Структура для охлаждения светоизлучающего диода

РЕФЕРАТ

Структура для охлаждения светодиода содержит подложку, имеющую электропроводные дорожки (топологическую схему) и одну или множество теплопроводных пластин, расположенных на ее верхней стенке, одно или множество сквозных отверстий, прорезанных сквозь верхнюю и нижнюю стенки, и теплопроводную стойку, закрепленную в каждом сквозном отверстии и соединенную с теплопроводными пластинами, причем одно или множество светоизлучающих устройств, закрепленных на подложке и электрически соединенных с электропроводными дорожками с их нижней стороной находятся в контакте с одной соответствующей теплопроводной пластиной для быстрого рассеивания теплоты.

2420-192014RU/032

СТРУКТУРА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО ДИОДА

Область полезной модели

Настоящая полезная модель относится к светодиодной технологии и более конкретно к структуре для охлаждения светодиода.

Предшествующий уровень техники

На фиг.1 показана базовая структура известной светодиодной лампы, которая содержит подложку 1, выполненную, например, как печатная плата, электропроводные дорожки 2, расположенные на подложке 1, и светоизлучающее устройство 3, установленное на подложке 1 и электрически соединенное с электропроводными дорожками 2. Такая конструкция светодиодной лампы имеет проблемы с рассеиванием теплоты. Во время работы светоизлучающего диода 3, испускающего свет, возникает отходящая теплота. Однако печатная плата 1 выполнена из материала пластмассы, который не является хорошим проводником теплоты. Отходящая теплота, генерируемая светоизлучающим диодом 3, не может быть рассеяна быстро и эффективно.

На фиг.2 показана базовая структура другого прототипа светодиодной лампы, которая содержит подложку 1, выполненную из алюминиевого сплава и известную как алюминиевая подложка, изолирующий слой 4, закрывающий подложку 1, электропроводные дорожки 2, нанесенные на изолирующий слой 4, и светоизлучающее устройство 3, установленное на изолирующем слое 4 и электрически соединенное с электропроводными дорожками 2. В такой конструкции используется высокая теплопроводность алюминиевой подложки, заменяющей печатную плату. Таким образом, между алюминиевой подложкой 1 и электропроводными дорожками 2 необходимо создать изолирующий слой 4, чтобы электропроводные дорожки могли нормально функционировать. Изолирующий слой 4 по существу выполнен из электрически и термически изолирующего материала, который блокирует передачу тепловой энергии. Вследствие этого алюминиевая подложка слабо помогает рассеивать теплоту от светоизлучающего устройства 3.

Краткое описание полезной модели

Настоящая полезная модель была создана, имея в виду эти обстоятельства. Задачей настоящей полезной модели является создание структуры для охлаждения светоизлучающего диода, которая быстро и эффективно отводит и рассеивает теплоту.

Для решения этой и других задач структура охлаждения светоизлучающего диода содержит подложку, которая содержит противоположные верхнюю и нижнюю стенки, электропроводные дорожки (топологическую схему) и по меньшей мере одну теплопроводную пластину, расположенную на верхней стенке, по меньшей мере одно сквозное отверстие, прорезанное сквозь верхнюю и нижнюю стенки, и теплопроводную стойку, установленную в каждом сквозном отверстии и имеющую один конец, соединенный по меньшей мере с одной теплопроводной пластиной, и по меньшей мере одно светоизлучающее устройство, смонтированное на подложке и электрически соединенное с электропроводными дорожками, при этом нижняя сторона каждого светоизлучающего устройства находится в контакте с одной теплопроводной пластиной для рассеивания теплоты.

Подложка может быть алюминиевой подложкой, а теплопроводная стойка в каждом сквозном отверстии может быть выполнена заодно с алюминиевой подложкой.

Металлическая пластина может быть расположена на нижней стенке подложки, а теплопроводная стойка в каждом сквозном отверстии может быть выполнена заодно с металлической пластиной.

Множество светоизлучающих устройств может быть смонтировано на подложке и соответственно соединено с соответствующими теплопроводными пластинами, которые расположены вокруг одного соответствующего сквозного отверстия и одной соответствующей теплопроводной стойки.

