專利名稱：新型led及大功率散熱器件散熱器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大功率散熱器件散熱技術，特別是一種平板熱管形成的用于LED及大 功率散熱器件散熱的散熱器。
背景技術：
隨著LED技術的迅速發展，LED的發熱量和熱流密度大幅度增加，目前，LED器件的 熱流密度高達400W/cm2。而一般的自然對流冷卻散熱的熱流密度不超過0.8W/cm2，風冷散 熱的熱流密度不超過10W/cm2，只有采用液冷和熱管技術才能夠使散熱的熱流密度達到 100W/cm2。達到和超過這一熱流密度值是散熱技術上世界性的難題。第二個困難是器件集 成度提高之后，能夠留給器件的散熱空間也受到了巨大的限制，能夠采用的技術方案受到 限制，更增加了困難。由于電子器件主要采用的是半導體材料，因此器件的耐溫能力是比 較弱的，例如對于LED器件，當溫度升高時器件的效率明顯下降、壽命縮短、色彩發生變 化，特別是當器件節點溫度高于約130°C時，器件將被燒壞。通常液冷系統體積大，而且液 冷技術本身存在安全隱患， 一旦液冷系統出現泄露，將會導致LED損壞。熱管技術傳熱效 率很高，但是普通熱管的制作工藝非常復雜，而且普通熱管如圓形熱管與電子設備發熱面 的接觸面積非常小，導致等效熱阻大，使得應用受到很大限制。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種新型LED及大功率散熱器件散熱 器，用平板熱管形成的散熱器對電子設備散熱，具有散熱效率高、工藝簡單的優點。 本發明的技術方案如下
一種新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于包括平板熱管，所述平板熱管 為金屬材料經過擠壓或沖壓成型的兩個及以上并排排列的通孔陣列平板結構，所述通孔的 等效直徑為0.5mm-3mm，所述通孔內灌裝有液體工質并且平板熱管兩端密封封裝；平板熱 管的蒸發段與LED及大功率散熱器件的發熱面面接觸，其冷凝段通過散熱部件散熱。 所述通孔內壁上帶有擠壓成型的具有強化傳熱作用的若干微翅片。 相鄰兩個微翅片的距離為0.01mm-0.5mm，微翅片的高度為0.03mm-1.5mm。 所述微翅片的大小和結構適合于與通孔內壁形成沿通孔長度方向走向的毛細微槽。
3所述毛細微槽的槽寬為0.01mm-0.4mm，槽深為0.03mm-0.7mm。
所述散熱部件為平板熱管冷凝段外部安裝的金屬散熱部件。 所述金屬散熱部件為外翅片，所述外翅片由鋁或銅制備。 所述通孔兩端密封封裝形成獨立工作的微熱管。
所述平板熱管彎曲成"L"型或類似"L"型；所述"L"型的底部為蒸發段，側面為冷 凝段。
所述平板熱管彎曲成"U"型或類似"U"型；所述"U"型的底部為蒸發段，兩側為
冷凝段。
本發明的技術效果如下
本發明的新型LED及大功率散熱器件散熱器，用具有與LED及大功率散熱器件的工 作條件及發熱特性等因素相適應的特定范圍的等效直徑的通孔形成通孔陣列來構成平板熱 管以形成特定的散熱器，將平板熱管的蒸發段與LED及大功率散熱器件的發熱面面接觸， 其冷凝段通過散熱部件散熱。通孔中灌裝液體工質形成微熱管，自然形成熱管效應。由于 具有熱管技術傳熱效率高的優點，同時又因為是平板熱管，其蒸發段與LED及大功率散熱 器件的發熱面面接觸，使得平板熱管與LED及大功率散熱器件的發熱面的接觸面積可以非 常大，故使得導熱等效熱阻很小，提高了傳熱效率，同時也提高了LED及大功率散熱器件 的散熱效率，克服了現有的圓形熱管與LED及大功率散熱器件的發熱面的接觸面積小、導 熱等效電阻大的缺點，且由于是擠壓成型，工藝簡單，省去了現有熱管制作時如毛細芯材 料制備等工藝。考慮到LED及大功率散熱器件的發熱面的發熱特性以及LED及大功率散 熱器件安裝環境、條件及使用環境等結構特性，設置通孔的等效直徑為0.5mm-3mm，在通 孔內灌裝有液體工質形成微熱管，既增強了液體工質的換熱能力，又能有效減少接觸熱阻。
通孔內壁上帶有若干微翅片能夠進一步增強液體工質的換熱能力，且通孔內設置的微 翅片與通孔內壁之間具有毛細力，微翅片與微翅片之間如果距離合適也會產生毛細力，毛 細力的形成促進了工質的流動，也有助于增強傳熱能力。
設置相鄰兩個微翅片的距離為0.01mm-0.5mm，微翅片的高度為0.03mm-1.5mm，不但 能夠有很高的傳熱能力，而且顯著增強平板熱管本身抗彎、抗熱等力學性能。
微翅片的大小和結構適合于與通孔內壁形成沿通孔長度方向走向的毛細微槽，能夠產 生高強度的相變傳熱。
