一種led模組的散熱結(jié)構(gòu)和裝置制造方法
【專利摘要】一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)和裝置，應(yīng)用于安裝有LED模組的設(shè)備上，包括有內(nèi)部散熱單元、外部散熱單元及熱管，該內(nèi)部散熱單元與LED模組固定，該外部散熱單元設(shè)置于設(shè)備上的遠離LED模組且與外部空氣保持流通的位置，該熱管兩端分別穿設(shè)于內(nèi)部散熱單元和外部散熱單元上以將LED模組產(chǎn)生的熱量傳遞至外部散熱單元并與外部空氣進行交換實現(xiàn)散熱。本發(fā)明能將密封的熱源的熱量由內(nèi)部散熱單元傳至外部散熱單元，并與流動空氣進行交換，從而達到高效的散熱功能，大大提高熒光LED的發(fā)光效率和壽命。
【專利說明】一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED模組散熱結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域，特別是一種用于顯微鏡的LED照明系統(tǒng)和熒光激發(fā)LED等的LED模組散熱結(jié)構(gòu)和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的顯微鏡熒光激發(fā)LED和LED照明系統(tǒng)中，尤其是大功率LED的散熱方式，是將LED焊接在一個鋁基板MCPCB或陶瓷敷銅板DCB上，然后再將該MCPCB或DCB通過導(dǎo)熱硅膠與散熱塊連接。用該方法散熱，不僅體積較大，而且熱量不能遠離熱源。特別是顯微鏡設(shè)備，其熒光激發(fā)LED或照明LED系統(tǒng)都安裝在機體內(nèi)部，或一個獨立的燈箱內(nèi)，或一個和多個模塊中，一方面由于體積的限制，不能將散熱器做大；另一方面由于LED產(chǎn)生的熱量不能有效的從顯微鏡機殼內(nèi)部或燈箱和模塊內(nèi)部散發(fā)，導(dǎo)致容器中的溫度升高，使LED的光強效率下降和使用壽命減短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中顯微鏡的LED功率模塊，由于體積的限制、造成的散熱不足的缺點。提出一種減小內(nèi)部散熱結(jié)構(gòu)的體積，并保持原有的發(fā)光效率的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)和裝置。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于安裝有LED模組的設(shè)備上，其特征在于:包括有內(nèi)部散熱單元、外部散熱單元及熱管，該內(nèi)部散熱單元與LED模組固定，該外部散熱單元設(shè)置于設(shè)備上的遠離LED模組且與外部空氣保持流通的位置，該熱管兩端分別穿設(shè)于內(nèi)部散熱單元和外部散熱單元上以將LED模組產(chǎn)生的熱量傳遞至外部散熱單元并與外部空氣進行交換實現(xiàn)散熱。
[0006]優(yōu)選的，所述熱管包括管體、吸液芯和端蓋，管體內(nèi)填充有適量的工作液體并使吸液芯緊貼于管體內(nèi)壁上，端蓋固定于管體兩端以密封管體。
[0007]優(yōu)選的，所述熱管包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述內(nèi)部散熱單元設(shè)置于該蒸發(fā)段上，所述外部散熱單元設(shè)置于該冷凝段上。
[0008]優(yōu)選的，所述熱管還包括有絕緣段，該絕緣段位于所述蒸發(fā)段和所述冷凝段之間。
[0009]優(yōu)選的，所述內(nèi)部散熱單元和外部散熱單元均為散熱片或散熱塊。
[0010]優(yōu)選的，所述熱管的數(shù)量可以是一個或一個以上。
[0011]一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和光源照明系統(tǒng)，該光源照明系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有LED和基板、該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括有上述的任 種LED模組的散熱結(jié)構(gòu),該內(nèi)部散熱單兀固定于基板另一側(cè)，所述的外部散熱單元固定于所述機架外壁上并與外部空氣保持流通。
[0012]一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和燈箱，該燈箱內(nèi)設(shè)有LED、基板和燈箱光源輸出單元，該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括上述的任一一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)部散熱單元固定于基板另一側(cè)，所述的外部散熱單元固定于所述燈箱外壁上并與外部空氣保持流通。
[0013]一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和激發(fā)LED模組，該激發(fā)LED模組包括有多個LED及基板，該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括上述的任一一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，每個LED模組上對應(yīng)配設(shè)有一內(nèi)部散熱單元，該內(nèi)部散熱單元固定于基板另一側(cè)，且所述熱管依次穿過所有的內(nèi)部散熱單元，所述外部散熱單元固定于所述機架外壁并與外部空氣保持流通。
