本發(fā)明構(gòu)思涉及發(fā)光二極管(LED)照明裝置。

背景技術(shù)：

在發(fā)光二極管(LED)照明裝置中，由于LED發(fā)熱導(dǎo)致產(chǎn)生大量熱量。通常，如果LED照明裝置過(guò)熱，則可能產(chǎn)生操作錯(cuò)誤或者可能損壞LED照明裝置。因此，需要防止過(guò)熱的散熱結(jié)構(gòu)。另外，用于LED的電源也產(chǎn)生大量熱量，并且如果電源過(guò)熱，則用于LED的電源的壽命縮短。

韓國(guó)實(shí)用新型公開第20-2009-0046370號(hào)公開了本發(fā)明構(gòu)思的相關(guān)技術(shù)。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)的LED照明裝置可包括其中封裝有LED芯片的LED封裝件；金屬印刷電路板(PCB)，LED封裝件被安裝在金屬印刷電路板的上表面上；以及安裝在金屬PCB的下表面上的散熱器。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)，在LED芯片中產(chǎn)生的熱量穿過(guò)LED封裝件的封裝基板和金屬PCB從而被傳輸至散熱器。然而，根據(jù)相關(guān)技術(shù)，各種部件安裝在熱傳遞路徑上，并且所有部件的耐熱性在熱傳遞路徑起作用，因此，可能不會(huì)有效地消散在LED芯片中產(chǎn)生的熱量。

另外，LED照明裝置的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程可能是復(fù)雜的，這就成本和時(shí)間而言是無(wú)效率的。

[現(xiàn)有技術(shù)]

[專利文獻(xiàn)]

韓國(guó)實(shí)用新型第20-2009-0046370號(hào)(2009年5月11日公布)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明構(gòu)思提供了一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和高散熱性能的發(fā)光二極管(LED)照明裝置。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種發(fā)光二極管(LED)照明裝置包括：印刷電路板(PCB)，具有平面結(jié)構(gòu)；LED芯片，安裝在PCB的表面上；支撐件，耦接至PCB的另一表面；以及散熱器，耦接至支撐件并且消散LED芯片中產(chǎn)生的熱量，其中，該支撐件包括延伸穿過(guò)支撐件的兩個(gè)表面的不連續(xù)通孔，并且當(dāng)散熱器的一部分從支撐件的表面插入通孔以接觸PCB時(shí)，散熱器耦接至支撐件。

散熱器可包括振蕩毛細(xì)管類型的熱管回路，熱管回路被形成為毛細(xì)管，其中工作流體注入毛細(xì)管中，并且熱管回路包括耦接至支撐件以傳遞熱量的吸熱部分以及被配置為消散吸熱部分所吸收的熱量的散熱部分，其中，當(dāng)吸熱部分從支撐件的表面插入通過(guò)通孔以接觸PCB時(shí)，熱管回路耦接至支撐件。

散熱器可包括由導(dǎo)熱金屬以配線或者線圈的形式形成的散熱結(jié)構(gòu)。

支撐件和散熱器可通過(guò)使用導(dǎo)熱粘合劑而彼此耦接。

熱管回路可具有螺旋結(jié)構(gòu)并且被布置為回路形狀，以形成徑向形狀的散熱部分。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和高散熱性能的發(fā)光二極管(LED)照明裝置可被制造為散熱器的一部分，該部分通過(guò)支撐件接觸印刷電路板以耦接至支撐件。

附圖說(shuō)明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的發(fā)光二極管(LED)照明裝置的立體圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置的分解立體圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置的截面圖；

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置的詳細(xì)視圖，在該LED照明裝置中，印刷電路板(PCB)、支撐件和散熱器彼此耦接；以及

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置，在該LED照明裝置中，散熱器被插入支撐件的通孔中。

具體實(shí)施方式

本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅用于本發(fā)明構(gòu)思的說(shuō)明性目的，并且不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明構(gòu)思的意義或者范圍。除非上下文中另有限定，否則單數(shù)表示包括復(fù)數(shù)表示。

