[实用新型]散热器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种光发射装置，尤其是属于一种光发射散热器，如LED散热器。

背景技术

与传统光源一样，半导体发光二极体(LED)在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40％的输入电能转化为光能，其余60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。

由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴的较高启动能，热量特别容易在p型区域中产生，这个热量必须通过整个结构才能在热沉上消散；LED器件的散热途径主要是热传导和热对流；衬底材料极低的热导率导致器件热阻增加，产生严重的自加热效应，对器件的性能和可靠性产生毁灭性的影响。

热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。统计资料表明，元件温度每上升2℃，可靠性下降10％。当多个LED密集排列组成白光照明系统时，热量的耗散问题更严重。解决热量管理问题已成为高亮度LED应用的先决条件。

提高功率LED的亮度最直接的方法是增大输入功率，而为了防止有源层的饱和必须相应地增大p-n结的尺寸；增大输入功率必然使芯片温度升高，进而使量子效率降低。单管功率的提高取决于器件将热量从p-n结导出的能力、在保持现有芯片材料、结构、封装工艺、芯片上电流密度不变及等同的散热条件下，单独增加芯片的尺寸，芯片温度将不断上升

光发射散热器采用金属散热鳍片，这是最常见的散热方式，常用金属散热鳍片作为外壳的一部分来增加散热面积，但现有的金属散热鳍片由于结构缺陷，散热效果通常不理想，有待改进其结构来提高散热效率。

发明内容

实用新型所要解决的技术问题：改进光发射散热器金属散热鳍片的结构，提高其散热效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

光发射用圆锥形金属鳍片散热器的中间包含有空心或空心带底圆柱体，所述“空心或空心带底圆柱体”的空心形状也可以是“一种空心圆锥体或空心圆菱形体或空心方形体；或者是带底空心圆锥体、带底空心圆菱形体、带底空心方形体中的一种”。

前述空心形状在本发明中简称为“空心体”；空心体外围的圆锥形金属鳍片简称为“鳍片型圆锥体”。

空心体与鳍片型圆锥体既可以是一个整体，也可以是分拆的。当空心体与鳍片型圆锥体呈可以分拆状态时，则空心体紧套鳍片型圆锥体内径之中，两者接触的缝隙间可以填充上导热物，为了保证空心体与鳍片型圆锥体在使用状态下两者不会分离脱落，可以采取如下措施：

措施1空心体与鳍片型圆锥体之间的缝隙间采用胶粘剂连接，使空心体与鳍片型圆锥体不分离。但是，此技术措施有缺点，即两者的缝隙间因使用了胶粘剂，将会影响到导热物的导热，甚至无法使用导热物，使用导热物会影响胶粘剂的胶粘效果；随着使用时间的增长，胶粘剂的胶粘力会变小，导致空心体与鳍片型圆锥体接触不再紧密，甚至两者分离和鳍片散落，严重影响散热效果；

措施2在鳍片型圆锥体上部有凹槽，空心体紧密套嵌于鳍片型圆锥体中间，两者间的缝隙中填充有导热物，在鳍片型圆锥体凹槽内卡嵌弹簧卡环，利用弹簧卡环的收缩力量将两者扣紧。因有弹簧卡环的物理力量将空心体与鳍片型圆锥体紧密地扣紧着，可以持久的保证空心体与鳍片型圆锥体不分离。弹簧卡环适宜使用不锈钢材料。

本实用新型的有益效果是：

在鳍片型圆锥体凹槽内卡嵌有弹簧卡环后，利用弹簧卡环的力量将空心体与鳍片型圆锥体扣紧，因弹簧卡环的物理力量将空心体与鳍片型圆锥体紧密地扣紧着，可以无需使用胶粘剂将两者紧密扣紧在一块，可以保证两者缝隙间的导热物的导热效果，提高了散热器的散热效果；及保证空心体与鳍片型圆锥体持久地紧扣呈一个整体，提高了散热器的使用寿命。

弹簧卡环使用不锈钢材料，可以防止弹簧卡环生锈而影响散热器的使用寿命。

因散热器鳍片厚度为0.2-0.4mm，薄于普通的散热器鳍片厚度0.1-0.2mm，所以本发明产品的散热效果更理想。随着散热器鳍片厚度的降低，等于降低了散热器的本身重量，在节约了材料的同时，并减轻了整个光发射装置的重量，利于光发射装置安装与移动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。