[0014]由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明的散熱裝置，對于LED模組采用外部散熱單元、內(nèi)部散熱單元并配合熱管，可獲得比常規(guī)的散熱片小一個數(shù)量級或更小的熱阻。熱管的一端穿設(shè)于內(nèi)部散熱單元內(nèi)(蒸發(fā)段)，另一端穿設(shè)于外部散熱單元內(nèi)(冷凝段)，中間可布置絕緣段。當熱管的蒸發(fā)段受熱時毛細芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向冷凝端并發(fā)出熱量凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)，密封的熱源的熱量由內(nèi)部散熱單元傳至外部散熱單元，并與流動空氣進行交換，從而達到高效的散熱功能，大大提高熒光LED模組的發(fā)光效率和壽命。
[0016]2、本發(fā)明的散熱裝置可應(yīng)用于LED模組的設(shè)備上。例如，與熒光激發(fā)LED模組或照明LED模組配合在顯微鏡中使用，通過必要的物鏡和目鏡、載物臺、調(diào)焦(Z軸)機構(gòu)、成像光學(xué)系統(tǒng)、光源照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等機構(gòu)，提高了 LED激發(fā)光強和照明系統(tǒng)的散熱效果，還能解決過去在綠光譜和藍光譜激發(fā)能量不足的問題，從而極大地提高該顯微鏡系統(tǒng)的整體性能，達到圖像更清晰的目地。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為圖2中的部分結(jié)構(gòu)放大圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明采用兩個熱管的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述。
[0024]參照圖1，一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于安裝有LED模組的設(shè)備B上，包括有內(nèi)部散熱單元8、外部散熱單元10及熱管9。LED模組包括LEDlb和基板la，該LEDlb固定于基板Ia—側(cè)，該內(nèi)部散熱單元8固定于基板Ia另一側(cè)。該外部散熱單元10設(shè)置于設(shè)備B上的遠離LED模組且與外部空氣保持流通的位置。該熱管9包括管體、吸液芯和端蓋，將管體內(nèi)部抽成負壓后充以適量的工作液體，使吸液芯緊貼于管體內(nèi)壁上，吸液芯采用毛細多空材料并配合固定于管體兩端的端蓋加以密封。該熱管9 一端為蒸發(fā)段、另一端為冷凝段，根據(jù)應(yīng)用需要還可在兩段中間布置絕緣段。且蒸發(fā)段穿設(shè)于內(nèi)部散熱單元8上，冷凝段穿設(shè)于外部散熱單元10上。[0025]本發(fā)明的外部散熱單元10和內(nèi)部散熱單元8可采用常規(guī)的散熱片或散熱塊。熱管9的數(shù)量可根據(jù)實際應(yīng)用設(shè)置，可以是一個、兩個甚至兩個以上，參照圖6。當熱管9的蒸發(fā)段受熱時吸液芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向冷凝段并發(fā)出熱量凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料(吸液芯)靠毛細力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)，熱量由熱管9的一端傳至另一端，將密封的熱源的熱量引出，傳遞到外圍并與流動空氣進行交換，從而達到高效的散熱功能。
[0026]以下對本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)進行應(yīng)用舉例:
[0027]實施例一
[0028]參照圖2、圖3，一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架1、物鏡2、載物臺3、調(diào)焦機構(gòu)4、集光鏡5、數(shù)碼攝像頭6、光源照明系統(tǒng)7、內(nèi)部散熱單元8、熱管9、外部散熱單元10，燈箱、燈箱光源輸出和LED激發(fā)模組。該光源照明系統(tǒng)7內(nèi)設(shè)有LEDlb和基板la、該LEDlb固定于基板Ia—側(cè),該內(nèi)部散熱單兀8固定于基板Ia另一側(cè),該外部散熱單元10固定于機架外壁并與外部空氣保持流通。該基板Ia可以是鋁基板或陶瓷敷銅板?；錓a與內(nèi)部散熱單元8之間通過導(dǎo)熱硅膠實現(xiàn)固定連接。
[0029]安裝時，將LEDlb焊接在基板Ia上，然后將它安裝在內(nèi)部散熱單元8上，并一起固定于集光鏡5下方；再將熱管9的一端(蒸發(fā)段)插入內(nèi)部散熱單元8上預(yù)先鉆好的孔中(該孔可以是圓的或其他形狀的，直徑與熱管9相配合)，以緊配合安裝。用同樣方法，將熱管9的另一端(冷凝段)插入到外部散熱單元10中，并將它固定在機架的外壁某個地方，保持與空氣交換良好。在該應(yīng)用中可以使用多根熱管9，以達到更好的散熱，參照圖6。
[0030]實施例二
[0031]參照圖4，一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭、光源照明系統(tǒng)、熱管9、內(nèi)部散熱單元8、外部散熱單元10，燈箱11、燈箱光源輸出14和LED激發(fā)模組。該燈箱11內(nèi)設(shè)有LED、基板和燈箱光源輸出14，該LED固定于基板一側(cè)，內(nèi)部散熱單元8固定于基板另一側(cè)，外部散熱單元10固定于燈箱外壁上并與外部空氣保持流通。
[0032]安裝時，將LED焊接于基板上，然后將它安裝在內(nèi)部散熱單元8上，并一起固定在燈箱內(nèi)的光學(xué)部件上；再將熱管9的一端(蒸發(fā)段)插入內(nèi)部散熱單元8預(yù)先鉆好的孔中(該孔可以是圓的或其他形狀的，直徑與熱管9相配合)，以緊配合安裝。用同樣的方法，將熱管9的另一端(冷凝段)與外部散熱單元10相連接(同樣是緊配合)，再將外部散熱單元10固定在燈箱的外壁，保持與空氣交換良好。同理，在該應(yīng)用中可以使用多根熱管9，以達到更好的散熱效果，參照圖6。