另外，當(dāng)部件“包括”元件時(shí)，除非存在特定的相反描述，否則該部件可進(jìn)一步包括其他元件，并不排除其他元件。此外，當(dāng)元件被稱為在另一元件“上”時(shí)，其可在另一元件上或者另一元件下，并且不一定意指該元件沿重力方向在另一元件上。

在本說(shuō)明書中，當(dāng)組成元件“耦接”至另一個(gè)組成元件時(shí)，可以解釋為該組成元件不僅直接耦接至另一個(gè)組成元件而且通過(guò)插入其間的其他組成元件中的至少一個(gè)耦接至另一個(gè)組成元件。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等在本文中可用于說(shuō)明各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限定。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分一個(gè)元件與另一個(gè)元件。

換言之，因?yàn)闉榱苏f(shuō)明方便起見，任意地示出了附圖中的部件大小和厚度，所以以下實(shí)施方式不限于此。

以下參考附圖將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置。不管附圖標(biāo)號(hào)如何，相同的或者對(duì)應(yīng)的那些部件由相同參考標(biāo)號(hào)表示，并且省略多余的說(shuō)明。

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的發(fā)光二極管(LED)照明裝置2000的立體圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000的分解立體圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000的截面圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000的詳細(xì)視圖，其中，印刷電路板(PCB)100、支撐件300和散熱器400彼此耦接。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000，其中，散熱器被插入支撐件的通孔中。

如圖1至圖5中所示，LED照明裝置2000包括PCB 100、LED芯片200、支撐件300以及散熱器400。

PCB 100可具有平面結(jié)構(gòu)，并且LED芯片200可安裝在PCB 100的一個(gè)表面上并且支撐件300耦接至PCB 100的另一表面。PCB 100可以由絕緣層(諸如，F(xiàn)R-4)以及形成在絕緣層上的電路圖案形成。

LED芯片200安裝在PCB 100的一個(gè)表面上，并且可通過(guò)使用電能而發(fā)光。在這種情況下，例如，LED芯片200可以是由封裝基板以及安裝在封裝基板上以被封裝的LED器件形成的LED封裝件。根據(jù)需要，可以各種方式選擇LED芯片200的結(jié)構(gòu)、數(shù)量和布置。

支撐件300耦接至PCB 100的另一表面，并且可以是允許PCB 100與散熱器400之間更穩(wěn)定的耦接的輔助構(gòu)件。

散熱器400耦接至支撐件300，以便消散LED芯片200中產(chǎn)生的熱量，并且可通過(guò)使用熱傳導(dǎo)或者熱對(duì)流消散LED芯片200的熱量，該熱量經(jīng)PCB 100和支撐件傳遞。

另一方面，散熱器400不限于圖1至圖5中示出的結(jié)構(gòu)，并且由導(dǎo)熱金屬(諸如，銅)以配線或者線圈的形式形成的散熱結(jié)構(gòu)可用作散熱器400。根據(jù)需要，可以各種方式修改散熱器400。具體地，散熱器400可具有能夠使散熱效率最大化的結(jié)構(gòu)，諸如，散熱鰭結(jié)構(gòu)。

穿過(guò)支撐件300的兩個(gè)表面的不連續(xù)通孔310形成在支撐件300中，并且散熱器400的一部分從支撐件300的一個(gè)表面插入通孔310中，從而接觸PCB 100，使得散熱器400耦接至支撐件300。

在這種情況下，不連續(xù)通孔310是指多個(gè)通孔310，該多個(gè)通孔沿著支撐件300的一個(gè)表面不連續(xù)地形成并且彼此不連接。

具體地，如在圖4和圖5中所示，散熱器400具有散熱鰭結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)散熱鰭插入通孔310中以直接接觸PCB 100。

即，可形成散熱鰭植入PCB(FIIP)結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)熱粘膠層被形成在PCB 100的一個(gè)表面上，并且各個(gè)散熱鰭被嵌入導(dǎo)熱粘膠層，使得散熱鰭被布置在PCB 100內(nèi)或者穿過(guò)支撐件300以耦接至PCB 100。

