专利名称：一种led灯具散热模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灯具的散热装置，尤其是一种采用热管和热沉结构进行双重 散热的LED灯具散热模块。
背景技术：
发光二极管(LED)作为一种新型的半导体固态光源，具有节能、环保、使 用寿命长、耐冲击等独特优点，广泛应用于特种照明、交通指示、背光显示、装 饰照明等领域。传统60毫瓦的小功率LED由于输入功率小，热量低，因此散热 问题不突出，容易解决。但是随着发光二极管功率的日益提高，1瓦以上的大功 率LED，由于输入的能量绝大部分都转化为热量，如果散热处理不佳，极易导致 LED芯片的温度升高，造成发光效率下降，色飘等问题，甚至会使LED失效。因 此对于大功率LED，高效的散热处理显得极其重要。
目前，市场上针对大功率的LED散热方式有很多种，其中主要有两种 一种 是将大功率LED直接紧固在铜、铝等金属或合金制作的散热器上，由于铜、铝 的导热系数较高，通过散热器直接将热量传导并散发到空气中。此种方法的优点 在于技术简单、稳定性好、成本低廉，但是缺点在于受到体积和重量的限制，很 难制作100瓦以上的LED散热器；同时，受到导热率的限制，其导热的距离有 限，LED光源只能固定在散热器的表面。另一种是将LED直接固定在热管上，通 过热管直接将热量传递给在热管上的散热鳍片，利用空气对流，快速将热量散发 出去。如在申请号为200610085508.1的"超导热管散热的大功率发光二极管灯 具"专利中，其主要是将所有瓦级的大功率LED单元灯通过超导热管固定在灯 壳上，同时也可以在灯壳的外表面设置散热结构。虽然此种方式的LED散热结 构，在不影响传热效果的情况下，能够根据需要对LED的发光方向改变。但是 热管与LED、灯壳的连接工艺十分复杂，对于户外使用的LED灯具，采用热管后 防护等级很难达到的设计要求，而且稳定性较差，成本较高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种LED灯具散热模块。
为了实现上述目的，本发明所采取的措施是 一种LED灯具散热模块包括 有大功率LED、热管、散热鳍片、热沉，其中所述的热管固定在热沉的凹槽内， 热管裸露处的表面和热沉的表面在同一平面；大功率LED底部同时固定在热管 裸露处和热沉的表面；
所述热沉上设置有截面为"凸"字型的螺丝槽；
所述的热沉表面制作有散热片；
所述的热管表面固定有散热鳍片；
所述的散热鳍片设置有热管孔，在热管孔的拐角处设置有斜面； 所述的散热鳍片斜面的截面为圆弧形。
本发明的有益效果本发明采用热管和热沉相结合的散热方式，进行双重快 速散热，区别于单一热管和热沉的散热。通过将大功率LED固定在热沉和热管 的表面，使大功率LED和热沉、热管直接接触。热沉除用于固定热管外，还能 够起到防尘、防水的作用，使防护等级可以达到IP65以上；针对于大功率LED 热源集中的特点，热管能够高效快速的将热量导出，通过散热鳍片进行散热。在 散热鳍片的结构上，通过散热鳍片中热管孔的斜面结构，使各个散热鳍片能够一 环紧扣一环，形成环环相扣，在增加散热面积的同时，减少热阻，提高散热效率。 在热沉中的"凸"字型凹槽结构，在固定大功率LED时，能够直接将螺帽固定 在凹槽内，用螺丝对光源进行固定，工艺简单方便，可靠性高。在热沉的加工上， 可以采用铜、铝等金属或合金制作，采用挤压工艺一次成型。本发明具有结构简 单、成本低廉、适合于批量的加工和生产等优点，能够很好解决LED的散热问 题，减少LED光衰，提高使用寿命。
图1为本发明的一种优选实施例的立体示意图
图2为本发明的一种优选实施例的剖面示意图
图3为本发明的一种优选实施例的立体分解示意图
图4为本发明的一种优选实施例中散热鳍片的立体示意图
图5为本发明的另一种优选实施例的剖面示意图
标号说明
LED光源一1
扭管一2
散热鳍片
