專利名稱：Led散熱模組的散熱方法及l(fā)ed散熱模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明燈具制造技術，特別涉及一種高效環(huán)保的LED散熱模組的散熱方法及LED散熱模組。
背景技術：
傳統(tǒng)的道路燈具，其光源大多采用大功率的水銀燈、金鹵燈或高壓鈉燈等，其光源中大多含有害物質，容易造成環(huán)境污染，而且制成的燈頭粗大笨重、耗電量大、維修費用高、 照明效果在顯色性及防眩光性能等方面均不盡人意。與此同時，半導體光源發(fā)光二極管 (LED)的發(fā)展卻極為迅速，近年來，部分LED的發(fā)光效率已大大超過白熾燈，甚至超過熒光燈的發(fā)光效率。與傳統(tǒng)投光燈電光源相比，LED光源基本無毒害、無電磁污染、且具有體積小、能耗低、光效高、發(fā)熱量相對較低和使用壽命長等多方面優(yōu)點，可以替代傳統(tǒng)光源制作道路燈具?？紤]到單片LED發(fā)光亮度不足，LED燈具一般采用LED陣列式結構，由此產(chǎn)生了 LED燈具熱量集中、局部溫度過高，引起光衰加劇，從而影響LED的正常使用，造成使用壽命降低。目前，功率型白光LED只能將約15%的電能轉化為光能，而剩下85%的能量轉化成熱能。隨著LED功率的增大，產(chǎn)熱量增多，如果散熱問題解決不好，熱量集中在尺寸很小的芯片內，使得芯片內部溫度越來越高。芯片溫度過高會帶來許多問題，如加速器件老化， 加快LED光衰的速度，縮短使用壽命，甚至還會導致芯片燒毀。目前市面上給LED散熱的散熱器一般都是進行擠壓、壓鑄、機加工或者切割等方法來解決散熱，一般都是體積大，重量重，材料使用較多，成本較高，再加上設計者對熱學的熱傳導、熱對流和熱輻射的理解不夠，設計出來的散熱器往往并不是很合理，所以造成了很多問題，比如熱傳導可以，但是熱對流不好；熱對流好，熱傳導又不好，給LED光源的散熱帶來了很大的影響，比如說不能有效的降低LED燈具的重量，不能很好的解決LED燈具的散熱問題，也很難做到很大功率的LED燈具，對LED的使用壽命也有很大的影響。如何有效解決散熱，成為LED燈具面臨最迫切需要解決的問題。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有大功率LED燈具散熱所存在的上述不足，本發(fā)明目的之一在于，提供一種能及時將LED的熱量散發(fā)掉，降低LED光衰的速度，從而延長其使用壽命的LED散熱模組的高效散熱方法。本發(fā)明的目的還在于，提供一種結構合理，重量輕、且散熱快用來實現(xiàn)前述的LED 散熱模組的散熱方法的LED散熱模組。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所提供的技術方案是一種LED散熱模組的散熱方法，其包括如下步驟(1)制備散熱片預備片狀金屬材料，對其進行沖裁、沖壓、整形加工出多個散熱片，每一散熱片的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積、提升散熱效果的長條狀豎直凸起，該散熱片的頂部設有一插部，該散熱片的底邊至少設有一固定腳；(2)制備散熱底板預備板狀金屬材料，對其進行沖裁、鉆孔、整形加工出一散熱底板，在該散熱底板的底面上設有多個沿其長邊依次橫向排列、且與所述插部相適配的插槽，對散熱底板的頂面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線的凹位；(3)制備散熱模組通過散熱片的插部與所述散熱底板的插槽相適配，將散熱片依次插置在散熱底板，且通過釬焊工藝進行連接，使散熱片固定在所述散熱底板上形成一體式結構；同時并使散熱片上的固定腳抵觸在與其相鄰的另一散熱片的底邊上；(3)制備LED模組預備一鋁基板，對鋁基板的底面進行打磨拋光處理，形成一光滑的、用來與散熱底板上的裝配面相貼合的適配面，在該鋁基板的頂面上設置有能連接LED 燈的印刷線路，將LED燈均勻焊接在鋁基板上的印刷線路上，并固定在所述鋁基板上形成一體式結構，將連接線與印刷線路相連接；(4)制成LED散熱模組將LED模組鎖定固定在所述散熱模組上形成一體式結構， 并使連接線與印刷線路相連接的一端落入所述的凹位上，制得LED散熱模組；通過連接線將電源接入LED散熱模組，LED散熱模組中的LED燈工作，LED燈工作時產(chǎn)生的熱量經(jīng)所述散熱模組以熱輻射及對流作用，散發(fā)出去。所述的步驟(1)中的片狀金屬材料為型號AA6063-6或AA6063-5的鋁片，該鋁片的厚度為0. 2 0. 