CN115300098A - 一种散热优化的高功率led光源模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种散热优化的高效率LED光源模块,包括底座、后板、LED芯片板和玻璃窗片,底座为整个光源模块的载体,底座背面设置通入冷却水的通水槽并通过密封圈和后板进行压紧密封,多个串联的LED芯片组成LED芯片板并安装在底座的正面,最后用玻璃窗片将整个底座的正面密封。本发明中的散热优化的高效率LED光源模块,以高功率LED芯片为近红外光源,替代传统EEL半导体激光器,通过采用垂直传热形式替代水平传热形式,通过使用方形芯片切割替代长条形芯片切割,大幅改善了光源的最大热流密度、热阻和温度梯度,降低了对于制冷的要求;同时降低了长脉宽重频工作时的热应力对焊接的疲劳损伤,提高了光源的可靠性,延长了光源寿命。
Description
技术领域
本发明涉及脱毛设备技术领域,特别是涉及一种散热优化的高功率LED光源模块。
背景技术
光脱毛技术,即采用光热效应进行多余毛发的永久/半永久性去除已经有二十多年历史,其基本原理基于毛发、毛囊具有较皮肤更为丰富的黑色素和更低的散热能力,通过不同组织对光的选择性吸收和不同的热弛豫时间,达到加热毛发、毛囊使其失活、凋亡,同时皮肤其他部分基本无损伤的脱毛效果。
在已有的光脱毛技术中,可以选择多种形式的光源,如:脉冲气体灯、脉冲/长脉冲固体激光器、半导体激光器和LED光源等。其中,LED光源为面光源发光,热流密度低且散热效率高,过热烧毁概率低,具有长寿命和高可靠性的特点;且LED光源发光处于近红外波段,皮肤组织、血管等吸收轻微、毛发(囊)及黑色素吸收强烈,光谱具有一定宽度,适用于多种肤色,脱毛效果好,LED光源均匀的光斑分布、无刺痛感,较低的最大局部亮度,对眼睛伤害较小,便于一线人员操作。由于具备上述优势,以LED作为光源的光脱毛技术得到越来越广泛的应用。
目前以LED作为光源的光脱毛设备尚存在操作不便、冷却效果不佳的问题,容易出现脱毛效果差或者烫伤皮肤等情况,不仅存在安全隐患,而且用户体验不佳,产品所实现的效果无法满足市场和用户需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热优化的高功率LED光源模块,以解决上述现有技术存在的问题,大幅改善了光源的最大热流密度、热阻和温度梯度,降低了对于制冷的要求;同时降低了长脉宽重频工作时的热应力对焊接的疲劳损伤,提高了光源的可靠性,延长了光源寿命。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种散热优化的高功率LED光源模块,包括
底座,所述底座的背面加工有通水槽,所述通水槽内连通有冷却水;
后板,所述底座的背面安装有所述后板,所述后板用于将密封圈与所述通水槽压紧密封;
LED芯片板,所述LED芯片板直接钎焊在所述底座的正面,所述LED芯片板包括多片LED芯片,多片所述LED芯片用金丝串联焊接;
正负电极,所述底座的底部设置有绝缘柱,所述正负电极的前端分别穿过所述绝缘柱后通过金丝与所述LED芯片焊接接通,所述正负电极的后端焊接有焊线板,所述焊线板用于焊接电线;
玻璃窗片,所述底座的正面位于所述LED芯片板的外侧密封安装有所述玻璃窗片。
在其中一个实施例中,所述底座采用紫铜镀金材料加工而成。
在其中一个实施例中,所述通水槽呈蛇形分布,所述通水槽内加工有多个凹陷点。
在其中一个实施例中,所述LED芯片采用氧化铍陶瓷热沉为基底,并在基底上涂覆有人工金刚石薄膜镀层。
在其中一个实施例中,所述玻璃窗片通过胶水与所述底座相固定。
在其中一个实施例中,所述底座上开设有抽气孔和灌气孔,所述抽气孔用于连接抽气设备并将所述底座与玻璃窗片之间的空腔内的空气抽出;抽真空时,所述灌气孔密封关闭,通过所述抽气孔抽真空完成后密封所述抽气孔。
