本實(shí)用新型涉及一種相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱相結(jié)合的超高功率密度LED器件，屬于LED燈具散熱與封裝器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

LED(Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED在工作時，會有80％左右的電能轉(zhuǎn)化成了熱能，20％的電能轉(zhuǎn)化為光能，而LED所處的環(huán)境溫度與出光率成反比關(guān)系的，溫度越高，出光率越低，當(dāng)溫度達(dá)到LED燈最高使用溫度時，LED會急劇衰減或失效。因此，溫度對LED的壽命、光衰、色溫偏移都有直接關(guān)系。

目前傳統(tǒng)LED燈具(如圖2所示)，主要是以自然被動式散熱為主，基本結(jié)構(gòu)是在LED光源發(fā)熱端加上相應(yīng)尺寸的散熱器，通過空氣自然對流達(dá)到散熱效果，這種結(jié)構(gòu)要做高功率密度的大功率LED導(dǎo)熱和散熱都不理想，且做高功率散熱器體積非常龐大笨重。

因此如何在小體積散熱器上實(shí)現(xiàn)LED高光功率密度是需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱相結(jié)合的超高功率密度LED器件，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本實(shí)用新型所提供的相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱相結(jié)合的LED器件，包括依次貼裝在一起的LED光源、相變液循環(huán)體和散熱器；

所述散熱器上設(shè)有散熱風(fēng)扇；

所述相變液循環(huán)體內(nèi)填充有相變液。

所述的LED器件中，所述散熱器可為散熱鰭片。

所述的LED器件中，所述相變液循環(huán)體包括一循環(huán)管路，所述相變液在所述循環(huán)管路內(nèi)循環(huán)；

所述循環(huán)管路的兩端均通過一腔體相連通；

所述腔體分別與所述LED光源的基板和所述散熱器連接配合，通過所述腔體與所述LED光源和所述散熱器的貼合配合，將所述LED光源的熱量傳遞給所述相變液，進(jìn)而再傳遞給所述散熱器，實(shí)現(xiàn)LED光源散熱的目的。

所述的LED器件中，所述腔體設(shè)于所述循環(huán)管路相對設(shè)置的兩端。

所述的LED器件中，所述循環(huán)管路上設(shè)有單向閥，以保證所述相變液朝一個方向循環(huán)。

所述的LED器件中，所述循環(huán)管路上設(shè)有抽真空孔和/或注液孔，以對所述循環(huán)管路進(jìn)行抽真空以及通入所述相變液。

所述的LED器件中，所述相變液可為蒸餾水、丙酮和/或乙醇。

本實(shí)用新型LED器件的工作原理(實(shí)現(xiàn)散熱的目的)是相變液受熱膨脹并發(fā)生相變，運(yùn)動；然后釋熱、收縮、相變、運(yùn)動、循環(huán)。在上述過程中，相變液通過形變吸熱和釋熱并循環(huán)運(yùn)動，可以迅速導(dǎo)熱。相變液導(dǎo)出熱后與散熱器接觸需要迅速降溫再次相變循環(huán)，故在散熱器上加上主動散熱風(fēng)扇；以達(dá)到迅速循環(huán)連續(xù)相變的目的；風(fēng)扇是一種通過加快空氣流動以達(dá)到驅(qū)熱、給風(fēng)等目的的設(shè)備。

制作本實(shí)用新型LED器件時，可按照如下步驟進(jìn)行：

將封裝好的LED光源的底部(基板)與相變液循環(huán)體的腔體緊密貼裝；

將散熱器緊密貼裝在另一端的相變液循環(huán)體的腔體上；

將散熱風(fēng)扇固定在散熱器上；

將在兩端相變液腔體裝好LED光源、鰭片散熱器、散熱風(fēng)扇的整套裝置放入真空操作箱內(nèi)；

將裝好的裝置進(jìn)行抽真空作業(yè)，抽真空10～15分鐘；

將相變液從密封口注入后，密封；

將真空作業(yè)箱箱放氣，直至內(nèi)外氣壓平衡。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型提供了一種能夠在有限的發(fā)光面積上做高功率高密度發(fā)光器件，將相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合：首先提供相變液循環(huán)相變的通道(循環(huán)管路)，風(fēng)扇能夠提供快速的對流效果，迅速帶走散熱器片上因LED器件發(fā)熱產(chǎn)生的熱量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的散熱目的；其次，由于風(fēng)扇能夠提供較大的空氣對流，因此也需要燈具提供較大的對流空間；進(jìn)一步的，相變可以為LED器件快速導(dǎo)熱，風(fēng)扇為相變快速散熱，兩者相結(jié)合為LED燈具導(dǎo)熱，散熱提供了基礎(chǔ)，可以在有限的發(fā)光面積下實(shí)現(xiàn)超高功率密度LED器件，即提高了單位面積內(nèi)總光通量，減輕了散熱器體積，使LED器件整體簡易化，輕量化，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)小體積散熱器上實(shí)現(xiàn)LED高光功率密度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱相結(jié)合的超高功率密度LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中各標(biāo)記如下：

