一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板由热管、基板和板盖组成，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端连接固定；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板固定在导热腔内。本装置合理的将半导体制冷散热，相变材料储热散热，热管鳍片散热以及风扇强制风冷散热结合在一起，结构紧凑，安装方便；本装置具有良好的散热能力，高效环保，维护简单，提高LED的工作性能，可靠性和使用寿命。

A heat dissipation device based on the combination of PCM finned heat pipe integrated board and semiconductor cooling sheet and its implementation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置及其实现方法
本专利技术涉及电子设备领域，具体涉及一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置。
技术介绍
随着电子器件向高性能、高集成度的方向发展，其热流密度在逐渐增加。为了保证器件能够处于良好的工作温度环境，需将热量快速散发出去。如果LED芯片的热量不能散发出去，则会影响LED的工作性能，可靠性，加速芯片的老化甚至失效。热管是一种利用气液相变的传热元件，由于其传热能力远优于金属材料，因此被广泛应用于电子设备散热领域。半导体制冷片的原理是基于帕尔贴原理，利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端可分别吸收热量和放出热量，实现制冷的目的。鳍片以强制对流和辐射的方式加热周围的空气将热量散发出去。相变材料(PCM)在热能储存和利用上潜力巨大，热管可以利用其高导热的优势弥补相变材料导热系数低的问题，能作为相变材料与散热鳍片良好的热传递媒介。人们提出了热管鳍片散热装置，半导体制冷片散热装置等，然而当大功率LED灯连续工作时，会产生大量的热量，上述散热装置如果不能够快速及时的将热量散发出去则会影响LED的寿命和发光效率，形成热堆积。如何有效地解决LED的散热问题，设计一种满足当前散热需求的装置，是目前本领域技术员人急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板包括热管、基板和板盖，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端固定连接；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板且伸入导热腔内；所述导热腔中填充有相变材料，所述热管的蒸发端设于导热腔内且被相变材料包覆；所述热管呈U型结构，热管的冷凝端通过所述开口伸出到集成板外且与基板平行；所述热管的冷凝端固定连接有散热鳍片；所述鳍片的分布密度呈多级式，沿着远离贴合热管表面方向密度逐渐减小；所述板盖的凹槽底面设有支撑柱，所述支撑柱与所述基板的凹槽底面接触；所述基板上设有连接柱，所述风扇固定于连接柱上；所述相变材料为石蜡、石墨粉和金属粉末的混合物；所述热管为烧结型铜棒热管；所述鳍片的材料为铜；可选地，所述鳍片上的热量通过风扇进行强制风冷；可选地，所述基板与板盖为可拆装组合，通过方形状的密封圈密封或外周通过焊接成一体，形成密闭导热腔空间；可选地，所述半导体制冷片根据LED芯片大小选择，集成板的尺寸根据半导体制冷片合理加工；可选地，所述热管大小以及集成板嵌入的热管数根据实际需求设定；可选地，所述热管可选但不限于U型结构；更佳地，本专利技术还包括一种用于安装LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板的灯罩；所述LED灯芯集成灯珠与半导体制冷片尺寸一样，比集成板板盖尺寸小，所述集成板根据灯罩螺孔位置及尺寸设置有八个攻丝螺孔。所述灯罩与LED灯芯集成灯珠接触处设有安装口，所述安装口与LED灯芯集成灯珠长宽一样，高度为LED灯芯集成灯珠与半导体制冷片高之和，其用于安装LED灯芯集成灯珠与半导体制冷片；所述灯罩设有尺寸与集成板板盖尺寸一样的凹槽，用于集成板的板盖部分嵌入凹槽使得集成板与灯罩完全配合固定；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定，半导体制冷片进一步的通过导热胶与集成板板盖表面固定，三者形成一个整体后与灯罩对应结构合理配合；所述灯罩通过十字头槽圆柱头螺钉与集成板固定；本专利技术的另一目的在于提供一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置的实现方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：S1、当LED灯芯集成灯珠灯进行工作时，LED灯芯集成灯珠直接通过半导体制冷片主动降温，导热腔中的相变材料吸收半导体制冷片热端的热量；S2、热管将相变材料的热量从蒸发端传递到冷凝端，并通过鳍片将热量散最后由风扇强制风冷散热。本专利技术与现有技术相比具有以下的有益效果：(1)合理的将半导体制冷散热，相变材料储热散热，热管鳍片散热以及风扇强制风冷散热结合在一起，结构紧凑，安装方便；(2)具有良好的散热能力，高效环保，维护简单，能够防止LED热堆积，保证LED处于良好的工作温度环境，提高LED的工作性能，可靠性和使用寿命。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的热管结构示意图；图3为本专利技术的基板结构示意图；图4为本专利技术的板盖结构示意图；图5为本专利技术的集成板结构示意图；图6为本专利技术的散热模块结构示意图；图7为本专利技术的灯罩结构示意图；图8为本专利技术的灯罩结构示意图；图中附图标记为：1、风扇；2、集成板；3、灯罩；4、鳍片；5、冷凝端；6、蒸发端；7、基板凹槽；8、开口；9、连接柱；10、第一攻丝螺孔；11、板盖凹槽；12、第二攻丝螺孔；13、支撑柱；14、LED灯芯集成灯珠；15、半导体制冷片；16、灯罩外壳；17、透明镜片；18、螺丝孔；19、安装口；20、卡槽；21、热管；22、基板；23、板盖。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1至8所示，一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，包括风扇1、LED灯芯集成灯珠14、半导体制冷片15和集成板2，所述集成板2包括热管21、基板22和板盖23，所述板盖23通过导热胶与半导体制冷片15热端固定连接；所述LED灯芯集成灯珠14通过导热胶与半导体制冷片15封装固定；所述基板22与板盖23密封连接，且基板22和板盖23内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板22侧面设有开口8，所述热管21的蒸发端6通过所述开口8嵌入基板22且伸入导热腔内。本装置合理的将半导体制冷散热，相变材料储热散热，热管鳍片散热以及风扇强制风冷散热结合在一起，结构紧凑，安装方便；当LED灯芯集成灯珠14进行工作时，LED芯片直接通过半导体制冷片15主动降温，导热腔中的相变材料吸收半导体制冷片15热端的热量；热管21将相变材料的热量从蒸发端6传递到冷凝端5，并通过鳍片4将热量散发，最后由风扇1强制风冷散热。本装置有效提升散热能力，高效环保，维护简单，能够防止LED热堆积，保证LED处于良好的工作温度环境，提高LED的工作性能，可靠性和使用寿命。所述导热腔中填充有相变材料，所述热管21的蒸发端6设于导热腔内且被相变材料包覆；所述热管21呈U型结构，热管21的冷凝端5通过所述22开口8伸出到集成板2外且与基板22平行；所述热管21的冷凝端5上设有鳍片4；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，其特征在于，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板包括热管、基板和板盖，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端固定连接；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板且伸入导热腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，其特征在于，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板包括热管、基板和板盖，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端固定连接；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板且伸入导热腔内。


2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述导热腔中填充有相变材料，所述热管的蒸发端设于导热腔内且被相变材料包覆。


3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热管呈U型结构，热管的冷凝端通过所述开口伸出到集成板外且与基板平行；所述热管的冷凝端固定连接有散热鳍片。


4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述鳍片的分布密度呈多级式，沿着远离贴合热管表面方向密度逐渐减小。

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【专利技术属性】
技术研发人员：程东波，莫松平，叶嘉荣，陈颖，林潇晖，贾莉斯，陈铭彦，莫嵩茂，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44