在其中一个实施例中,所述灌气孔用于连接氮气源并向所述底座与玻璃窗片之间的空腔内灌输氮气;灌输氮气时,所述抽气孔密封关闭,通过所述灌气孔灌输氮气完成后密封所述灌气孔。
在其中一个实施例中,所述底座上开设有抽灌气孔,所述抽灌气孔用于连接抽气设备并将所述底座与玻璃窗片之间的空腔内的空气抽出,所述抽灌气孔还用于连接氮气源并向所述底座与玻璃窗片之间的空腔内灌输氮气。
在其中一个实施例中,多个所述LED芯片均为方形芯片,多个方形芯片通过金丝串联焊接形成所述LED芯片板,所述LED芯片板的形状与所述底座的正面开口相匹配。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果:
本发明中的散热优化的高效率LED光源模块,包括底座、后板、LED芯片板和玻璃窗片,底座为整个光源模块的载体,底座背面设置通入冷却水的通水槽并通过密封圈和后板进行压紧密封,多个串联的LED芯片组成LED芯片板并安装在底座的正面,最后用玻璃窗片将整个底座的正面密封。本发明中的散热优化的高效率LED光源模块,以高功率LED芯片为近红外光源,替代传统EEL半导体激光器,在波长和实用效果、功率密度、电光转换效率等主要参数上与后者基本一致;但通过采用垂直传热形式替代水平传热形式,通过使用方形芯片切割替代长条形芯片切割,大幅改善了光源的最大热流密度、热阻和温度梯度,降低了对于制冷的要求(最低温度要求高10℃以上),在日常使用中,可以使用自然散热而不必使用低于环境温度的制冷;同时降低了长脉宽重频工作时的热应力对焊接的疲劳损伤,提高了光源的可靠性,延长了光源寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中散热优化的高功率LED光源模块的结构拆分图;
图2为本发明实施例中LED芯片装配到底座上的结构示意图;
其中,1玻璃窗片;2LED芯片;3底座;4密封圈;5后板;6焊线板;7正负电极;8绝缘柱;9抽灌气孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种散热优化的高功率LED光源模块,以解决上述现有技术存在的问题,大幅改善了光源的最大热流密度、热阻和温度梯度,降低了对于制冷的要求;同时降低了长脉宽重频工作时的热应力对焊接的疲劳损伤,提高了光源的可靠性,延长了光源寿命。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图2所示,本发明提供一种散热优化的高功率LED光源模块,包括
底座3,底座3的背面加工有通水槽,通水槽内连通有冷却水;
后板5,底座3的背面安装有后板5,后板5用于将密封圈4与通水槽压紧密封;
LED芯片板,LED芯片板直接钎焊在底座3的正面,LED芯片板包括多片LED芯片2,多片LED芯片2用金丝串联焊接;
正负电极7,底座3的底部设置有绝缘柱8,正负电极7的前端分别穿过绝缘柱8后通过金丝与LED芯片2焊接接通,正负电极7的后端焊接有焊线板6,焊线板6用于焊接电线;正负电极7穿过绝缘柱8固定到底座3,焊线板6与正负电极7焊接在一起,方便焊接电线;
玻璃窗片1,底座3的正面位于LED芯片板的外侧密封安装有玻璃窗片1。
在其中一个实施例中,底座3采用导热良好的紫铜镀金加工而成。
在其中一个实施例中,底座3背面加工有蜿蜒的通水槽,槽内加工类似马蹄印的凹陷点,凹陷点的作用在于加强冷却水的热交换效率,在通水槽处装上密封圈4后,再用后板5压紧密封。
在其中一个实施例中,LED芯片2采用超薄氧化铍陶瓷热沉(0.1mm),辅以人工金刚石薄膜镀层,且高功率大尺寸LED光源直接钎焊在底座3上,达到为系芯片高效散热。
在其中一个实施例中,用胶水将玻璃窗片1与底座3固定在一起,由抽气、灌气孔抽出内部空气,并且灌进氮气,然后密封抽气、灌气孔。
在其中一个实施例中,底座3上开设有抽气孔和灌气孔,抽气孔用于连接抽气设备并将底座3与玻璃窗片1之间的空腔内的空气抽出;抽真空时,灌气孔密封关闭,通过抽气孔抽真空完成后密封抽气孔。灌气孔用于连接氮气源并向底座3与玻璃窗片1之间的空腔内灌输氮气;灌输氮气时,抽气孔密封关闭,通过灌气孔灌输氮气完成后密封灌气孔。