6mm，于所述片狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。所述的步驟(1)中的板狀金屬材料為型號AA1050的鋁板，該鋁片的厚度為3. 5 4. 5mm，于所述板狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。所述的步驟(4)具體包括如下步驟(4. 1)制備光學透鏡模組預備一由透明材料制成的板體，該板體上一體成型有與鋁基板上的LED燈布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部；(4.2)制備蓋板蓋板為一框體，其邊框上均勻設多個安裝孔，并對應于板體、鋁基板上與設有與該安裝孔相對正的通孔，于散熱底板上設有與該安裝孔相對正的螺絲孔； 在框體的底面對應所述凹位的位置設有一與所述連接線相適配的凹槽；(4. 3)將散熱模組、LED模組、光學透鏡模組、蓋板依次疊置，并通過螺絲釘鎖定固定形成一體式結構，并使連接線與印刷線路相連接的一端落入所述凹位與凹槽形成的通槽中，制得LED散熱模組。一種實施上述方法的LED散熱模組，其包括散熱模組、LED模組、光學透鏡模組和蓋板，所述散熱模組、LED模組、光學透鏡模組和蓋板依次疊置，并通過螺絲釘鎖定固定形成一體式結構。所述散熱模組包括一散熱底板及多個沿其長邊依次橫向排列在該散熱底板頂部的散熱片，該散熱片的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積，提升散熱效果的長條狀豎直凸起，該散熱片的底邊至少設有一能抵觸在與其相鄰的另一散熱片的底邊上的固定腳，散熱底板的頂面設有一光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線的凹位。
所述LED模組包括一鋁基板及多個LED燈，鋁基板的底面設有一光滑的、用來與散熱底板上的裝配面相貼合的適配面，所述鋁基板的頂面上設置有印刷線路，所述LED燈均勻焊接在印刷線路上，并固定在所述鋁基板上形成一體式結構，印刷線路上連接有連接線。所述光學透鏡模組包括一由透明材料制成的板體，該板體上一體成型有與鋁基板上的LED燈布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部。所述蓋板包括一框體，其邊框上均勻設多個安裝孔，并對應于板體、鋁基板上與設有與該安裝孔相對正的通孔，于散熱底板上設有與該安裝孔相對正的螺絲孔，在框體的底面對應所述凹位的位置設有一與所述連接線相適配的凹槽。所述散熱底板由厚度為3. 5 4. 5mm、型號AA1050的鋁板制成，所述散熱片由厚度為0. 2 0. 6mm、型號AA6063-6或AA6063-5的鋁片制成，所述散熱底板和散熱片的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米技術處理。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提供的方法能迅速將LED燈的熱量散發(fā)掉，從而降低其光衰的速度，延長使用壽命；本發(fā)明提供的LED散熱模組，結構合理，采用優(yōu)選的鋁材料制成的散熱底板和散熱片，重量輕；為使其散熱效果更好，散熱底板的厚度為3. 5 4. 5mm,散熱片的厚度為0. 2 0. 6mm,同時于散熱片上并排有多條豎直凸起，不僅能增強其結構強度還能增大其散熱面積，大大提升散熱效果，且相鄰兩散熱片之間通過固定腳相互固定，穩(wěn)定性高，并使兩散熱片之間形成通風槽以便通風；鋁基板上設有印刷線路，可直接焊接LED燈，并固定在所述鋁基板上，同時還通過鋁基板上的適配面與散熱底板上的裝配面相貼合，形成一體式的散熱結構，可迅速將LED燈的熱量散發(fā)，從而徹底解決了大功率 LED的散熱難題；同時散熱底板和散熱片通過納米技術處理，其表面不沾水、不沾塵，具有自清潔功能；經(jīng)實踐測試證明，本發(fā)明在工作過程中，溫度始終維持在45°C 士 5°C的范圍； 大大延長了 LED燈的使用壽命，可使用3萬到5萬小時以上。


圖1是本發(fā)明的主視結構示意圖；圖2是圖1的分解全剖結構示意圖；圖3是圖1局部A的放大結構示意圖；圖4是圖1的分解立體結構示意圖。
