專利名稱：一種光源及其被動(dòng)散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源及其被動(dòng)散熱裝置，特別涉及一種發(fā)光二極管
(Light Emitting Diode; LED)光源及其被動(dòng)散熱裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，由于LED的照明應(yīng)用需求，使LED的亮度、功率被積極地 提升。可是，日增的功率且密集的排列，使LED的散熱成為L(zhǎng)ED應(yīng)用的一 主要問(wèn)題。若不解決散熱問(wèn)題而讓LED的熱無(wú)法排除，進(jìn)而使LED的工作 溫度上升，會(huì)造成發(fā)光亮度減弱及使用壽命衰減，因此LED散熱問(wèn)題不容 小覷。
一般現(xiàn)有的LED光源的散熱以具有多個(gè)鰭片的散熱器、熱管等手段來(lái) 實(shí)現(xiàn)，部分甚至加入風(fēng)扇，這樣多種元件的組合會(huì)造成高昂的成本以及加重 LED光源的重量。此外，復(fù)雜的散熱構(gòu)造，在維修保養(yǎng)上也是一大負(fù)擔(dān)。美 國(guó)專利公開(kāi)號(hào)第US20070215328號(hào)揭示一種散熱裝置，該散熱裝置以熱管、 鋁擠型鰭片、銅制導(dǎo)熱座及鋁制導(dǎo)熱座等組件所組成，其過(guò)多的組件不僅加 重其重量也增加其物料成本。而且多組合件的結(jié)合關(guān)系也會(huì)造成熱阻累加的 效應(yīng)，并進(jìn)而降低散熱的效果。美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)第US2003024693號(hào)揭示一 種將銅與鋁密合后，再加工成具有多個(gè)鰭片的散熱器。此專利揭示的散熱器 需較復(fù)雜的加工方法，因此會(huì)使其加工成本高，且因其使用材料多，故重量 較重。又因其配合風(fēng)扇操作，而一般風(fēng)扇的壽命約為15至30千小時(shí)，所以 運(yùn)用在LED冷卻的場(chǎng)合時(shí)，會(huì)因其壽命比LED燈短而產(chǎn)生使用上的不便。
另外，美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)第US7133284號(hào)揭示一種三件分離的鋁擠型鰭片 及穿設(shè)于其間的熱管等所組合的散熱器。此專利揭示的散熱器由于構(gòu)件數(shù)量 多，因此于制作時(shí)，需較多的制造模具。且由于構(gòu)件多，因此使用材料多且 重量較重。更因?yàn)闊醾鲗?dǎo)需經(jīng)由熱管，增加熱傳連結(jié)接口，故其熱阻高而對(duì) 散熱有負(fù)面效果。美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)第US5421406號(hào)的散熱器于一基板上排列
4一列梳子狀的針狀散熱柱。由于散熱器是兩金屬元件共組而成，因此重量偏 重。且因針狀散熱柱面積較小，造成其熱交換效率較低。梳子狀的針狀散熱 柱與基板的連接制程不易控制，容易影響量產(chǎn)速度。
綜觀上述，除LED散熱效率的要求外，隨著LED的普及化，其成本要 求必日益嚴(yán)苛，因此每個(gè)LED燈具構(gòu)件的成本必須加以控制，故構(gòu)件本身 的成本、構(gòu)件的制造成本必須加以嚴(yán)加控管，方能滿足日后市場(chǎng)的要求。再 者，為達(dá)一定水平的散熱功效而使用沉重的散熱器，將使燈具的支撐設(shè)計(jì)復(fù) 雜化與厚實(shí)化，除使成本上升外，更會(huì)造成且使用上的不便。此外，如鋁擠
型等的散熱鰭片，會(huì)因?yàn)槭褂么笮〉牟煌柚谱鞑煌闹圃炷＞?，而因?同應(yīng)用而制作大量的模具，對(duì)成本的影響巨大。由此亦顯示使用鋁擠型等的 散熱鰭片的現(xiàn)有技術(shù)缺乏彈性。因此，LED照明產(chǎn)業(yè)急需一種具高散熱效率、 輕量化及低成本的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光源及其被動(dòng)散熱裝置，其為一散熱鰭片以一固接部貼 著熱源的方式進(jìn)行散熱，可減少熱源與散熱鰭片間的串聯(lián)熱阻，從而提升散 熱效率。另一方面，通過(guò)本發(fā)明的被動(dòng)散熱裝置設(shè)計(jì)，可使該被動(dòng)散熱裝置 具有重量輕、元件數(shù)量少、簡(jiǎn)易且使用上具極大的彈性、具擴(kuò)充性、使用材 料少使得相對(duì)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明一實(shí)施例的光源的被動(dòng)散熱裝置包含一散熱鰭片及至少一個(gè)固 接部。該固接部和該散熱鰭片的一側(cè)邊垂直相接，其中該固接部用于貼著于 該發(fā)光二極管的一散熱表面。
本發(fā)明另一實(shí)施例的光源的被動(dòng)散熱裝置包含兩片散熱鰭片及至少一 個(gè)固接部。兩片散熱鰭片以平行方式排列。固接部與所述散熱鰭片同側(cè)的兩 側(cè)邊相連接，其中該固接部用于貼著于該發(fā)光二極管的一散熱表面。
