制造散熱裝置的方法和散熱裝置以及照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造散熱裝置（100）的方法，該方法包括以下步驟：a）提供由金屬制成的基體（1）；b）提供至少一個(gè)散熱件（2）；c）使散熱件（2）固定至基體（1），其中，在步驟a）中，通過鍛造工藝提供所述基體（1）。此外，本發(fā)明還涉及一種通過上述類型的方法制造的散熱裝置（100），以及一種具有上述類型的散熱裝置（100）的照明裝置（200）。
【專利說明】制造散熱裝置的方法和散熱裝置以及照明裝置【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種制造散熱裝置的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種通過上述方法制 成的散熱裝置以及具有該散熱裝置的照明裝置?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]諸如像MR16、PAR38、A60以及GX53等類型的LED替代燈越來越多地替代傳統(tǒng)的照 明裝置，例如白熾燈和熒光燈。這是因?yàn)檫@種類型的替代燈更加節(jié)能、尺寸更小并且具有更 長的壽命。隨著技術(shù)的發(fā)展，LED封裝本身能夠?qū)崿F(xiàn)較高的效率，例如能夠獲得1401m/W的 冷白光和901m/W的暖白光，并且其壽命達(dá)到五萬小時(shí)。但是當(dāng)LED與LED驅(qū)動器、熱管理 設(shè)備以及光學(xué)元件一同集成到替代燈中時(shí)，替代燈的效率和壽命高度取決于如何設(shè)計(jì)驅(qū)動 器、散熱裝置和光學(xué)元件。在LED中所消耗的電能轉(zhuǎn)化成熱能而不是光。根據(jù)美國能源部的 統(tǒng)計(jì)，用于驅(qū)動LED的能量的75%到85%被轉(zhuǎn)化成了熱量，并且這些熱量必須從LED芯片排 導(dǎo)到在其下方的印刷電路板以及散熱裝置上。如果這些熱量不能及時(shí)的排導(dǎo)出去，那么在 短期內(nèi)會降低LED的光輸出性能并產(chǎn)生色移，長期還會縮短LED的壽命。而散熱裝置性能 的好壞則直接對LED照明設(shè)備產(chǎn)生影響。一個(gè)良好設(shè)計(jì)的散熱裝置應(yīng)該能夠提供良好的局 部空氣流動條件、在表面之間的良好的輻射、較低的材料成本以及加工制造更加簡單容易。[0003]為了獲得良好的散熱性能，典型的散熱裝置包括鑄造散熱裝置或陶瓷散熱裝置。 而鑄造散熱器的材料中可能會存在間隙，這在很大程度上增大了散熱裝置的熱阻，降低了 散熱裝置的散熱性能。而陶瓷散熱器的成本過于高昂，同時(shí)由于陶瓷材料易碎的特點(diǎn)，容易 導(dǎo)致散熱裝置的損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種制造散熱裝置的方法。通過該方法制成 的散熱裝置的散熱性能更加良好，同時(shí)其成本低廉，易于制造。此外，本發(fā)明還提出了一種 通過上述方法制成的散熱裝置以及具有該散熱裝置的照明裝置。[0005]本發(fā)明的第一個(gè)目的通過一種制造散熱裝置的方法由此實(shí)現(xiàn)，即該方法包括以下 步驟:a)提供由金屬制成的基體；b)提供至少一個(gè)散熱件；c)使散熱件固定至基體，其中， 在步驟a)中，通過鍛造工藝提供基體。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，基體本身通過鍛造工藝制 成，由此制成基體的材料被壓實(shí)，從而最大可能地避免了在基體中形成間隙或者氣泡等可 能增大基體熱阻的可能。這在很大程度上提高了散熱裝置的散熱性能。同時(shí)，鍛造工藝非 常容易實(shí)施，這又降低了散熱裝置的制造難度，降低了制造成本。[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案提出，在步驟a)中，如此提供基體，使得基體形 成為板狀。板狀的基體具有非常簡單的輪廓，其非常容易通過鍛造工藝來加工制成。同時(shí)， 板狀的基體能夠更加緊密地與作為熱源的電路板導(dǎo)熱接觸，從而在最大程度上增加了基體 與熱源的接觸面積，這顯著地提高了散熱裝置的散熱性能。[0007]優(yōu)選的是，在步驟a)中，如此提供基體，使得基體中形成至少一個(gè)裝配孔，在裝配孔中適合插入散熱件。由于基體是通過鍛造工藝制成的，因此形成的基體通常具有簡單的 輪廓，也就是說，在基體上很難一體地形成類似于散熱肋的散熱結(jié)構(gòu)。為此，在基體上開設(shè) 出裝配孔，作為散熱肋的散熱件可以在制成基體之后后續(xù)地裝配到基體上。[0008]有利的是，在步驟c)中，將散熱件穿過裝配孔，使得散熱件以過盈配合的方式固定 至基體，由此，散熱件與裝配孔的孔壁緊密地接觸，從而降低了在熱傳遞路徑上的熱阻，提 高了散熱裝置的散熱性能。[0009]可選的是，在步驟c)中，將散熱件焊接至基體。這避免了在基體上開設(shè)裝配孔的 步驟，同時(shí)散熱件與基體的連接更加緊密，這進(jìn)一步降低了熱傳遞路徑上的熱阻。