具體實施例方式實施例參見圖1至圖4，本發(fā)明實施例提供一種LED散熱模組的散熱方法，其包括如下步驟(1)制備散熱片12 預備片狀金屬材料，對其進行沖裁、沖壓、整形加工出多個散熱片12，每一散熱片12的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積、提升散熱效果的長條狀豎直凸起13，該散熱片12的頂部設有一插部，該散熱片12的底邊至少設有一固定腳14 ；(2)制備散熱底板11 預備板狀金屬材料，對其進行沖裁、鉆孔、整形加工出一散熱底板11，在該散熱底板11的底面上設有多個沿其長邊依次橫向排列、且與所述插部相適配的插槽，對散熱底板11的頂面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線6的凹位15 ；(3)制備散熱模組1 通過散熱片12的插部與所述散熱底板11的插槽相適配，將散熱片12依次插置在散熱底板11，且通過釬焊工藝進行連接，使散熱片12固定在所述散熱底板11上形成一體式結構；同時并使散熱片12上的固定腳14抵觸在與其相鄰的另一散熱片12的底邊上；(3)制備LED模組2 預備一鋁基板21，對鋁基板21的底面進行打磨拋光處理，形成一光滑的、用來與散熱底板11上的裝配面相貼合的適配面，在該鋁基板21的頂面上設置有能連接LED燈22的印刷線路，將LED燈22均勻焊接在鋁基板21上的印刷線路上，并固定在所述鋁基板21上形成一體式結構，將連接線6與印刷線路相連接；(4)制成LED散熱模組將LED模組2鎖定固定在所述散熱模組1上形成一體式結構，并使連接線6與印刷線路相連接的一端落入所述的凹位15上，制得LED散熱模組；通過連接線6將電源接入LED散熱模組，LED散熱模組中的LED燈22工作，LED燈 22工作時產(chǎn)生的熱量經(jīng)所述散熱模組1以熱輻射及對流作用，散發(fā)出去。所述的步驟(1)中的片狀金屬材料為型號AA6063-6或AA6063-5的鋁片，該鋁片的厚度為0. 2 0. 6mm，于所述片狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。所述的步驟(1)中的板狀金屬材料為型號AA1050的鋁板，該鋁片的厚度為3. 5 4. 5mm，于所述板狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。所述的步驟(4)具體包括如下步驟(4. 1)制備光學透鏡模組3 預備一由透明材料制成的板體31，該板體31上一體成型有與鋁基板21上的LED燈22布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部32 ；(4. 2)制備蓋板4 蓋板4為一框體41，其邊框上均勻設多個安裝孔42，并對應于板體31、鋁基板21上與設有與該安裝孔42相對正的通孔，于散熱底板11上設有與該安裝孔42相對正的螺絲孔16 ；在框體41的底面對應所述凹位15的位置設有一與所述連接線6 相適配的凹槽43 ；(4. 3)將散熱模組1、LED模組2、光學透鏡模組3、蓋板4依次疊置，并通過螺絲釘 5鎖定固定形成一體式結構，并使連接線6與印刷線路相連接的一端落入所述凹位15與凹槽43形成的通槽中，制得LED散熱模組。一種實施上述方法的LED散熱模組，其包括散熱模組1、LED模組2、光學透鏡模組 3和蓋板4，所述散熱模組1、LED模組2、光學透鏡模組3和蓋板4依次疊置，并通過螺絲釘 5鎖定固定形成一體式結構。所述散熱模組1包括一散熱底板11及多個沿其長邊依次橫向排列在該散熱底板 U頂部的散熱片12，該散熱片12的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積，提升散熱效果的長條狀豎直凸起13，該散熱片12的底邊至少設有一能抵觸在與其相鄰的另一散熱片12的底邊上的固定腳14，散熱底板11的頂面設有一光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線6的凹位15。所述LED模組2包括一鋁基板21及多個LED燈 22，鋁基板21的底面設有一光滑的、用來與散熱底板11上的裝配面相貼合的適配面，所述鋁基板21的頂面上設置有印刷線路，所述LED燈22均勻焊接在印刷線路上，并固定在所述鋁基板21上形成一體式結構，印刷線路上連接有連接線6。所述光學透鏡模組3包括一由透明材料制成的板體31，該板體31上一體成型有與鋁基板21上的LED燈22布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部32。所述蓋板4包括一框體41，其邊框上均勻設多個安裝孔42， 并對應于板體31、鋁基板21上與設有與該安裝孔42相對正的通孔，于散熱底板11上設有與該安裝孔42相對正的螺絲孔16，在框體41的底面對應所述凹位15的位置設有一與所述連接線6相適配的凹槽43。所述散熱底板11由厚度為3. 5 4. 