1’散熱器、2’LED發(fā)光光源基板、3’LED發(fā)光光源圍板膠。

圖2為現(xiàn)有的一般LED燈具器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2中各標(biāo)記如下：

1風(fēng)扇散熱方向、2風(fēng)扇散熱透氣孔、3散熱風(fēng)扇、4散熱鰭片、5，10腔體、6，15單向閥、7，18循環(huán)管路、8相變液循環(huán)方向示意、9相變液管氣化的相變液、10腔體轉(zhuǎn)化的相變液氣混合、11基板、12LED發(fā)光光源圍壩膠、13、LED發(fā)光光源出光示意、14抽真空和注液孔、16相變液、17相變液循環(huán)方向示意。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

本實(shí)施例所用LED光源為倒裝LED光源，按照現(xiàn)有工藝進(jìn)行制作：固晶、共晶、點(diǎn)圍壩、點(diǎn)粉、烘烤成型。

如圖1所示，本實(shí)施列提供的相變導(dǎo)熱與風(fēng)扇散熱相結(jié)合的超高功率密度LED器件，包括依次貼裝在一起的LED光源、相變液循環(huán)體和散熱鰭片4，散熱鰭片4上設(shè)有散熱風(fēng)扇3，相變液循環(huán)體內(nèi)填充有相變液16。其中，相變液循環(huán)體包括一循環(huán)管路7和18，相變液16在循環(huán)管路7和18內(nèi)循環(huán)，循環(huán)管路7和18上分別設(shè)有設(shè)有單向閥6和15，循環(huán)管路18上設(shè)有抽真空和注液孔14，用于抽真空和注射相變液。循環(huán)管路7和18相對的兩端均通過一腔體5和10相連通，其中，腔體5與散熱鰭片4連接配合，腔體10與LED光源的基板11連接配合，通過腔體5和10與LED光源和散熱鰭片4的貼合配合，將LED光源的熱量傳遞給相變液16，進(jìn)而再傳遞給散熱鰭片4，實(shí)現(xiàn)LED光源散熱的目的。

按照如下步驟制作本實(shí)用新型超高功率密度LED器件，

a、將封裝好的LED光源的基板11與相變液的腔體10緊密貼裝；

b、將散熱鰭片4緊密貼裝在另一端的相變液的腔體5上；

c、將散熱風(fēng)扇3固定在散熱鰭片4上；

d、將在兩端相變液腔體裝好LED光源、散熱鰭片、散熱風(fēng)扇的整套裝置放入真空操作箱內(nèi)；

e、將裝好的裝置進(jìn)行抽真空作業(yè)，抽真空10～15分鐘；

f、將相變液從抽真空和注液孔14注入后，密封；

g、將真空作業(yè)箱箱放氣，直至內(nèi)外氣壓平衡后取出。

本實(shí)用新型LED器件工作時散熱的過程如下：

當(dāng)LED器件通電點(diǎn)亮后發(fā)熱，熱量傳遞到循環(huán)管路內(nèi)的相變液，當(dāng)溫度達(dá)到相變液的氣化溫度時，相變液開始相變成氣體(即相變液管氣化的相變液9)，通過循環(huán)管路7和18循環(huán)至另一端，并將熱量傳遞給散熱鰭片4，散熱風(fēng)扇3提供快速的對流，氣化的相變液遇到散熱風(fēng)扇4低溫后相變成液體狀(預(yù)冷液化)，通過循環(huán)管路循環(huán)到LED器件的連接腔內(nèi)，遇熱氣化，循環(huán)相變的過程中迅速把LED器件產(chǎn)生的熱量迅速帶走，通過風(fēng)扇迅速散熱到空氣中，降低LED器件的溫度。

現(xiàn)有LED器件采用的傳統(tǒng)散熱的方式，即依靠材料本身的機(jī)械熱傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱、散熱，這種散熱方式是受材質(zhì)本身的導(dǎo)熱系數(shù)限制的。而本實(shí)用新型LED器件采用的相變導(dǎo)熱，是通過相變液的相變循環(huán)運(yùn)動導(dǎo)熱，而且相變液具有熱阻小、傳熱效率高的特點(diǎn)，因此能夠使得LED器件在發(fā)熱狀態(tài)下保持不高于相變液相變溫度(如最高為50℃)的狀態(tài)，可見，在有限的發(fā)光面積下，采用本實(shí)用新型相變散熱結(jié)構(gòu)的LED器件可以做更高功率密度，能夠提高單位面積內(nèi)總光通量。