Другие преимущества и признаки настоящей полезной модели будут понятны из нижеследующего описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых одинаковые компоненты или структуры обозначены одними и теми же позициями.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - схематическое сечение светодиодной лампы из предшествующего уровня техники;

фиг.2 - схематическое сечение другой светодиодной лампы из предшествующего уровня техники;

фиг.3 - схематическое сечение структуры для охлаждения светоизлучающего диода согласно первому варианту воплощения настоящей полезной модели;

фиг.4 - вид сверху структуры по фиг.3;

фиг.5 - схематическое сечение структуры для охлаждения светоизлучающего диода согласно второму варианту настоящей полезной модели.

Подробное описание полезной модели

На фиг.3 и 4 показана структура для охлаждения светоизлучающего диода по первому варианту выполнения настоящей полезной модели. Структура для охлаждения светоизлучающего диода содержит подложку 10, по меньшей мере одно светоизлучающее устройство 20 и металлическую пластину 30.

Подложка 10 может быть печатной платой или алюминиевой подложкой. В этом варианте подложка 10 является печатной платой, содержащей электропроводные дорожки 11 и по меньшей мере одну теплопроводную пластину 14, расположенную на ее верхней поверхности, по меньшей мере одно сквозное отверстие 12, прорезанное сквозь ее противоположные верхнюю и нижнюю стенки, и теплопроводную стойку 13, смонтированную в каждом сквозном отверстии 12. Далее по меньшей мере одна теплопроводная пластина 14 может быть выполнена заодно с печатной платой во время ее изготовления. Далее теплопроводная стойка 13 в каждом сквозном отверстии может быть заклепкой, медной стойкой или железной стойкой, один конец которой соединен с по меньшей мере одной теплопроводной пластиной 14 клеем, сваркой или заклепками.

По меньшей мере одно светоизлучающее устройство 20 смонтировано на подложке 10 и электрически соединено с электропроводными дорожками 11. Нижняя сторона каждого светоизлучающего устройства 20 расположена на по меньшей мере одной теплопроводной пластине 14 так, чтобы отходящая теплота, генерируемая по меньшей мере одним светоизлучающим устройством 20, могла отводиться наружу по меньшей мере одной теплопроводной пластиной 14.

Металлическая пластина 30 выполнена из меди, железа или любого другого металлического материала, обладающего высокой теплопроводностью и установлена на нижней стенке подложки 10 и соединена с теплопроводными стойками 13 в каждом сквозном отверстии 12 клеем, сваркой или заклепками. Далее теплопроводная стойка 13 может быть сформирована как часть металлической пластины 30, непосредственно используя технологию штамповки.

Согласно вышеописанному первому варианту настоящей полезной модели нижняя сторона каждого светоизлучающего устройства 20 находится в прямом контакте по меньшей мере с одной теплопроводной пластиной 14. Таким образом, во время работы по меньшей мере одного светоизлучающего устройства 20, испускающего свет, отходящая теплота, генерируемая этим по меньшей мере одним светоизлучающим устройством 20, может быстро и эффективно рассеиваться по меньшей мере одной теплопроводной пластиной 14 через теплопроводную стойку 13 в каждом сквозном отверстии 12 на металлическую пластину 30 для быстрого рассеивания в атмосферу. Далее это по меньшей мере одно сквозное отверстие 12 предпочтительно расположено рядом по меньшей мере с одним светоизлучающим устройством 20 так, чтобы теплопроводная стойка 13 могла давать наилучшие результаты.

На фиг.5 показана структура для охлаждения светоизлучающего диода по второму варианту реализации настоящей полезной модели. Структура для охлаждения светоизлучающего диода содержит подложку 10 и по меньшей мере одно светоизлучающее устройство 20.

Подложка 10 может быть печатной платой или алюминиевой подложкой. В этом варианте подложка 10 является алюминиевой подложкой, содержащей изолирующий слой 15, расположенный на ее верхней стенке, электропроводные дорожки 11 и по меньшей мере одну теплопроводную пластину 14, расположенную на изолирующем слое 15, по меньшей мере одно сквозное отверстие 12, прорезанное сквозь противоположные верхнюю и нижнюю стенки, и теплопроводную стойку 13, установленную в каждом сквозном отверстии 12 и соединенную по меньшей мере с одной теплопроводной пластиной 14. Далее каждая теплопроводная пластина 14 может быть металлической пластиной, например, медной пластиной. Далее теплопроводная стойка 13 в каждом сквозном отверстии 12 может быть заклепкой, медной стойкой или железной стойкой, один конец которой соединен по меньшей мере с одной теплопроводной пластиной 14 клеем, сваркой или заклепками.

