[实用新型]一种用于LED封装的热柱有效
申请号: | 201120322075.3 | 申请日: | 2011-08-31 |
公开(公告)号: | CN202259440U | 公开(公告)日: | 2012-05-30 |
发明(设计)人: | 刘彬;李宗涛;汤勇 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学 |
主分类号: | H01L33/64 | 分类号: | H01L33/64 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 led 封装 热柱 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种热柱,特别是涉及一种用于LED封装的热柱。
背景技术
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED具有节能、环保和长寿命三大优势,与传统白炽灯比较,可节省60%~90%的电能,被公认为下一代绿色光源,目前正逐步取代传统光源,渗透到人们的日常生活当中。LED光源已成功应用在投影仪、汽车前大灯、矿灯、平面显示背光源等新领域。
LED的性能与其工作温度密切相关,随着温度的上升,发光效率逐步降低,使用寿命呈指数下降,因此热控制对LED的应用有重大影响。随着半导体光电器件的发展,半导体器件体积越来越小,然而集成度和功率越来越高,导致散热空间狭小,高热流密度等一系列致命问题。
当前LED散热器主要为采用铸造或机械加工方法加工的铝热沉,其具有体积大,重量大,制造工艺复杂,成本高,散热效率低等缺点和不足。传统金属导热率为:铝205W/(m·℃);紫铜380W/(m·℃),目前,多芯片LED模组内热流密度已超出普通的铝/铜等材料热沉的传热极限,传统的单纯通过增加散热快体积和表面积的方法已不适用于大功率LED封装技术的发展。相变传热技术利用器件内部工质的相变进行热量传递,其传热能力是同种材料的几十到上百倍,导热率高达10000~40000W/(m·℃),采用相变热沉结构是解决现热问题的有效途径。
发明内容
本实用新型针对当前LED封装中面临的热问题,提出了一种用于LED封装的热柱,其具有体积小,重量轻,节省材料。
本实用新型通过以下技术方案来实现:
一种用于LED封装的热柱,包括管壳和设置在管壳内的吸液芯,管壳的两端设置有与管壳相适配的上端盖、下端盖,所述上端盖的中部设置有与管壳相通的真空管,所述真空管的外露端密封,所述上端盖嵌入管壳上端部的阶梯口内,与管壳内壁密封配合,下端盖与管壳下端部的外壁密封配合,所述吸液芯与管壳的内壁紧密贴合,所述管壳内部充装有液体工质,所述管壳内部为真空密封。
所述管壳与下端盖为一体成型结构或者分体成型结构;所述下端盖内表面有沸腾强化结构,此结构可以是环状分布的凹槽,也可以是沿径向分布的凹槽或者圆周阵列式微小孔;所述下端盖外底面有圆形凸台。
所述吸液芯为金属粉末吸液芯或者金属纤维吸液芯中的一种或两种混合,吸液芯孔隙率为50%-90%。
所述吸液芯的截面形状为圆环状、螺纹状、向中心放射状或者气液分离式结构。
所述管壳为金属、陶瓷或者导热塑料中的任意一种。
所述金属为铜或者铜合金。
所述下端盖的下表面有镀银层,下端盖的下表面为凸台,凹槽或平面结构,下端盖的截面形状呈圆形或方形。
所述液体工质为纯净水、丙酮、甲醇或乙醇中的任意一种。
用于LED封装的热柱的制造方法,如下步骤实现:
(1)管壳及端盖加工
(1-1)准备一管壳,在管壳的一端内壁加工出阶梯口;
(1-2)准备一个与管壳上端内壁的阶梯口相适配的上端盖和一个与管壳下端外壁相适配的下端盖;上端盖中部焊接真空管;
(2)吸液芯制备
管壳下端伸入下端盖内并与端盖密封连接,由管壳上端插入事先准备好的芯棒,芯棒位于管壳中心位置,在芯棒与管壳内壁所形成的空间中填入金属粉末或金属纤维,然后连同管壳放入烧结炉中进行烧结,烧结完毕后,待冷却至室温取出芯棒;
(3)封装
取出芯棒后,将上端盖置于步骤(1-1)所述的阶梯口内,然后将液体工质通过步骤(1-2)所述的真空管加入到管壳内,然后通过该真空管对管壳内抽真空,最后密封真空管,即得到用于LED封装的热柱。
上述步骤(1)还包括管壳及端盖的清洗过程,具体是,首先将加工好的管壳、上端盖、下端盖放入体积浓度5%~10%的稀酸溶液中洗去表面油污及加工后残留碎屑,然后将其放入乙醇溶液中超声波清洗,最后用清水冲洗洗去表面残留溶液;
所述步骤(2)烧结温度为600℃~1000℃,烧结时间为30min-120min,烧结过程采用分段升温;烧结炉为氢气、氮气或氩气保护气氛烧结炉或真空烧结炉中的任意一种。
与现有技术相比本实用新型的有益效果在于:
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