[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案提出，在步驟b)中如此提供散熱件，使得散熱 件形成為棒狀體。這種棒狀體可以設(shè)計(jì)成直徑非常的小，其能夠非常容易地接收來自基體 的熱量，同時(shí)，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中可以提供數(shù)量非常多的散熱件，這顯著地提高了散熱 裝置與周圍空氣的接觸面積，從而提高了散熱裝置的散熱性能。根據(jù)本發(fā)明，散熱件也可以 設(shè)計(jì)成片狀。[0011]優(yōu)選的是，在步驟b)中通過金屬制成散熱件并且通過鑄造工藝、鍛造工藝制成散 熱件。金屬制成的散熱件具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，當(dāng)然，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，散熱件也可 以由導(dǎo)熱塑料制成。[0012]本發(fā)明的另一個(gè)目的通過一種散熱裝置實(shí)現(xiàn)，該散熱裝置由上述類型的方法制 成。通過上述類型的方法制成的散熱裝置的散熱性能更加良好，同時(shí)其成本低廉，易于制造。[0013]本發(fā)明的最后一個(gè)目的通過一種具有上述類型的散熱裝置的照明裝置實(shí)現(xiàn)，使用 該散熱裝置的照明裝置的散熱性能更好，由此使其使用壽命更長。[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案提出，照明裝置還包括布置在散熱裝置的基體 的一側(cè)的光源和布置在基體的另一側(cè)的電子組件殼體，其中散熱裝置的散熱件圍繞電子組 件殼體布置。來自光源和電子組件殼體的熱量可以直接傳遞給基板，然后通過布置在基板 上的散熱件排散到周圍環(huán)境中去。[0015]優(yōu)選的是，照明裝置還包括泡殼以及燈體罩，其中泡殼與基體的一側(cè)共同限定出 容納光源的第一容納腔，而燈體罩與基體的另一側(cè)限定出容納散熱件和電子組件殼體的第 二容納腔。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置通常用于替代傳統(tǒng)的白熾燈或熒光燈，而根據(jù)本發(fā)明的 照明裝置的燈體罩和泡殼基本上限定出照明裝置的輪廓，為此，將燈體罩和泡殼限定的輪 廓設(shè)計(jì)成具有白熾燈或者熒光燈的輪廓，從而使傳統(tǒng)用戶更加容易接受作為改型燈的照明 裝置，并且其能夠使照明裝置更加容易地裝配到用于傳統(tǒng)的白熾燈或者熒光燈的插座中。[0016]有利的是，燈體罩由絕緣材料制成。由于電子組件殼體布置在燈體罩中，而電子組 件殼體中通常布置有驅(qū)動器和電源等電子設(shè)備，在一些極端情況下，例如過壓的情況下，驅(qū) 動器和電源的電流可能會通過電子組件殼體漏出，而絕緣的燈體罩能夠有利地防止漏出的 電流對用戶造成傷害。[0017]優(yōu)選的是，燈體罩上開設(shè)有至少一個(gè)通風(fēng)孔，來自外界的空氣可通過所述通風(fēng)孔 進(jìn)入到第二容納腔中。通風(fēng)孔的設(shè)置有利地避免了燈體罩對對流空氣進(jìn)入到第二容納腔的 阻礙，從而確保對流空氣能夠流過散熱裝置的散熱件，并帶走散熱件上的熱量。[0018]根據(jù)本發(fā)明提出，光源包括至少一個(gè)LED芯片和承載LED芯片的電路板，其中電路板與基板的一個(gè)側(cè)面導(dǎo)熱接觸。LED芯片具有壽命長、光效高、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。[0019]應(yīng)該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實(shí)施例的特征 可以彼此結(jié)合?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0020]附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā) 明的實(shí)施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號 表示。圖中示出:[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的示意圖；[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的俯視圖；[0023]圖3是安裝有根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置的照明裝置的截面圖；[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置100的示意圖。從圖中可見，根據(jù)本發(fā)明的散 熱裝置100包括基體I和布置在基體I上的多個(gè)散熱件2。