5mm、型號AA1050的鋁板制成，所述散熱片12由厚度為0.2 0. 6mm、型號AA6063-6或AA6063-5的鋁片制成，所述散熱底板11和散熱片12的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米技術處理。本實施例中，散熱底板11由厚度為4mm、型號AA1050的鋁板制成，在其它實施例中，散熱底板11的厚度可在3. 5 4. 5mm之間選擇。本實施例中，所述散熱片12由厚度為0. 3mm、型號AA6063-6的鋁片制成，在其它實施例中，所述散熱片12的厚度可在0. 2 0. 6mm之間選擇。而且散熱片12的數(shù)量及其散熱面積可根據(jù)LED燈22的光源實際大小來設定，即改變其的高度、寬度、豎直凸起13的數(shù)量，同時散熱片12的數(shù)量及散熱底板11的長度都可以根據(jù)實際情況進行調整，以達到LED燈22的最佳散熱效果?？蓞⒄找韵鹿皆O計公式一Q = KA(T1_T2)L，其中 Q =熱流(W)，K 傳導系數(shù)(W/mK)A =表面積(m2)， L =熱傳距離(m)，Tl =表面溫度(°C )，T2 =環(huán)境溫度(°C )。公式二Q = hA(Tl_T2)，其中 Q =熱流(W)，h 傳導系數(shù)(W/mI)A =表面積(m2)， Tl =表面溫度(°C )，T2 =環(huán)境溫度(°C )。公式三Q= esAT，其中 Q =熱流(W)，e =表面發(fā)射率(0-1)，s = 5. 67X10-8 (W/ m2K4)，A =表面積(m2)，T =表面溫度(°C )。評價一款散熱模組1的主要指標是散熱模組1的有效散熱面積，有效散熱面積越大表示散熱效果越好。即Pin與Fin比值越大散熱效果越好，Pin是指散熱鰭片11的面積，F(xiàn)in是指相鄰的兩散熱片12之間的距離。為使其散熱效果更好，采用優(yōu)選的鋁材料制成的散熱底板11和散熱片12，重量輕，同時于散熱片12上并排有多條豎直凸起13，不僅能增強其結構強度還能增大其散熱面積，大大提升散熱效果，且相鄰兩散熱片12之間通過固定腳14相互固定，穩(wěn)定性高，并使兩散熱片12之間形成通風槽以便通風；鋁基板21上設有印刷線路，可直接焊接LED燈22，并固定在所述鋁基板21上，同時還通過鋁基板21上的適配面與散熱底板11上的裝配面相貼合，形成一體式的散熱結構，可迅速將LED燈22的熱量散發(fā)，從而徹底解決了大功率LED的散熱難題；另外散熱底板11和散熱片12通過納米技術處理，其表面不沾水、不沾塵，具有自清潔功能；經(jīng)實踐測試證明，本發(fā)明在工作過程中，溫度始終維持在45°C 士5°C的范圍；大大延長了 LED燈22的使用壽命，可使用3萬到5萬小時以上。如本發(fā)明上述實施例所述，采用與其相同或相似的步驟或結構而得到的其它LED散熱模組及散熱方法，均在本發(fā)明保護范圍內。
權利要求
1.一種LED散熱模組的散熱方法，其特征在于，其包括如下步驟(1)制備散熱片預備片狀金屬材料，對其進行沖裁、沖壓、整形加工出多個散熱片，每一散熱片的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積、提升散熱效果的長條狀豎直凸起，該散熱片的頂部設有一插部，該散熱片的底邊至少設有一固定腳；(2)制備散熱底板預備板狀金屬材料，對其進行沖裁、鉆孔、整形加工出一散熱底板， 在該散熱底板的底面上設有多個沿其長邊依次橫向排列、且與所述插部相適配的插槽，對散熱底板的頂面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線的凹位；(3)制備散熱模組通過散熱片的插部與所述散熱底板的插槽相適配，將散熱片依次插置在散熱底板，且通過釬焊工藝進行連接，使散熱片固定在所述散熱底板上形成一體式結構；同時并使散熱片上的固定腳抵觸在與其相鄰的另一散熱片的底邊上；(3)制備LED模組預備一鋁基板，對鋁基板的底面進行打磨拋光處理，形成一光滑的、 用來與散熱底板上的裝配面相貼合的適配面，在該鋁基板的頂面上設置有能連接LED燈的印刷線路，將LED燈均勻焊接在鋁基板上的印刷線路上，并固定在所述鋁基板上形成一體式結構，將連接線與印刷線路相連接；(4)制成LED散熱模組將LED模組鎖定固定在所述散熱模組上形成一體式結構，并使連接線與印刷線路相連接的一端落入所述的凹位上，制得LED散熱模組；通過連接線將電源接入LED散熱模組，LED散熱模組中的LED燈工作，LED燈工作時產(chǎn)生的熱量經(jīng)所述散熱模組以熱輻射及對流作用，散發(fā)出去。