在FIIP結(jié)構(gòu)中，可防止另外插入LED芯片200和PCB 100與散熱器400之間的熱界面材料(TIM)脫落。

如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000，LED芯片200中產(chǎn)生的熱量不經(jīng)過(guò)復(fù)雜的熱傳遞路徑，而是通過(guò)直接耦接至PCB100的散熱器400消散，從而使耐熱性最小化并且提高了散熱效率。

在根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000中，散熱器400可包括振蕩毛細(xì)管類型的熱管回路410，其形成為注入有工作流體的毛細(xì)管并且包括耦接至支撐件300以傳遞熱量的吸熱部分以及消散通過(guò)吸熱部分所吸收的熱量的散熱部分。當(dāng)熱管回路410的吸熱部分從支撐件300的一個(gè)表面插入通孔中以接觸PCB 100時(shí)，熱管回路410可耦接至支撐件300。

因此，當(dāng)各個(gè)吸熱部分被插入相應(yīng)的通孔310中以耦接至支撐件300時(shí)，發(fā)熱體中產(chǎn)生的一部分熱量可不穿過(guò)支撐件300，而是從PCB 100直接傳遞至熱管回路410。

因此，吸熱部分的位置可進(jìn)一步穩(wěn)定地固定，并且可簡(jiǎn)化熱傳遞路徑，從而防止散熱效率的降低。

在這種情況下，如圖1至圖5中所示，耦接至支撐件300的熱管回路410的一部分可以是從支撐件300接收熱量的吸熱部分。另外，與支撐件300分離的熱管回路410的外部可以是主要的散熱部分。

具體地，熱管回路410由使用流體動(dòng)壓的振蕩毛細(xì)管類型熱管形成，因此，可迅速地消散大量熱量。另外，具有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的熱管重量輕，并且因此，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000在結(jié)構(gòu)上可以是穩(wěn)定的。

工作流體和氣泡以預(yù)定比率注入振蕩毛細(xì)管類型的熱管中，然后相對(duì)于外部密封毛細(xì)管的內(nèi)部。因此，振蕩毛細(xì)管類型熱管具有熱傳遞循環(huán)，從而通過(guò)氣泡和工作流體的體積膨脹和收縮將大量熱量以潛熱的方式傳送。

傳熱機(jī)制的工作為：通過(guò)已經(jīng)吸收了熱量的吸熱部分中的吸熱量導(dǎo)致泡核沸騰，使得吸熱部分中的氣泡在體積上膨脹。毛細(xì)管保持均勻的內(nèi)體積，因此，發(fā)光的散熱部分中的氣泡通過(guò)與體積膨脹的氣泡量對(duì)應(yīng)的熱量而收縮。

因此，當(dāng)毛細(xì)管中的壓力平衡被破壞時(shí)，包括工作流體和氣泡的振動(dòng)的流動(dòng)出現(xiàn)在毛細(xì)管中，由于氣泡體積的變化和潛熱的傳送導(dǎo)致溫度升高，從而消散熱量。

在此，振蕩毛細(xì)管類型熱管可包括由具有高熱導(dǎo)率的金屬材料(諸如，銅或者鋁)形成的毛細(xì)管。因此，可快速導(dǎo)熱，并且可迅速產(chǎn)生注入熱管中的大量氣泡的變化。

在根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000中，支撐件300和散熱器400可通過(guò)使用導(dǎo)熱粘合劑420而彼此耦接。在這種情況下，支撐件300和散熱器400可由彼此不同的材料形成。

如果支撐件300和散熱器400由彼此不同的材料形成，則可使用粘合劑耦接支撐件300和散熱器400，但是使用一般粘合劑可使導(dǎo)熱性能劣化。

因此，通過(guò)使用具有高熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱粘合劑420耦接支撐件300和散熱器400，可防止散熱效率劣化。

在根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000中，可將支撐件300的另一表面打磨為鏡面。在這種情況下，打磨是指將表面磨成光滑的，并且支撐件300的另一表面可通過(guò)上述打磨而形成為具有相對(duì)較小摩擦力的鏡面。