設置毛細微槽的槽寬為0.01mm-0.4mm，槽深為0.03mm-0.7mm，液體工質的種類配合 合適的毛細微槽的大小和結構，能夠增強LED及大功率散熱器件散熱時形成的熱流密度，以大幅度提高傳熱效率，從而使得LED及大功率散熱器件被迅速冷卻。
通孔兩端密封封裝形成獨立工作的微熱管，這樣，平板熱管內含有兩個及以上并列相 接的且獨立工作的微熱管，即使某微熱管被損壞如發生泄露也不會影響其它微熱管工作， 并且有利于安全維護。
散熱部件為平板熱管冷凝段外部安裝的金屬散熱部件進行空氣冷卻，金屬散熱部件為 外翅片等，能夠強化傳熱，加快平板熱管在冷凝段放熱，使得液體工質快速放熱冷凝流回 平板熱管的蒸發段。
平板熱管彎曲成"L"型或類似"L"型，以及平板熱管彎曲成"U"型或類似"U"型， 由于該平板熱管是自然形成熱管效應的，將平板熱管彎曲成型，作為LED及大功率散熱器 件散熱器，其蒸發段中液體工質吸熱后蒸發汽化，自然向上流動至冷凝段，冷凝段放熱液 化，并依靠重力或毛細力作用向下流回蒸發段，自動完成循環，這種結構更利于熱交換， 達到將電子設備快速冷卻的目的。
圖1為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第一種優選實施例的結構示意圖； 圖2為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第二種優選實施例的結構示意圖； 圖3為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第三種優選實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行說明。
圖1為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第一種優選實施例的結構示意圖， 該新型LED及大功率散熱器件散熱器，包括平板熱管l，該平板熱管為金屬材料經過擠壓 或沖壓成型的兩個及以上并排排列的通孔陣列平板結構，考慮到LED及大功率散熱器件的 發熱面的發熱特性以及LED及大功率散熱器件安裝的結構特性以及安裝空間和工作環境因 素的影響等因素而設置特定大小的通孔等效直徑，例如LED的工作溫度通常在120T以內， 器件工作的熱流密度能夠達到400W/cm2，故設置通孔的等效直徑為0.5mm-3mm，優選 2mm-3mm，在通孔內灌裝有液體工質形成微熱管，大大增強了液體工質的換熱能力，同時 又能有效減少接觸熱阻。通孔內壁的單面或四周中具有若干個由導熱材料制成的微翅片， 相鄰兩個微翅片的距離為0.01mm-0.5mm，微翅片的高度為0.03mm-1.5mm，這樣能夠顯著 增強平板熱管本身抗彎、抗熱等力學性能。在通孔內灌裝有液體工質，平板熱管兩端密封封裝，通孔兩端也被密封封裝形成獨立工作的微熱管，這樣能保證某微熱管被損壞如發生 泄露后不會影響其它微熱管工作。本實施例可以設置微翅片的大小和結構使之適合于與通 孔內壁形成沿通孔長度方向走向的毛細微槽，設置毛細微槽的槽寬為0.01mm-0.4mm，槽深 為0.03mm-0.7mm，液體工質的種類配合合適的毛細微槽的大小和結構，能夠增強LED及 大功率散熱器件散熱時形成的熱流密度，以大幅度提高傳熱效率，從而使得LED及大功率 散熱器件被迅速冷卻。使得平板熱管內封裝的液體工質的最佳工作溫度在120°C以內，平板 熱管的最大臨界熱流密度大約能夠達到450W/cm2。實施例1中沒有展示平板熱管的內部結 構示意圖，而是將其作為一個整體。平板熱管1的左邊部分為蒸發段，該蒸發段與LED2 的發熱面面接觸，平板熱管1的右邊部分為冷凝段，該冷凝段通過安裝的外翅片3散熱， 該外翅片3為金屬散熱部件，可以由鋁或銅或其它金屬材料制備，該外翅片能夠增大散熱 面積以強化傳熱，加快平板熱管在冷凝段放熱，使得液體工質快速放熱冷凝流回平板熱管 的蒸發段。在外翅片3的正上方安裝有風扇4，以強制對流的方式將熱量散發到大氣中。其 中，可以將標記2中的LED換成其它大功率散熱器件，例如可控硅。
圖2為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第二種優選實施例的結構示意圖， 該實施例中平板熱管1彎曲成"L"型。"L"型的底部為蒸發段，與LED2的發熱面面接觸； 側面為冷凝段，冷凝段的左右兩側均安裝有外翅片3。平板熱管的蒸發段中液體工質吸熱后 蒸發汽化，自然向上流動至冷凝段，冷凝段放熱液化，并依靠重力或者毛細力作用向下流 回蒸發段，自動完成循環，這種結構更利于熱交換，達到將LED冷卻的目的。冷凝段也可 以不通過外翅片這一金屬散熱部件散熱，例如，冷凝段可以通過連接水冷設備散熱。