热管孔一31
螺丝孔一32
斜面一33
热沉一4
凹槽一41
螺丝槽^42
散热片^43
反光板一5
灯罩一6
封盖一7
螺钉一8
螺丝一9
压片一10
螺帽一"
具体实施例方式
如图1、 2、 3所示，本实施例主要由大功率LED1、热管2、散热鳍片3、热 沉4、反光板5、灯罩6、封盖7和压片10等部分组成。其中，热沉4是在热源 处加散热片或扩大接触面积以达到散热之目的散热装置。在热沉4的凹面处设置 有一平面，在平面上设置有凹槽41，凹槽41为类似圆形的结构，对应的安装有 相同形状的热管2，并紧密接触。凹槽41可以设置为类似圆形或方形的任意形 状，热管2的形状与其相对应，并固定在其中。在凹槽41和热管2的固定时， 两者的固定过程中涂布有焊膏，加热后使两者焊接形成一体，以减少热阻。在凹 槽41和热管2的接触面也可以采用导热膏进行涂覆，填充在两者接触面的缝隙 中，提高散热效率。
在固定热管2时，可以通过机器挤压热管2后，再将热管2裸露处的表面和 热沉4的表面打磨成同一平面。这样处理后，能够最大限度的增加大功率LED1 和热管2及热沉4表面的接触面积，提高传热效率。其中，热管2的数量和形状， 根据大功率LED1的功率大小、以及凹槽41的形状来进行变换和调节。
在热沉4的表面，设置有螺丝槽42，位于热管2的周围。本实施例中，在 热管2的两侧分别设置有两条螺丝槽42，螺丝槽42截面为下大上小的"凸"字 型结构。其中，螺丝槽42的大小和数量，根据实际螺丝的大小及安装位置进行 调解。在热沉4的表面设置有散热片43，位于热沉4的背面，方向为横向或纵
向分布，也可以为无规则分布。其中，散热片43表面为凹凸不平，或制作有高 低不平的条纹，能够有效的增加散热面积，提高散热效率。在热沉4的制作过程 中，可以采用铜、铝等金属或合金，通过挤压工艺一次成型。
在固定大功率LED1时，将螺帽11固定在确定好位置的螺丝槽42内，大 功率LED1则通过螺丝9对应于螺帽11,将大功率LED底部同时固定在热管2 裸露处和热沉4的表面。大功率LED1产生的热量，能够直接传递给热沉4和热 管2,在热沉4散热的同时，通过热管2快速的将热量传递给固定在热管2表面 的散热鳍片3进行散热，达到双重散热的目地。
本实施例通过将大功率LED1固定在热沉4和热管2的表面，使大功率LED1 和热沉4、热管2直接接触。热沉4除用于固定热管2外，还能够起到防尘、防 水的作用，使防护等级可以达到IP65以上;针对于大功率LED1热源集中的特点， 热管2能够快速高效的将热量导出，通过散热鳍片3进行散热。通过实验数据对 比发现，在相同散热面积的情况下，72W的大功率LED光源，不加热管2单独 使用热沉4进行散热时，大功率LED1底座温度维持在5(TC;当采用热管2和热 沉4相结合时，大功率LED1底座的温度明显降低，温度维持在是43度，同时， 模块的重量也大大减轻。
在热沉4的大功率LED1安装面处，设置有一个整体的反光板5，大功率LED1 凸出于整个反光板5。在图1、 2中，我们可以看出反光板5四周边缘处的截面 为类似抛物线状的结构，中心处为一方形的平面，能够提高光线的利用率，减少 光损。反光板5采用铝合金、亚克力等材料制作，表面经过抛光或是镀膜处理， 不仅使灯具的内部结构更加美观，而且能够增加灯具内部光源的出光效率。
热沉4的开口两侧，安装有封盖7，用于保护大功率LED光源1、反光板5 等结构。同时，在热沉4的两侧起到密封、防尘防水的作用。封盖7主要采用塑 料或铝合金等材料制作，通过压铸的方式成型。在大功率LED1和反光板5的上 方，灯罩6固定在热沉4上，通过压片10扣住后，用螺丝进行紧固密封。灯罩 6主要采用钢化玻璃材料制作，具有很好的耐腐蚀、老化和坚固性能。
通过灯罩6、盖板7及热沉4，在热沉4的内部形成一个密封的空腔，大功 率LED1和反光板5就固定在其中。此种设计不仅使本实施例在拥有良好散热性 能的同时，而且能够完全防止灰尘的侵入，以及防止大浪或喷水孔急速喷出的水 侵入，甚至灯具侵入水中在一定时间或水压的条件下，仍可确保灯具正常运作。
