专利名称：一种led灯具的蜂窝型散热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED发光二极管散热技术领域，尤其涉及一种新型的LED灯具的蜂窝 型散热装置，能有效提高单位体积内的散热器安装数量，并进而提高散热效果。
背景技术：
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的 问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光 源产品，必然是未来发展的趋势，因此LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、 环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城 市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国 从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类 似的“彩虹计划”。我国在LED照明领域已经形成一定特色，其中户外照明发展最快，已有上 百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路。2008年北京奥运会对LED照明的集中展示， 让人们对LED有了全新的认识，有力推动了中国半导体照明产业的发展。另外，通过对世界各国LED照明技术的研究，高光效、高度集成化将成为未来LED 照明技术的发展方向。目前业内LED集成光源由于散热难题一般只能做到200W以下，即使 有相关的大功率LED集成光源，也因为其散热效果差的原因导致产品使用寿命低，市场竞 争力不强。因此现有技术中，未有通过良好的蜂窝型散热装置解决大功率500W以上的LED 照明灯具散热问题的技术启示，而在实际应用中，也确实存在大功率LED照明灯具蜂窝型 散热装置的市场需要。此外，目前的散热器，一般做成圆形或者椭圆形，作为一种成熟技术，这种散热器 在加工和供货渠道流通广泛，但是这种样式的散热器，对于提高单位体积内的散热效果，并 不是最佳的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED灯具的蜂窝型散热装置，该蜂窝型散热装置可以 增加单位体积内的蜂窝型散热装置安装数量，从而提高单位体积内的散热效果。本发明的技术方案是一种LED灯具的蜂窝型散热装置，一种LED灯具的蜂窝型散 热装置，包括底部烧结有导热层的陶瓷基板、与基板至少部分接触的散热管、与散热管相接 触的散热鳍片，所述基板设置有至少两个LED发光二极管，所述蜂窝型散热装置的陶瓷基 板呈正多边形。在本发明一个较佳实施例中，所述基板呈正六边形。在本发明一个较佳实施例中，所述基板呈正方形。在本发明一个较佳实施例中，所述散热鳍片呈正六边形。在本发明一个较佳实施例中，所述散热鳍片呈正方形。
在本发明一个较佳实施例中，所述的陶瓷基板的尺寸略大于所述的散热鳍片的尺 寸或者两者尺寸相同。在本发明一个较佳实施例中，散热管和LED发光二极管位于所述的陶瓷基板和散 热鳍片内。本发明针对LED灯具的蜂窝型散热装置，提出了一种全新的蜂窝型散热装置结 构，通过设置正多边形，尤其是正六边形的陶瓷基板和散热鳍片，把LED灯具的蜂窝型散热 装置做成正多边形的结构，优选正六边形的结构，从而可以提高单位体积内蜂窝型散热装 置的放置数量，并由此提高单位体积内LED灯具的散热效果。
图Ia是本发明LED灯具一个实施例的立体示意图；图Ib是本发明LED灯具另一个实施例的立体示意图；图2a是本发明LED灯具一个实施例平面结构示意
图2b是本发明LED灯具另一个实施例平面结构示意图；图3是本发明LED发光装置的结构图；图4是本发明LED灯具散热方法的流程示意图。图中1为蜂窝型散热装置，2为陶瓷基板，3为散热管，4为散热鳍片，5为银导热 柱，6为银胶，7为LED发光二极管，8为荧光粉层，9为有机硅胶，10为安装基座，11为铜质 安装板，12为导管，13为通孔，14为导热层。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1如图Ia和图2a所示，本发明的LED灯具包括一灯罩(未示出)，设置于灯罩内的 LED发光装置，以及与LED发光装置相接触的蜂窝型散热装置1，为了防止灰尘、昆虫等影响 LED发光装置的使用寿命，可将LED发光装置收容于灯罩内，该灯罩通常由透明的塑料、玻 璃或其它材料制成。在本发明实施例中，该蜂窝型散热装置1包括一底部烧结有纯银导热层的陶瓷基 板2、与基板至少部分接触的散热管3、与散热管3相接触的散热鳍片4、以及还包括一与基 板至少部分接触用于固定散热管3的安装基座10 ；本处所述的导热层14采用烧结的方式 固定于基板底部，申请人之所以采用烧结的方式进行固定，是因为陶瓷基板2与纯银导热 层14两者的热膨胀系数不同，或者说差别较大，从而导致遇热后两者的热应力较大，如果 采用一般的加工工艺如涂敷的方法，当温度过高时可能会导致导热层14的剥离，因此，申 请人认为采用烧结的方式固定导热层14也是本发明的创新之处。在本发明优选实施例中，蜂窝型散热装置1的散热鳍片4和陶瓷基板2都设置成 正多边形，尤其是正六边形形状，并且散热鳍片4和陶瓷基板2的尺寸相同或者陶瓷基板2 的尺寸略大于散热鳍片4，从而使得整个蜂窝型散热装置设置成正多边形的形状。当然也可 以设置成正方形或者正五边形，而散热管3则位于散热鳍片4和陶瓷基板2中间。