本發(fā)明一實(shí)施例的光源包含一二極管發(fā)光模塊及一被動(dòng)散熱裝置。二極 管發(fā)光模塊包含一電路板及至少一個(gè)發(fā)光二極管，其中該發(fā)光二極管設(shè)置于 該電路板上，且該發(fā)光二極管包含一散熱表面。被動(dòng)散熱裝置包含一散熱鰭 片及至少一個(gè)于該散熱鰭片的一側(cè)邊垂直相接的固接部，其中該固接部貼著 于該散熱表面。本發(fā)明另一實(shí)施例的光源包含一二極管發(fā)光模塊及一被動(dòng)散熱裝置。被 動(dòng)散熱裝置包含兩片平行排列的散熱鰭片及與所述散熱鰭片同側(cè)的兩側(cè)邊 相連接的至少一個(gè)固接部，其中該固接部貼著于發(fā)光二極管的散熱表面。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于，本發(fā)明所披露的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有 散熱效果比使用鋁擠型的散熱器更佳、元件數(shù)量少、簡(jiǎn)易且使用具極大的彈 性、具擴(kuò)充性、使用材料少使得相對(duì)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例的LED光源的立體示意圖； 圖2所示為圖1的局部俯視圖； 圖3所示為圖1的局部側(cè)視圖； 圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的散熱鰭片示意圖； 圖5所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的散熱鰭片示意圖； 圖6所示為本發(fā)明又一實(shí)施例的散熱鰭片示意圖； 圖7所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的LED光源的立體示意圖；及 圖8所示為本發(fā)明一實(shí)施例的環(huán)狀光源的立體示意圖。 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
100 LED光源 102、 102'電路板 106、 106'、 106"、 106" 108被動(dòng)散熱裝置
202孔洞 204a散熱表面 208導(dǎo)線層
100'環(huán)狀光源 104、 104' LED 106""散熱鰭片 IIO二極管發(fā)光模塊 204背面 206接腳
402、 402'、 402" 固接部
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1， LED光源IOO包含二極管發(fā)光模塊IIO及多片散熱鰭片106， 而該二極管發(fā)光模塊IIO包含電路板102及多個(gè)LED 104。 LED 104嵌設(shè)于 電路板102上，且以兩排并列的方式沿電路板102長(zhǎng)邊方向規(guī)則地表面黏著 (或可以其它預(yù)定的方式表面黏著)。散熱鰭片106也依LED 104于電路板102長(zhǎng)邊方向排列，形成一散熱鰭片106陣列，其中兩個(gè)并列的LED104共享相 同的散熱鰭片106以進(jìn)行散熱。
參照?qǐng)D2及圖3，電路板102上具有多個(gè)比LED 104稍大的孔洞202， 此可使相對(duì)應(yīng)的LED 104嵌設(shè)于其中，并讓LED 104的背面204 (與發(fā)光面 相對(duì))上的一散熱表面204a可裸露出電路板102之上(如圖3所示)，而 有利于本發(fā)明散熱結(jié)構(gòu)的施行。LED 104的多個(gè)接腳206電性連接于電路板 102的導(dǎo)線層208上，因此可自電路板102獲得驅(qū)動(dòng)的電能。 一實(shí)施例中， 電路板102可為金屬核心印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB)。 一實(shí)施例中，LED 104的封裝結(jié)構(gòu)將晶粒焊接于一散熱基板(sub mount)或散熱片(heat sink)上，然后再把晶粒以環(huán)氧樹(shù)脂或高分子保護(hù)材 料包覆。
參照?qǐng)D4， LED 104的散熱利用設(shè)于其上的單一散熱鰭片106來(lái)提升其 散熱的能力，使LED104避免發(fā)光亮度減弱及使用壽命衰減。于此一實(shí)施例 中，被動(dòng)散熱裝置108包含一四邊形的散熱鰭片106及于該散熱鰭片106的 一側(cè)邊上設(shè)置的至少一個(gè)固接部402。固接部402和散熱鰭片106垂直相接， 故可使散熱鰭片106安置于LED104上時(shí)可呈矗立的狀態(tài)。 一實(shí)施例中，該 固接部402與該散熱鰭片106可為金屬?zèng)_壓一體成型制成，而該固接部402 可為彎折加工而成。固接部402以貼著的方式固定于LED 104的散熱表面 204a，以此達(dá)到最大的熱傳遞效果。固接部402可與該散熱表面204a大小 相當(dāng)，然而可依實(shí)際散熱設(shè)計(jì)而不以此為限。 一實(shí)施例中，固接部402以焊 接方式貼著于該散熱表面204a，其中焊接使用的材料為金、銀、鎳金合金、 鎳鈀金合金、錫、錫銀合金、錫銅合金、或錫銀銅合金。以焊接的方式固著， 可使接觸表面間的熱傳效率達(dá)到最佳的狀態(tài)。
