第一级毛细液流通路41、与第一级毛细液流通路41连接的第二级毛细液流通路42以及与第二级毛细液流通路42连接的第三级毛细液流通路43,第一级毛细液流通路41的管径>第二级毛细液流通路42的管径>第三级毛细液流通路43的管径,其中,第一级毛细液流通路41相对第二级毛细液流通路42和第三级毛细液流通路43更靠近第二吸液芯22,第三级毛细液流通路43相对于第一级毛细液流通路41和第二级毛细液流通路42更靠近第一吸液芯12。

本实施方式中,以仿生毛细液流通路40只包含三级为例,介绍其工作原理。这里,第一级毛细液流通路41与第二吸液芯22连接,第三级毛细液流通路43与第一吸液芯12连接,这种基于植物叶脉分形网络的多级毛细液流通路的设计可以提供较大的毛细压力,第一级毛细液流通路41会将第二吸液芯22处聚集的冷凝后的液态工质轻易地吸入仿生毛细液流通路中,同时,相对于传统的吸液芯,其流阻很小,工质在其中流动时具有极高的渗透率。

在替换的实施方式中,仿生毛细液流通路40还可以包含更多级的毛细液流通路。

一实施例中,第二级毛细液流通路42和第三级毛细液流通路43与冷凝板20的夹角为40°~80°,优选地,设置为45°~60°。第一级毛细液流通路41的数量<第二级毛细液流通路42的数量<第三级毛细液流通路43的数量。

一实施例中,仿生毛细液流通路40包括板状的基体部44,第一级毛细液流通路41、第二级毛细液流通路42和第三级毛细液流通路43通过激光雕刻加工在所述基体部44上。当然,在其他替换的实施方式中,上述的毛细液流通路还可以例如通过化学的腐蚀的方式制作。

一实施例中,所述第一级毛细液流通路41、第二级毛细液流通路42和第三级毛细液流通路43中填充有烧结的铜粉,以增强仿生毛细液流通路40的毛细压力。

一实施例中,蒸发板本体11的厚度小于冷凝板本体21的厚度。这样可以减小从热源传递至工质的热阻,LED器件的热量可以更快地传递至第一吸液芯12,而冷凝板20可以起到更好的冷凝效果。

一实施例中,第一吸液芯12和第二吸液芯22为铜粉烧结板,工质为去离子水或乙,腔室内真空环境。

本申请一实施方式还提供一种利用上述基于仿生结构的均热板100的LED器件,由于并不涉及对LED器件其他部分的改进,因此对LED器件的具体结构也不再赘述。

本申请的技术方案具有以下有益效果:

通过在腔室内设置连接第一吸液芯和第二吸液芯的仿生毛细液流通路,仿生毛细液流通路包括第一级毛细液流通路41、与第一级毛细液流通路41连接的第二级毛细液流通路42以及与第二级毛细液流通路42连接的第三级毛细液流通路43,第一级毛细液流通路41的管径>第二级毛细液流通路42的管径>第三级毛细液流通路43的管径,其中,第一级毛细液流通路41相对第二级毛细液流通路42和第三级毛细液流通路43更靠近第二吸液芯,第三级毛细液流通路43相对于第一级毛细液流通路41和第二级毛细液流通路42更靠近第一吸液芯,该仿生毛细液流通路采用了类似植物体重的叶脉分形网络,可以有效解决传统吸液芯毛细压力和渗透率不能兼得的问题,提高了均热板的导热效率。

应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本申请的保护范围,凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

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