从图1、 3中，我们可以看出热管2延伸出热沉4外，散热鳍片3固定于热 管2的表面。热管2延伸部分的形状不仅可以为曲线型，也可以为直线型。散热 鳍片3整体通过螺钉8固定在封盖7上，热管2将大功率LED1的热量传递给散 热鳍片3后，进行散热。
图4为散热鳍片3的立体示意图。在图中，散热鳍片3为一片状结构，表面 设置有2个热管孔31,在热管孔31的拐角处设置有斜面33。其中，斜面33的 截面为圆弧状，使各个散热鳍片能够形成环环相扣，紧紧固定在热管的表面。同 时，在散热鳍片3上制作有螺丝孔32，通过螺钉8将散热鳍片3固定在封盖7 上。热管孔31和螺丝孔32可以根据热管2和螺钉8的数量来进行增减。散热 鳍片3主要采用铜、铝等金属或合金材料，通过机械冲压成型。
图5为本发明的另一优选实施例，图中所示为实施例中央位置的剖面图。在 图中，热管2固定在热沉4的凹槽41内，通过挤压和/或打磨，使热管2和热 沉4的安装平面保持在同一平面，大功率LED1固定在热沉4的安装表面，同时 和热管2的裸露处、热沉4紧密接触，以提高散热效率。在热沉4的表面制作有 螺丝孔，大功率LED1直接通过螺丝固定在热沉4的安装表面。
在热沉4的背面和侧面分别设置有散热片43，以扩大热沉4的散热面积。 散热片43的表面为凹凸不平的非光滑面，以进一步扩大散热的面积，提高散热 效果。其中，散热片43为横向或纵向分布，考虑到加工工艺的问题， 一般在背 面采用纵向分布，在侧面采用横向分布，以便于加工成型。热沉4采用铜、铝等 金属或合金，通过挤压工艺一次成型。
热管2表面固定有散热鳍片3，散热鳍片3的结构如图4所示。在散热鳍片
3上设置有热管孔31，用于固定在热管2的表面。在热管孔31的拐角处设置有
斜面33，其截面为圆弧形，使各散热鳍片3安装热管2表面时，形成一环紧扣
一环，环环相扣。本实施在利用热沉4和热管2快速双重散热的同时，又能够达
到理想的防护等级。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
，本领域的技术人员
在技术方案范围内进行的通常变化和替换都应该包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种LED灯具散热模块，包括有大功率LED、热管、散热鳍片、热沉，其特征在于所述的热管固定在热沉的凹槽内，热管裸露处的表面和热沉的表面处于同一平面；大功率LED底部同时固定在热管裸露处和热沉的表面。
2、 根据权利要求书1所述的一种LED灯具散热模块，其特征在于所述热沉上设 置有截面为"凸"字型的螺丝槽。
3、 根据权利要求书1或2所述的一种LED灯具散热模块，其特征在于所述的热 沉表面制作有散热片。
4、 根据权利要求书1所述的一种LED灯具散热模块，其特征在于所述的热管表 面固定有散热鳍片。
5、 根据权利要求书4所述的一种LED灯具散热模块，其特征在于所述的散热鳍 片设置有热管孔，在热管孔的拐角处设置有斜面。
6、 根据权利要求书5所述的一种LED灯具散热模块，其特征在于所述的散热鳍 片斜面的截面为圆弧形。
全文摘要
本发明公开了一种LED灯具散热模块包括有大功率LED、热管、散热鳍片、热沉，其中所述的热管固定在热沉的凹槽内，热管裸露处的表面和热沉的表面在同一平面；大功率LED底部同时固定在热管裸露处和热沉的表面。本发明具有结构简单、成本低廉、适合于批量的加工和生产等优点，能够很好解决LED的散热问题，减少LED光衰，提高使用寿命。
文档编号F21V29/00GK101363604SQ20081010721
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者吴祖通, 伟 朱, 杨俊颖, 汪文良, 诸建平, 军 邹 申请人:诸建平