參照?qǐng)Dl，為節(jié)省加工成本，可將散熱鰭片106設(shè)計(jì)具有兩個(gè)固接部402， 使得兩個(gè)并列的LED 104可共同利用同一散熱鰭片106來(lái)提高各自的散熱能 力。從此例可得知，只要能符合散熱的要求，散熱鰭片106可共接于多個(gè)LED 104。亦即，本發(fā)明揭示的被動(dòng)散熱裝置108可彈性設(shè)計(jì)并應(yīng)用于各種形式 排列的LED光源100。
綜上所述，本發(fā)明所揭示的技術(shù)分別利用散熱鰭片106與LED 104的散 熱表面204a直接連接，使LED 104可直接利用個(gè)別散熱鰭片106散熱，因
7此可減少熱源與散熱鰭片106間的串聯(lián)熱阻。本發(fā)明揭示的技術(shù)利用散熱鰭 片106以自然熱對(duì)流、熱輻射等被動(dòng)方式散熱，無(wú)需使用主動(dòng)方式(強(qiáng)制對(duì) 流)即可達(dá)到散熱的目的；而本發(fā)明揭示的技術(shù)相較于以強(qiáng)制對(duì)流來(lái)達(dá)到熱 傳的技術(shù)，具有使用上的經(jīng)濟(jì)性及輕便性。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明揭示的技術(shù)免 用熱管、風(fēng)扇等主動(dòng)散熱元件，故可較鋁擠型散熱器等使用主動(dòng)散熱元件的 散熱器降低重量約50%。除此之外，使用上的彈性亦是本發(fā)明所具的最大優(yōu) 勢(shì)，亦即傳統(tǒng)鋁擠型散熱器受限于制作模具而無(wú)法彈性改變尺寸以適應(yīng)不同 形式排列發(fā)光二極管的光源。本發(fā)明所揭示的技術(shù)不因使用外型、大小的改 變而必須隨之加開(kāi)額外的模具，其可以簡(jiǎn)單裁切的方式來(lái)滿足所有的要求， 故可彈性地滿足各種需求。
參照?qǐng)D5，上述的立設(shè)于散熱鰭片106—側(cè)邊的固接部402自散熱鰭片 106的單一側(cè)表面延伸。除此之外，固接部402'亦可自散熱鰭片106'的兩邊 側(cè)表面延伸(如箭頭方向所示)，使其呈倒T型。如此的設(shè)計(jì)可縮短固接部 402兩端熱傳距離，而增進(jìn)熱傳效率。
參照?qǐng)D6，于大功率LED 104'的應(yīng)用下，單一散熱鰭片106可能不利于 使用，此時(shí)可設(shè)兩個(gè)立置的散熱鰭片(106"和106"')的方式達(dá)到加大散熱面 積、提高散熱量的效果。兩個(gè)立置的散熱鰭片(106"和106"')的同側(cè)的兩側(cè) 邊以一固接部402"相連，而通過(guò)該固接部402"貼著于其相對(duì)應(yīng)的LED 104' 上，使該LED104'可通過(guò)散熱鰭片(106"和106"')將產(chǎn)生的熱量散出。
參照?qǐng)D7，單一列(行)排列的LED104可設(shè)計(jì)以每個(gè)LED104均具有 其各自的散熱鰭片106""來(lái)提高散熱效率。
參照?qǐng)D8，從一環(huán)狀光源100'的散熱技術(shù)的配置方式可看出此技術(shù)應(yīng)用 的彈性及擴(kuò)充性。本發(fā)明揭示的技術(shù)因?yàn)橹苯訉⑸狯捚?06直接設(shè)置于 LED 104，因此無(wú)論LED 104的排列方式如何均可將散熱鰭片106彈性地設(shè) 置于其上，達(dá)到散熱的效果，由此可知本發(fā)明揭示的技術(shù)極具彈性與擴(kuò)充性。 環(huán)狀光源100'的LED 104以環(huán)型方式排列于電路板102'，因此使接著于其上 的散熱鰭片106亦呈現(xiàn)與其相對(duì)應(yīng)的環(huán)型排列方式。
總而言之，本發(fā)明所披露的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有散熱效果比使用鋁 擠型的散熱器更佳、元件數(shù)量少、簡(jiǎn)易且使用具極大的彈性、具擴(kuò)充性、使 用材料少使得相對(duì)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。
8本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍 可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因 此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離 本發(fā)明的替換及修飾，并涵蓋在所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光源的被動(dòng)散熱裝置，用于一發(fā)光二極管散熱，該被動(dòng)散熱裝置包含一散熱鰭片；以及至少一個(gè)固接部，和該散熱鰭片的一側(cè)邊垂直相接，其中該固接部用于貼著于該發(fā)光二極管的一散熱表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該固接部以焊接方式貼著 于該散熱表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該焊接使用的材料為金、 銀、鎳金合金、鎳鈀金合金、錫、錫銀合金、錫銅合金、或錫銀銅合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該散熱鰭片及該固接部以 金屬?zèng)_壓一體成型制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該固接部自該散熱鰭片的 單一側(cè)表面延伸或兩邊側(cè)表面延伸。