由于蜂窝型散热装置1呈正六边形设置，使得单位体积内，蜂窝型散热装置1的安 装数量得以提高，单位体积内LED灯具的散热效果，因为蜂窝型散热装置1数量的增多而得 以改善。并且这种蜂窝型散热装置1的排放方式简单，安装简便。作为本发明的一个优先实施方式，陶瓷基板2上开设有若干个凹坑，该凹坑的作 用在于安装固定LED发光二极管7，具体凹坑的数量，根据LED灯具的功率而变化，以500W 灯具、一个LED发光二极管7的功率为IW为例，那么陶瓷基板2将开设500个凹坑，当然， 每个凹坑内也可以设置数个LED发光二极管7，并不局限于本发明优选实施例中所揭示的 凹坑内LED发光二极管7的数量。每个凹坑底部还设有银导热柱5，具体地说，银导热柱5设置于LED发光二极管7 的下方，其中，导热柱的一端与LED发光二极管7相接触，另一端与导热层相接触，用于将 LED发光二极管7的热量传递给导热层，更具体地说，导热柱是采用在陶瓷基板2上打毛细 孔注银的方式制造而成。众所周知，银是导热系数最高的材料，采用纯银作为导热柱的原材 料可以把LED发光二极管7背面的热量迅速导到基板背面，而且，陶瓷材料又与LED发光二 极管7本身的热膨胀系数相近，当LED发光二管7发热后，能使得基板与LED发光二极管7 两者之间的热应力达到最小化，从而保证了 LED发光二极管7不会因为热应力而导致的剥 落脱离现象，从根本上避免了散热效果差而产生热应力导致发光二极管与基板剥离并引起 的光衰或死灯现象。该散热管3的一端(亦称为吸热端)一方面与基板部分接触，另一方 面固定于铝质的安装基座10内，再一方面该安装基座10与基板接触，换句话说，导热柱导 出的热量一方面直接传递给散热管3的吸热端，另一面传递给铝质安装基座10，再由铝质 安装基座10传导给散热管3的吸热端，其目的在于，增大散热面积，使散热效果更为均勻。 在本发明实施例中，散热管3的另一端(亦 称为散热端)，该散热端与散热鳍片4相接触，最 后热量由散热鳍片4传递给外部空间，需要说明的是，散热管3内封装有液体，作为本发明 的一个优先实施方式，散热管3内封装液体为蒸馏水，由于此种散热方式为热管技术，它充 分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传到 热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。另外，散热鳍片4上开设有相互匹配对 应的通孔13，有利于冷热空气的对流。在本发明实施例中，LED发光装置包括固定于凹坑内的若干LED发光二极管7、涂 敷于LED发光二极管7表面的荧光粉层8、连通LED发光二极管7的连接导件。该LED发光 二极管7通过有机硅胶9填充固定于凹坑内。荧光粉层8能够改变LED发光二极管7发出 的光波的色温，其色温大约在500k至IOOOk范围内。每个LED发光二极管7直接采用金线 使其相互连接导通。另外，申请人还在LED发光二极管7背面与凹坑底部之间涂敷一层银 胶6，其作用在于，一方面进一步固定LED发光二极管7，另一方面提供其导热效果。 此外，安装基座10上还开设有导线孔，相应地，导线孔设置有导管12，该导管12同 时穿设于散热鳍片4，用于排布导线，该导线连接外接电源与LED发光二极管7。实施例2如图Ib和2b所示，在本发明实施例中，在安装基座10与基板之间增加一铜质安 装板11，其余同实施例1相同，该铜质安装板11既可以用于固定LED发光装置，还可以提高 散热均勻度，使热量均勻地传导给蜂窝型散热装置1。本发明所述的LED灯具的散热方法，包括以下步骤
S01、将每个LED发光二极管的热量通过导热柱传递给导热层，再由导热层传递给 散热管。具体地说，LED发光二极管将热量传递给银胶，然后由银胶传导给导热柱，再由导 热柱把热量传递给导热层，最后由导热层传递给散热管。S02、由散热管将热量传递给散热鳍片。具体地说，散热管通过内部的液体，再由液体传递给散热鳍片S03、由散热鳍片将热量传递给外部空间。具体地说，散热鳍片4通过其通孔13，使冷热气流对流，达到散热的目的。 通过上述描述可以看出，本发明针对LED灯具的蜂窝型散热装置及其散热方法， 提出了一种全新的技术方案，通过在陶瓷基板2上打毛细孔注银的方式，把LED发光二极管 7背面的热量迅速导出，从而极大地提高了散热效果；并且本发明所揭示的LED灯具，能使 单盏LED光源功率达到500W至1000W以上，光通总量达到50000 100000LM，且产品高度 集成化，具有体积小、寿命长的优点。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，例如 本发明所提及的“接触”包括直接接触与间接接触，因此任何熟悉本领域的技术人员在本发 明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保 护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
一种LED灯具的蜂窝型散热装置，包括底部烧结有导热层的陶瓷基板、与基板至少部分接触的散热管、与散热管相接触的散热鳍片，所述基板设置有至少两个LED发光二极管，其特征在于，所述蜂窝型散热装置的陶瓷基板呈正多边形。
2.根据权利要求1所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述基板正六边形。
3.根据权利要求1所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述基板片呈正方形。
4.根据权利要求1 3之一所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述的散 热鳍片呈正多边形。
5.根据权利要求4所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述的散热鳍片呈 正六边形。
6.根据权利要求5所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述的散热鳍片呈 正方形。
7.根据权利要求1 3之一所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，所述的陶 瓷基板的尺寸略大于所述的散热鳍片的尺寸或者两者尺寸相同。
8.根据权利要求7所述的LED灯具的蜂窝型散热装置，其特征在于，散热管和LED发光 二极管位于所述的陶瓷基板和散热鳍片内。
全文摘要
本发明揭示一种LED灯具的蜂窝型散热装置，包括底部烧结有导热层的陶瓷基板、与基板至少部分接触的散热管、与散热管相接触的散热鳍片，所述基板设置有至少两个LED发光二极管，所述蜂窝型散热装置的陶瓷基板呈正多边形，优选的呈正六边形，或者散热鳍片亦呈正多边形，从而可以提高单位体积内散热器的放置数量，并进而提高散热效果。
文档编号F21Y101/02GK101846300SQ20101014814
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者叶剑锋, 蒋建明, 顾佳 申请人:江苏尚恩光电科技有限公司