По меньшей мере одно светоизлучающее устройство 20 установлено на подложке 10 и электрически соединено с электропроводными дорожками 11. Нижняя сторона каждого светоизлучающего устройства 20 расположено на по меньшей мере одной теплопроводной пластине 14 так, чтобы отходящая теплота, генерируемая по меньшей мере одним светоизлучающим устройством 20, могла отводиться наружу этой по меньшей мере одной теплопроводной пластиной 14.

Согласно вышеописанному второму варианту подложка является алюминиевой подложкой, выполненной из алюминиевого сплава с высокой теплопроводностью. Во время работы по меньшей мере одного светоизлучающего устройства 20, испускающего свет, изолирующий слой 15 изолирует отходящую теплоту, генерируемую этим по меньшей мере одним светоизлучающим устройством 20, позволяя быстро и эффективно отводить эту теплоту через по меньшей мере одну теплопроводную пластину 14 и теплопроводную стойку 13 в каждом сквозном отверстии 12 на алюминиевую подложку 10 для быстрого рассеивания.

Далее теплопроводная стойка 13 в каждом сквозном отверстии 12 может быть сформирована заодно с алюминиевой подложкой 10.

Далее в любом из вышеописанных первом и втором вариантах воплощения настоящей полезной модели, если на подложке установлено множество светоизлучающих устройств, отходящая теплота может быстро и эффективно отводиться по меньшей мере одной теплопроводной пластиной на теплопроводную стойку в каждом сквозном отверстии в подложке. Количество таких сквозных отверстий определяется в соответствии с фактическими потребностями. Например, два светоизлучающих устройства или три светоизлучающих устройства могут использовать одно сквозное отверстие и одну теплопроводную стойку, и эти светоизлучающие устройства размещены вокруг сквозного отверстия и теплопроводной стойки.

Хотя выше для иллюстрации были подробно описаны конкретные варианты полезной модели, в полезную модель могут быть внесены различные изменения и замены, не выходящие за пределы изобретательской идеи и объема защиты. Соответственно полезная модель ограничивается только приложенной формулой полезной модели.

1. Структура для охлаждения светоизлучающего диода, содержащая: подложку, содержащую противоположные верхнюю и нижнюю стенки, электропроводные дорожки (топологическую схему) и, по меньшей мере, одну теплопроводную пластину, расположенную на верхней стенке, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, прорезанное сквозь верхнюю и нижнюю стенки, теплопроводную стойку, установленную в каждом сквозном отверстии и имеющую один конец, соединенный, по меньшей мере, с одной теплопроводной пластиной, и, по меньшей мере, одно светоизлучающее устройство, закрепленное на подложке и электрически соединенное с электропроводными дорожками, при этом каждое светоизлучающее устройство имеет нижнюю сторону, контактирующую с одной теплопроводной пластиной для рассеивания теплоты.

2. Структура по п. 1, дополнительно содержащая металлическую пластину, расположенную на нижней стороне подложки и соединенную с теплопроводной стойкой в каждом из сквозных отверстий.

3. Структура по п. 1, в которой подложка является печатной платой.

4. Структура по п. 1, в которой каждая теплопроводная пластина является медной пластиной.

5. Структура по п. 2, в которой теплопроводная стойка в каждом из сквозных отверстий выполнена за одно целое с металлической пластиной.

6. Структура по п. 2, в которой теплопроводная стойка в каждом из сквозных отверстий является заклепкой, прикрепленной к металлической пластине.

7. Структура для охлаждения светоизлучающего диода, содержащая: подложку, содержащую противоположные верхнюю и нижнюю стенки, изолирующий слой, покрывающий верхнюю стенку, электропроводные дорожки (топологическую схему) и, по меньшей мере, одну теплопроводную пластину, расположенную на изолирующем слое, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, прорезанное сквозь верхнюю и нижнюю стенки, теплопроводную стойку, установленную в каждом сквозном отверстии и имеющую один конец, соединенный, по меньшей мере, с одной теплопроводной пластиной, и, по меньшей мере, одно светоизлучающее устройство, закрепленное на подложке и электрически соединенное с электропроводными дорожками, при этом каждое светоизлучающее устройство имеет нижнюю сторону, контактирующую с одной теплопроводной пластиной для рассеивания теплоты.

8. Структура по п. 7, в которой подложка является алюминиевой подложкой.

9. Структура по п. 7 или 8, в которой теплопроводная стойка в каждом сквозном отверстии является заклепкой, прикрепленной к алюминиевой подложке.

РИСУНКИ