在此，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000可進(jìn)一步包括可拆卸地耦接至支撐件300的另一表面的臨時(shí)板(未示出)，以便覆蓋(保護(hù))支撐件300的另一表面。

即，臨時(shí)板(未示出)可附接至支撐件300的另一表面以在制造過(guò)程期間保護(hù)支撐件300的另一表面或者增加其表面均勻性。另外，如果在制造過(guò)程中諸如PCB 100的另外構(gòu)件要耦接至支撐件300的另一表面，則臨時(shí)板可從支撐件300的另一表面分離，然后該另外構(gòu)件可耦接至此。

在這種情況下，支撐件300的另一表面形成為具有相對(duì)較小摩擦力的鏡面，因此，臨時(shí)板可容易地從支撐件300的另一表面分離。

在根據(jù)本示例性實(shí)施方式的LED照明裝置2000中，熱管回路410可具有螺旋結(jié)構(gòu)并且被布置為回路形狀以便形成徑向形狀(radial shape)的散熱部分。

詳細(xì)地，如圖1至圖3中所示，熱管回路410由彼此連續(xù)連接的單元回路形成，并且可具有螺旋結(jié)構(gòu)。以上所描述的螺旋結(jié)構(gòu)允許在有限空間中長(zhǎng)毛細(xì)管的有效排列，在該螺旋結(jié)構(gòu)中以密集間隔盤繞毛細(xì)管。

此外，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的熱管回路410可以是回路形狀，并且具有螺旋結(jié)構(gòu)的熱管回路410的兩端可彼此連接。因此，熱管回路410可被徑向成形并且具有空心部分，并且因此，熱管回路410可具有高的透過(guò)性，而與其安裝方向無(wú)關(guān)。因此，熱管回路410不管安裝方向如何均可具有優(yōu)異的散熱性。

在這種情況下，熱管回路410可以是開路或者閉路。另外，當(dāng)包括多個(gè)熱管回路410時(shí)，所有或一些熱管回路410可流體地連接到相鄰的熱管回路410。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，熱管回路410中的每一個(gè)可全部是開路或者閉路形狀。

另外，盡管在本示例性實(shí)施方式中提供了具有其中單元回路連續(xù)連接的螺旋結(jié)構(gòu)的熱管回路410，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此，并且熱管回路410的形式可包括各種形狀，諸如，其中單個(gè)單元回路按順序排列的結(jié)構(gòu)。

電源單元500將電力供應(yīng)給LED芯片200，并且可包括可應(yīng)用于LED照明裝置2000的供電器件，諸如，開關(guān)式電源(SMPS)。

蓋構(gòu)件600可保護(hù)內(nèi)部部件并且促使有效的空氣流動(dòng)。蓋構(gòu)件600可以由透光的透明材料形成，并且可耦接至基底800以便覆蓋內(nèi)部部件。

蓋構(gòu)件600覆蓋LED照明裝置2000的側(cè)表面和下部，以便覆蓋LED照明裝置2000的內(nèi)部部件，從而保護(hù)內(nèi)部部件免受外部影響和污染。

基底800圍繞LED照明裝置2000的側(cè)表面和上部，以便覆蓋LED照明裝置2000的內(nèi)部部件，從而耦接至蓋構(gòu)件600?；?00可由絕緣材料(諸如，合成樹脂)形成。

電連接部分700可耦接至基底800的端部。電連接部分700可以是具有諸如愛迪生型結(jié)構(gòu)或者Swan型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的插座。

通孔可沿各個(gè)方向形成在基底800的上表面中，并且圍繞基底800沿水平方向流動(dòng)的空氣也可穿過(guò)基底800，從而進(jìn)一步改善散熱。

盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施方式具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變。

[參考標(biāo)號(hào)說(shuō)明]

100：印刷電路板

200：LED芯片

300：支撐件

310：通孔

400：散熱器

410：熱管回路

420：導(dǎo)熱粘合劑

500：電源單元

600：蓋構(gòu)件

700：電連接部分

800：基底

2000：LED照明裝置