6. —種光源的被動(dòng)散熱裝置，用于一發(fā)光二極管散熱，該被動(dòng)散熱裝置 包含兩片散熱鰭片，以平行方式排列；以及至少一個(gè)固接部，與所述兩片散熱鰭片同側(cè)的兩側(cè)邊相連接，其中該固 接部用于貼著于該發(fā)光二極管的一散熱表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該固接部以焊接方式貼著 于該散熱表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該焊接使用的材料為金、 銀、鎳金合金、鎳鈀金合金、錫、錫銀合金、錫銅合金、或錫銀銅合金。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的被動(dòng)散熱裝置，其中該散熱鰭片及該固接部以 金屬?zèng)_壓一體成型制成。
10. —種光源，包含一二極管發(fā)光模塊，包含一電路板及至少一個(gè)發(fā)光二極管，其中該發(fā)光 二極管設(shè)置于該電路板上，且該發(fā)光二極管包含一散熱表面；以及一被動(dòng)散熱裝置，包含一散熱鰭片及至少一個(gè)于該散熱鰭片的一側(cè)邊垂直相接的固接部，其中該固接部貼著于該散熱表面。
11 根據(jù)權(quán)利要求io所述的光源，其中該固接部以焊接方式貼著于該散 熱表面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光源，其中該焊接使用的材料為金、銀、鎳 金合金、鎳鈀金合金、錫、錫銀合金、錫銅合金、或錫銀銅合金。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的光源，其中該散熱鰭片及該固接部以金屬?zèng)_ 壓一體成型制成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的光源，其中該電路板為金屬核心印刷電路板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的光源，其中該固接部自該散熱鰭片的單一側(cè) 表面延伸或兩邊側(cè)表面延伸。
16. —種光源，包含一二極管發(fā)光模塊，包含一電路板及至少一個(gè)發(fā)光二極管，其中該發(fā)光 二極管設(shè)置于該電路板上，且該發(fā)光二極管包含一散熱表面；以及一被動(dòng)散熱裝置，包含兩片平行排列的散熱鰭片及與所述散熱鰭片同側(cè) 的兩側(cè)邊相連接的至少一個(gè)固接部，其中該固接部貼著于該散熱表面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的光源，其中該固接部以焊接方式貼著于該散 熱表面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的光源，其中該焊接使用的材料為金、銀、鎳 金合金、鎳鈀金合金、錫、錫銀合金、錫銅合金、或錫銀銅合金。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的光源，其中該散熱鰭片及該固接部以金屬?zèng)_ 壓一體成型制成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的光源，其中該電路板為金屬核心印刷電路板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光源及其被動(dòng)散熱裝置，該光源的被動(dòng)散熱裝置用于一發(fā)光二極管散熱，包含一散熱鰭片及一至少一個(gè)固接部。該固接部和該散熱鰭片的一側(cè)邊垂直相接，其中該固接部可用于貼著于該發(fā)光二極管的一散熱表面。該光源包含一二極管發(fā)光模塊，包含一電路板及至少一個(gè)發(fā)光二極管，其中該發(fā)光二極管設(shè)置于該電路板上，且該發(fā)光二極管包含一散熱表面；以及上述被動(dòng)散熱裝置。本發(fā)明所披露的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有散熱效果比使用鋁擠型的散熱器更佳、元件數(shù)量少、簡(jiǎn)易且使用具有極大的彈性、具有擴(kuò)充性、使用材料少使得相對(duì)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101650014SQ200810129730
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者張家誠(chéng), 鄧彥衢 申請(qǐng)人:先進(jìn)開(kāi)發(fā)光電股份有限公司