[0033]實施例三
[0034]參照圖1、圖5、一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭、光源照明系統(tǒng)、熱管9、內(nèi)部散熱單元8、外部散熱單元10，燈箱、燈箱光源輸出和LED激發(fā)模組13。該激發(fā)LED模組包括有多個LEDlb及多個基板la，每個LEDlb固定于對應(yīng)的基板Ia—側(cè)，每個LEDlb對應(yīng)配設(shè)有一內(nèi)部散熱單元8，該內(nèi)部散熱單元8固定于基板Ia另一側(cè)，且熱管9 一端(蒸發(fā)段)依次穿過所有的內(nèi)部散熱單元8的中部。
[0035]將每個LEDlb焊接在對應(yīng)的基板Ia上，然后將基本安裝在對應(yīng)的內(nèi)部散熱單元8上，再一起固定于LED激發(fā)模組13上。之后，將熱管9的一端插入內(nèi)部散熱單元8預(yù)先鉆好的孔中(該孔可以是圓的或其他形狀的，直徑與熱管9相配合)以緊配安裝。由于具有多個LEDlb，則對應(yīng)包括有多個內(nèi)部散熱單元8 (包括8a-8n)，將熱管9的一端穿過一內(nèi)部散熱單元8a，然后插入到相鄰的下一個內(nèi)部散熱單元Sb，以此類推，熱管9可以依次穿過多個內(nèi)部散熱單元8 (8a-8n)，最后將熱管9的另一端與外部散熱單元10相連接(同樣是緊配合，圖5中的A可連接圖1中的外部散熱單元)，再將外部散熱單元10固定在安裝有該LED激發(fā)模組13的設(shè)備的外壁。同理，在該應(yīng)用中可以使用多根熱管9，以達到更好的散熱效果，參照圖6。
[0036]將該散熱技術(shù)應(yīng)用到顯微鏡的LED照明系統(tǒng)中，是為了提高LED的光強，最大程度發(fā)揮LED的有效功率，與此同時，可以大大提高LED的使用壽命。
[0037]上述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1.一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于安裝有LED模組的設(shè)備上，其特征在于:包括有內(nèi)部散熱單元、外部散熱單元及熱管，該內(nèi)部散熱單元與LED模組固定，該外部散熱單元設(shè)置于設(shè)備上的遠離LED模組且與外部空氣保持流通的位置，該熱管兩端分別穿設(shè)于內(nèi)部散熱單元和外部散熱單元上以將LED模組產(chǎn)生的熱量傳遞至外部散熱單元并與外部空氣進行交換實現(xiàn)散熱。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱管包括管體、吸液芯和端蓋，管體內(nèi)填充有適量的工作液體并使吸液芯緊貼于管體內(nèi)壁上，端蓋固定于管體兩端以密封管體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱管包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述內(nèi)部散熱單元設(shè)置于該蒸發(fā)段上，所述外部散熱單元設(shè)置于該冷凝段上。
4.如權(quán)利要求3所述的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱管還包括有絕緣段，該絕緣段位于所述蒸發(fā)段和所述冷凝段之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)部散熱單元和外部散熱單元均為散熱片或散熱塊。
6.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱管的數(shù)量可以是一個或一個以上。
7.一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和光源照明系統(tǒng)，該光源照明系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有LED和基板，該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括有權(quán)利要求1至6所述的任一一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部散熱單元固定于基板另一側(cè)，所述的外部散熱單元固定于所述機架外壁上并與外部空氣保持流通。
8.一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和燈箱，該燈箱內(nèi)設(shè)有LED、基板和燈箱光源輸出單元，該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括有權(quán)利要求1至6所述的任一一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)部散熱單元固定于基板另一側(cè)，所述的外部散熱單元固定于所述燈箱外壁上并與外部空氣保持流通。
9.一種具有LED模組散熱結(jié)構(gòu)的顯微鏡裝置，包括機架、物鏡、載物臺、調(diào)焦機構(gòu)、集光鏡、數(shù)碼攝像頭和激發(fā)LED模組，該激發(fā)LED模組包括有多個LED及基板，該LED固定于基板一側(cè)，其特征在于:還包括有權(quán)利要求1至6所述的任一一種LED模組的散熱結(jié)構(gòu)，每個LED模組上對應(yīng)配設(shè)有一內(nèi)部散熱單元，該內(nèi)部散熱單元固定于基板另一側(cè)，且所述熱管依次穿過所有的內(nèi)部散熱單元，所述外部散熱單元固定于所述機架外壁并與外部空氣保持流通。
【文檔編號】F21Y101/02GK103836594SQ201310754916
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】高志剛, 紐倫道夫, 康軍 申請人:麥克奧迪實業(yè)集團有限公司