一种液冷散热的LED光模组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液冷散热的LED光模组（100），其包括电路板安装部（1）和设置在电路板安装部下端的散热器（2）。电路板安装部（1）具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔（103），电路板安装部（1）的球壁外表面固定有柔性电路板（3），在柔性电路板（3）上分布有多颗LED灯珠（301），一出光罩（4）套置在柔性电路板外围并被液密地固定至电路安装部（1）和/或散热器（2），从而在出光罩（4）与电路板安装部（1）之间形成一空腔（104），该空腔与半球腔（103）通过设置在电路板安装部（1）的球壁（101）上的多个通孔（102）彼此联通，在空腔（104）与半球腔（103）之内填充有冷却液（5）。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种液冷散热的LED光模组（100），其包括电路板安装部（1）和设置在电路板安装部下端的散热器（2）。电路板安装部（1）具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔（103），电路板安装部（1）的球壁外表面固定有柔性电路板（3），在柔性电路板（3）上分布有多颗LED灯珠（301），一出光罩（4）套置在柔性电路板外围并被液密地固定至电路安装部（1）和/或散热器（2），从而在出光罩（4）与电路板安装部（1）之间形成一空腔（104），该空腔与半球腔（103）通过设置在电路板安装部（1）的球壁（101）上的多个通孔（102）彼此联通，在空腔（104）与半球腔（103）之内填充有冷却液（5）。【专利说明】一种液冷散热的LED光模组
本技术本涉及LED照明领域的光模组技术，尤其涉及一种LED光模组，特别是涉及一种液冷散热的LED光模组。
技术介绍
LED散热现行通常的做法下，导热路径可以这样解释:LED热沉一导热硅脂一与热沉同样大的铜箔一铝基板绝缘层一铝板一散热器。可以看出，LED到铝基板的导热路径仅仅和LED的热沉大小一样。对于大功率LED来说仅仅这样散热是不够的，但是怎样散热才能兼顾微型化，大功率，低成本，这是一个尚未解决的难题。对此，中国专利申请公开CN201010247353.3公开了一种双层灯罩液冷散热的LED灯，其针对单层灯罩结合金属丝传热不均匀、散热效率有限，对LED使用寿命延长效果不明显的缺点，提供了一种双层灯罩液冷散热的LED灯。根据该技术，其包括灯座和灯罩，灯座上连接有LED基板，灯罩连接在灯座的一端，所述的灯罩包括双层的内罩和外罩，两灯罩之间形成灌有冷却液的储液腔，内罩的侧壁外表面贴覆有和灯座导热连接的导热件。本技术采用双层结构的内、外灯罩以及两者之间的冷却液结合导热件共同作用，实现高效传热，较现有单层灯罩结合金属丝散热结构散热均匀，效率高，降温效果好，能更有效的延长LED灯具的使用寿命，对LED重量和制造成本影响小。但是该技术的缺点也十分明显，首先，该技术的散热是间接地通过从导热板延伸出来的导热件实现的；其次，它仅通过把热量散发至冷却液，但是冷却液腔的顶端容积很小，随着温度上升顶端反而会聚集大量热量造成LED芯片寿命明显降低；再次，内外双层灯罩导致光线损失严重，使得光效下降明显；最后，该灯具的特殊灯罩形态决定了出光角度很小，中间厚两侧薄的冷却液层起到了聚光作用，不利于光线均匀分布。US5890794公开了一种LED液冷散热机构。虽然在其一个实施方式中提到了可以在LED安装部之内设置液体来增强散热。但是在其图10所公开的这种实施方式中，内外腔体的液体之间不能实现对流散热，导致集聚在中心空腔区域内的高温液体会逐渐升温，而外围区域的液体则保持相对较低的温度。此外，该专利公开所提供的技术方案具有大体积的缺点，它基本上不可能实现如灯泡这样体积的独立照明单元。CN200910192453公开了一种液冷LED灯，它只是单纯利用了液体接触散热，没有利用对流散热效果。而且液体的存在直接或间接影响了出光效果。此外在该领域中已知的技术问题还包括:1.由于LED是方向性光源，需要有一种有效的光图形转换方式来实现将小角度的出光转换成全方位的出光，但是按照通常的做法，一种做法是使用透镜转换出光角度，但是涉及到出光效率降低及成本增加；另外的做法是通过改变LED灯珠的平面排布为立体多方位排布，但是随之带来散热路径减小热阻增加，散热效果变差及引起光效降低；2.COB光源发出很大的热量，必须通过良好的热传导解决COB光源的发热问题热传导路径应尽可能的通畅，而按照传统做法，经过五六层介质层层传递，每一层都存在很大热阻，更不用说加工及装配造成的接触面不充分，进而造成巨大的空气热阻，如何能够最有效的把LED发光部产生的热量导出去，只有与发光部直接接触能够做到这一点。