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，首先在 步驟a)中提供由金屬通過鍛造工藝制成的基體1，然后在步驟b)中提供至少一個(gè)散熱件 2，這些散熱件2由金屬通過鑄造工藝或鍛造工藝制成，最后在步驟c中將散熱件2固定至 基體I。由于基體I是通過鍛造工藝制成的，因此基體I通常為板狀，板狀的基體I具有非 常簡單的輪廓，其非常容易通過鍛造工藝來加工制成。同時(shí)，板狀的基體I能夠更加緊密地 與作為熱源的電路板導(dǎo)熱接觸，從而在最大程度上增加了基體I與熱源的接觸面積，這顯 著地提高了散熱裝置100的散熱性能。在本實(shí)施例中，基體I本身通過鍛造工藝制成，由此 制成基體I的材料被壓實(shí)，從而最大可能地避免了在基體I中形成間隙或者氣泡等可能增 大基體I的熱阻的可能。這在很大程度上提高了散熱裝置100的散熱性能。同時(shí)，鍛造工 藝非常容易實(shí)施，這又降低了散熱裝置100的制造難度，降低了制造成本。[0026]從圖1中還可看到，散熱件2形成為棒狀體。這種棒狀體可以設(shè)計(jì)成直徑非常的 小，其能夠非常容易地接收來自基體I的熱量，同時(shí)，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中可以提供數(shù)量 非常多的散熱件2，這顯著地提高了散熱裝置100與周圍空氣的接觸面積，從而提高了散熱 裝置100的散熱性能。然而，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，散熱件2也可以設(shè)計(jì)片狀。[0027]此外，在圖1中示出的實(shí)施例中，散熱件2利用一個(gè)端部固定在基板I的一個(gè)側(cè)面 上，也就是說，這些散熱件2豎立在基板I的一個(gè)側(cè)面上。在本實(shí)施例中，為了將散熱件2 固定在基板I上，在提供基板I時(shí)，在基體I中形成至少一個(gè)裝配孔11，在裝配孔11中適合 插入散熱件2。在本實(shí)施例中，由于散熱件2設(shè)計(jì)成棒狀體，因此其具有圓形的橫截面，因此 裝配孔11也是圓形的，但是裝配孔11的直徑要略微小于散熱件2的直徑，從而使得散熱件 2能夠以過盈配合的方式固定至基體I。由此，散熱件2與裝配孔11的孔壁緊密地接觸，從 而降低了在熱傳遞路徑上的熱阻，提高了散熱裝置100的散熱性能。[0028]然而，在本發(fā)明的方法的另外的實(shí)施例中，也可以將散熱件2焊接至基體1，從而 實(shí)現(xiàn)散熱件2與基體I的固定連接。[0029]此外，在此需要強(qiáng)調(diào)的是，制成散熱件2的材料不僅僅限于金屬材料，其也可由具有良好的導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱塑料制成。[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置100的俯視圖。在該俯視圖中可以清晰地看 到形成在基板I上的裝配孔11以及穿過裝配孔11并與基板I固定連接的散熱件2。在圖 2示出的俯視圖中可觀察到由虛線圈起來的四個(gè)光源安裝位置，在這四個(gè)區(qū)域中，明顯布置 有更多的散熱件2。這是因?yàn)?，在光源為LED光源時(shí)，熱量主要來自LED芯片，在LED芯片的 安裝位置布置越多的散熱件，越有利于排散來自LED芯片的熱量。[0031]圖3示出了安裝有根據(jù)本發(fā)明的散熱裝置100的照明裝置200的截面圖。在本實(shí) 施例中，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置200設(shè)計(jì)成一種LED改型燈，因此散熱裝置100的散熱性能 的優(yōu)劣直接影響了照明裝置200的性能和壽命。從圖中可見，照明裝置200包括布置在散 熱裝置100的基體I的一側(cè)的光源3和布置在基體I的另一側(cè)的電子組件殼體4，其中散熱 裝置100的散熱件2圍繞電子組件殼體4布置。電子組件殼體4中通常布置有驅(qū)動器和電 源等電子設(shè)備(圖中并未示出)。此外，從圖中可見，照明裝置200還包括泡殼5以及燈體罩6。為了清晰地表明散熱裝置100在照明裝置200中的布置情況，圖3中并未示出泡殼5。 但是，在完整的照明裝置200中，泡殼5與基體I的一側(cè)共同限定出容納光源3的第一容納 腔，而燈體罩6與基體I的另一側(cè)限定出容納散熱件2和電子組件殼體4的第二容納腔。[0032]此外，在本實(shí)施例中，光源3包括至少一個(gè)LED芯片31和承載LED芯片31的電路 板32，其中電路板32與基板I的一個(gè)側(cè)面導(dǎo)熱接觸。[0033]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置200的示意圖。從圖中可見，燈體罩6和泡殼5 基本上限定出照明裝置的輪廓，該輪廓與傳統(tǒng)的白熾燈或者熒光燈的輪廓相符(參見圖4)。 此外，根據(jù)本發(fā)明提出，燈體罩6由絕緣材料制成，由于電子組件殼體4布置在燈體罩6中， 而電子組件殼體4中通常布置有驅(qū)動器和電源等電子設(shè)備，在一些極端情況下，例如過壓 的情況下，驅(qū)動器和電源的電流可能會通過電子組件殼體4漏出，絕緣的燈體罩6能夠有利 地防止漏出的電流對用戶造成傷害。