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED散熱模組的散熱方法，其特征在于，所述的步驟(1)中的片狀金屬材料為型號AA6063-6或AA6063-5的鋁片，該鋁片的厚度為0. 2 0. 6mm，于所述片狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的LED散熱模組的散熱方法，其特征在于，所述的步驟(1)中的板狀金屬材料為型號AA1050的鋁板，該鋁片的厚度為3. 5 4. 5mm,于所述板狀金屬材料的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、抗氧化的納米溶液處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的LED散熱模組的散熱方法，其特征在于，所述的步驟(4)具體包括如下步驟(4. 1)制備光學透鏡模組預備一由透明材料制成的板體，該板體上一體成型有與鋁基板上的LED燈布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部；(4. 2)制備蓋板蓋板為一框體，其邊框上均勻設多個安裝孔，并對應于板體、鋁基板上與設有與該安裝孔相對正的通孔，于散熱底板上設有與該安裝孔相對正的螺絲孔；在框體的底面對應所述凹位的位置設有一與所述連接線相適配的凹槽；(4. 3)將散熱模組、LED模組、光學透鏡模組、蓋板依次疊置，并通過螺絲釘鎖定固定形成一體式結構，并使連接線與印刷線路相連接的一端落入所述凹位與凹槽形成的通槽中， 制得LED散熱模組。
5.一種實施權利要求1-4之一所述方法制備的LED散熱模組，其特征在于，其包括散熱模組、LED模組、光學透鏡模組和蓋板，所述散熱模組、LED模組、光學透鏡模組和蓋板依次疊置，并通過螺絲釘鎖定固定形成一體式結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的LED散熱模組，其特征在于，所述散熱模組包括一散熱底板及多個沿其長邊依次橫向排列在該散熱底板頂部的散熱片，該散熱片的中部并排有多條能增強其結構強度和增大散熱面積，提升散熱效果的長條狀豎直凸起，該散熱片的底邊至少設有一能抵觸在與其相鄰的另一散熱片的底邊上的固定腳，散熱底板的頂面設有一光滑的裝配面，該裝配面的一側中部設有一用來放置連接線的凹位。
7.根據(jù)權利要求6所述的LED散熱模組，其特征在于，所述LED模組包括一鋁基板及多個LED燈，鋁基板的底面設有一光滑的、用來與散熱底板上的裝配面相貼合的適配面，所述鋁基板的頂面上設置有印刷線路，所述LED燈均勻焊接在印刷線路上，并固定在所述鋁基板上形成一體式結構，印刷線路上連接有連接線。
8.根據(jù)權利要求7所述的LED散熱模組，其特征在于，所述光學透鏡模組包括一由透明材料制成的板體，該板體上一體成型有與鋁基板上的LED燈布局相同、且外形輪廓相適配的透鏡部。
9.根據(jù)權利要求8所述的LED散熱模組，其特征在于，所述蓋板包括一框體，其邊框上均勻設多個安裝孔，并對應于板體、鋁基板上與設有與該安裝孔相對正的通孔，于散熱底板上設有與該安裝孔相對正的螺絲孔，在框體的底面對應所述凹位的位置設有一與所述連接線相適配的凹槽。
10.根據(jù)權利要求9所述的LED散熱模組，其特征在于，所述散熱底板由厚度為3.5 4. 5mm、型號AA1050的鋁板制成，所述散熱片由厚度為0. 2 0. 6mm、型號AA6063-6或 AA6063-5的鋁片制成，所述散熱底板和散熱片的表面，進行用于使該表面具備防水、防塵、 抗氧化的納米技術處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED散熱模組的散熱方法，其包括依次疊置的散熱模組、LED模組、光學透鏡模組和蓋板；本發(fā)明提供的方法能迅速將LED燈的熱量散發(fā)掉，從而降低其光衰的速度，延長使用壽命；還公開了一種實施該方法的LED散熱模組，其結構合理，采用優(yōu)選的鋁材料制成，重量輕；而且散熱片上設有能增強其結構強度和增大散熱面積、提升散熱效果的長條狀豎直凸起，且相鄰兩散熱片之間通過固定腳相互固定，穩(wěn)定性高，并使兩散熱片之間形成通風槽以便通風，可迅速將LED燈的熱量散發(fā)，從而降低LED光衰的速度，大大延長其使用壽命。
文檔編號F21V17/12GK102434864SQ20111042579
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者安波滔 申請人:東莞市百分百科技有限公司