技术实现思路
针对现有技术中的种种不足，本技术公开了一种液冷散热的LED光模组。一种液冷散热的LED光模组，所述LED光模组包括电路板安装部和设置在所述电路板安装部下端的散热器，其特征在于，所述电路板安装部具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔，所述电路板安装部的球壁外表面固定有柔性电路板，在所述柔性电路板上分布有多颗LED灯珠，一出光罩套置在所述柔性电路板外围并被液密地固定至所述电路安装部和/或所述散热器，从而在所述出光罩与所述电路板安装部之间形成一空腔，所述空腔与所述半球腔通过设置在所述电路板安装部的球壁上的多个通孔彼此联通，并且在所述空腔与所述半球腔之内填充有冷却液。根据一个优选的实施方式，所述电路板安装部包括基板，并且由导热材料制成的所述中空半球结构通过所述球壁固定至所述基板，形成所述半球腔。根据一个优选的实施方式，所述多个通孔均匀地设置在所述电路板安装部的球壁上。根据一个优选的实施方式，多颗LED灯珠均匀地设置在所述柔性电路板上。根据一个优选的实施方式，所述出光罩与所述电路安装部和/或所述散热器共同限定了冷却液容腔，所述冷却液容腔在靠近所述散热器一端的横截面明显大于远离所述散热器一端的横截面。根据一个优选的实施方式，所述散热器紧密地固定至所述基板的背对所述出光罩的一侧，并且所述散热器在背对所述出光罩的一侧设有多个散热片，所述柔性电路板通过粘接和/或通过导热硅胶固封在所述电路板安装部的球壁外表面，所述柔性电路板与所述电路板安装部的球壁外表面之间通过导热垫片紧密接触。根据一个优选的实施方式，所述多个散热片是轴向长度相同但径向长度不同的、平行排布的多个散热片的，并且所述散热器与所述电路板安装部是一体成型的。根据一个优选的实施方式，在所述电路板安装部与所述基板彼此对接的角部区域处设置多个矩形导流口。根据一个优选的实施方式，所述出光罩为PC出光罩、PMMA出光罩或玻璃出光罩，在所述出光罩上设置有荧光粉层，和/或在所述冷却液中悬浮有荧光粉。根据一个优选的实施方式，所述出光罩通过粘合、卡扣连接、螺纹连接和/或硫化硬化固定在所述电路板安装部的基板上，所述出光罩与所述电路板安装部的基板之间设置有密封橡胶圈。本技术的有益效果在于:本方案采用冷却液体充满灯壳内部，流动起来的液体导热加上固体导热就能达到良好的导热效果，该冷却液体具有绝缘、阻燃，无毒、无腐蚀性、不对接触的零件产生氧化，热涨比低等特性。同时这种冷却液体的折射率和透光性很好。本技术了利用液冷散热原理，液体无缝隙的填满灯体内部所有空间，使得散热通道宽广且直接，不存在热通道的接触面不均问题。LED芯片整体浸泡在液体内部，一方面向液体传导热量，另一方面通过基板直接向散热器传导热量。液体受热后分子会离开发热的金属基板表面向相对较冷的灯壳及散热器表面运动，通过灯壳及散热器把热量散发出去。经壳表面及散热器冷却后的分子会再次参与热交换，再把灯体内部金属基板附近的热量快速传递到灯壳及散热器表面温度较低的位置，加速完成液体的循环。这样流动起来的液体导热加上固体导热就能达到良好的导热效果。这一物理的对流运动过程，无需耗费电能，只要LED灯泡开始工作这一循环就会不断重复，从而保证LED的芯片结温处于一个较低的水平，保证了 LED发光芯片的使用寿命。【专利附图】【附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液冷散热的LED光模组（100），所述LED光模组（100）包括电路板安装部（1）和设置在所述电路板安装部（1）下端的散热器（2）， 其特征在于， 所述电路板安装部（1）具有一中空半球结构，其中限定了一半球腔（103），所述电路板安装部（1）的球壁外表面固定有柔性电路板（3），在所述柔性电路板（3）上分布有多颗LED灯珠（301）， 一出光罩（4）套置在所述柔性电路板（3）外围并被液密地固定至所述电路安装部（1）和/或所述散热器（2），从而在所述出光罩（4）与所述电路板安装部（1）之间形成一空腔（104）， 所述空腔（104）与所述半球腔（103）通过设置在所述电路板安装部（1）的球壁（101）上的多个通孔（102）彼此联通，并且在所述空腔（104）与所述半球腔（103）之内填充有冷却液（5）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高海生，李刚，唐超，郑继均，
申请(专利权)人：四川新力光源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51