[0034]此外，從圖4中進(jìn)一步可見，燈體罩6上開設(shè)有至少一個(gè)通風(fēng)孔61，來自外界的空 氣可通過通風(fēng)孔61進(jìn)入到第二容納腔中。通風(fēng)孔61的設(shè)置有利地避免了燈體罩6對對流 空氣的阻擋，從而確保對流空氣能夠流過散熱裝置100的散熱件2，并帶走散熱件2上的熱量。[0035]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等 同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。[0036]參考標(biāo)號[0037]I 基體[0038]11 裝配孔[0039]2 散熱件[0040]3 光源[0041]31 LED 芯片[0042]32 電路板[0043]4 電子組件殼體[0044]5 泡殼[0045]6燈體罩[0046]61通孔[0047]100散熱裝置[0048]200·照明裝置
【權(quán)利要求】
1.一種制造散熱裝置(100)的方法，包括以下步驟:a)提供由金屬制成的基體(I);b)提供至少一個(gè)散熱件(2)；c)使所述散熱件(2)固定至所述基體(I)，其特征在于，在所述步驟a)中，通過鍛造工藝提供所述基體(I )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟a)中，如此提供所述基體(I)， 使得所述基體(I)形成為板狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟a)中，如此提供所述基體(I)， 使得所述基體(I)中形成至少一個(gè)裝配孔(11 )，在所述裝配孔(11)中適合插入所述散熱件 (2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟c)中，將所述散熱件(2)穿過 所述裝配孔(11 )，使得所述散熱件(2 )以過盈配合的方式固定至所述基體(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟c)中，將所述散熱件(2)焊接 至所述基體(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述步驟b)中如此提供 所述散熱件(2)，使得所述散熱件(2)形成為棒狀體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述步驟b)中通過金屬 制成所述散熱件(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述步驟b)中通過鑄造 工藝、鍛造工藝制成所述散熱件(2)。
9.一種散熱裝置(100)，其特征在于，所述散熱裝置(100)由根據(jù)權(quán)利要求1至8中任 一項(xiàng)所述的方法制成。
10.一種照明裝置(200)，其特征在于，所述照明裝置(200)包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的 散熱裝置(100)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述照明裝置(200)還包括 布置在所述散熱裝置(100)的基體(I)的一側(cè)的光源(3)和布置在所述基體(I)的另一側(cè) 的電子組件殼體(4)，其中所述散熱裝置(100)的散熱件(2)圍繞所述電子組件殼體(4)布置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述照明裝置(200)還包括 泡殼(5)以及燈體罩(6)，其中所述泡殼(5)與所述基體(I)的一側(cè)共同限定出容納所述光 源(3)的第一容納腔，而所述燈體罩(6)與所述基體(I)的另一側(cè)限定出容納所述散熱件(2)和所述電子組件殼體(4)的第二容納腔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述燈體罩(6)由絕緣材料 制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述燈體罩(6)上開設(shè)有至 少一個(gè)通風(fēng)孔(61)，來自外界的空氣可通過所述通風(fēng)孔(61)進(jìn)入到所述第二容納腔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述光源(3) 包括至少一個(gè)LED芯片(31)和承載所述LED芯片(31)的電路板(32 )，其中所述電路板(32 ) 與所述基板(I)的一個(gè)側(cè)面導(dǎo)熱接觸。
【文檔編號】F21S2/00GK103574547SQ201210249994
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】迪爾克·布赫豪斯?fàn)? 林晶, 胡瑾, 張宏偉, 潘耿俊, 蘭挺彪 申請人:歐司朗股份有限公司