圖3為本發明新型LED及大功率散熱器件散熱器的第三種優選實施例的結構示意圖， 該實施例中平板熱管1彎曲成"U"型。"U"型的底部為蒸發段，與LED2的發熱面面接 觸；兩側為冷凝段，冷凝段的左右兩側均安裝有外翅片3。
應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明創造， 但不以任何方式限制本發明創造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發明創造已 進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明創造進行修改或
者等同替換，總之， 一切不脫離本發明創造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵 蓋在本發明創造專利的保護范圍當中。
權利要求
1、一種新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于包括平板熱管，所述平板熱管為金屬材料經過擠壓或沖壓成型的兩個及以上并排排列的通孔陣列平板結構，所述通孔的等效直徑為0.5mm-3mm，所述通孔內灌裝有液體工質并且平板熱管兩端密封封裝；平板熱管的蒸發段與LED及大功率散熱器件的發熱面面接觸，其冷凝段通過散熱部件散熱。
2、 根據權利要求1所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述通孔內壁上帶有擠壓成型的具有強化傳熱作用的若干微翅片。
3、 根據權利要求2所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，相鄰兩個微翅片的距離為0.01mm-0.5mm，微翅片的高度為0.03mm-1.5mm。
4、 根據權利要求2或3所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述微翅片的大小和結構適合于與通孔內壁形成沿通孔長度方向走向的毛細微槽。
5、 根據權利要求4所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述毛細微槽的槽寬為0.01mm-0.4mm，槽深為0.03mm-0.7mm。
6、 根據權利要求1所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述散熱部件為平板熱管冷凝段外部安裝的金屬散熱部件。
7、 根據權利要求6所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述金屬散熱部件為外翅片，所述外翅片由鋁或銅制備。
8、 根據權利要求1所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述通孔兩端密封封裝形成獨立工作的微熱管。
9、 根據權利要求1所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述平板熱管彎曲成"L"型或類似"L"型；所述"L"型的底部為蒸發段，側面為冷凝段。
10、 根據權利要求1所述的新型LED及大功率散熱器件散熱器，其特征在于，所述平板熱管彎曲成"U"型或類似"U"型；所述"U"型的底部為蒸發段，兩側為冷凝段。
全文摘要
本發明涉及一種新型LED及大功率散熱器件散熱器，包括平板熱管，平板熱管為金屬材料經過擠壓或沖壓成型的兩個及以上并排排列的通孔陣列平板結構，通孔的等效直徑為0.5mm-3mm，通孔內灌裝有液體工質并且平板熱管兩端密封封裝；平板熱管的蒸發段與LED及大功率散熱器件的發熱面面接觸，其冷凝段通過散熱部件散熱。該新型LED及大功率散熱器件散熱器克服了現有的圓形熱管與LED及大功率散熱器件的發熱面的接觸面積小、導熱等效電阻大、制作工藝復雜的缺點，具有散熱效率高、工藝簡單的優點。
文檔編號H01L23/34GK101515572SQ200910080178
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者刁彥華, 張楷榮, 趙耀華 申請人:趙耀華