在其中一个实施例中,底座3上开设有抽灌气孔9,抽灌气孔9用于连接抽气设备并将底座3与玻璃窗片1之间的空腔内的空气抽出,抽灌气孔9还用于连接氮气源并向底座3与玻璃窗片1之间的空腔内灌输氮气。
在其中一个实施例中,多个LED芯片2均为方形芯片,多个方形芯片通过金丝串联焊接形成LED芯片板,LED芯片板的形状与底座3的正面开口相匹配。
本发明中的散热优化的高效率LED光源模块,以高功率LED芯片为近红外光源,替代传统EEL半导体激光器,在波长和实用效果、功率密度、电光转换效率等主要参数上与后者基本一致;但通过采用垂直传热形式替代水平传热形式,通过使用方形芯片切割替代长条形芯片切割,大幅改善了光源的最大热流密度、热阻和温度梯度,降低了对于制冷的要求(最低温度要求高10℃以上),在日常使用中,可以使用自然散热而不必使用低于环境温度的制冷;同时降低了长脉宽重频工作时的热应力对焊接的疲劳损伤,提高了光源的可靠性,延长了光源寿命。
需要说明的是,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:包括
底座,所述底座的背面加工有通水槽,所述通水槽内连通有冷却水;
后板,所述底座的背面安装有所述后板,所述后板用于将密封圈与所述通水槽压紧密封;
LED芯片板,所述LED芯片板直接钎焊在所述底座的正面,所述LED芯片板包括多片LED芯片,多片所述LED芯片用金丝串联焊接;
正负电极,所述底座的底部设置有绝缘柱,所述正负电极的前端分别穿过所述绝缘柱后通过金丝与所述LED芯片焊接接通,所述正负电极的后端焊接有焊线板,所述焊线板用于焊接电线;
玻璃窗片,所述底座的正面位于所述LED芯片板的外侧密封安装有所述玻璃窗片。
2.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述底座采用紫铜镀金材料加工而成。
3.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述通水槽呈蛇形分布,所述通水槽内加工有多个凹陷点。
4.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述LED芯片采用氧化铍陶瓷热沉为基底,并在基底上涂覆有人工金刚石薄膜镀层。
5.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述玻璃窗片通过胶水与所述底座相固定。
6.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述底座上开设有抽气孔和灌气孔,所述抽气孔用于连接抽气设备并将所述底座与玻璃窗片之间的空腔内的空气抽出;抽真空时,所述灌气孔密封关闭,通过所述抽气孔抽真空完成后密封所述抽气孔。
7.根据权利要求6所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述灌气孔用于连接氮气源并向所述底座与玻璃窗片之间的空腔内灌输氮气;灌输氮气时,所述抽气孔密封关闭,通过所述灌气孔灌输氮气完成后密封所述灌气孔。
8.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:所述底座上开设有抽灌气孔,所述抽灌气孔用于连接抽气设备并将所述底座与玻璃窗片之间的空腔内的空气抽出,所述抽灌气孔还用于连接氮气源并向所述底座与玻璃窗片之间的空腔内灌输氮气。
9.根据权利要求1所述的散热优化的高功率LED光源模块,其特征在于:多个所述LED芯片均为方形芯片,多个方形芯片通过金丝串联焊接形成所述LED芯片板,所述LED芯片板的形状与所述底座的正面开口相匹配。
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