專利名稱：高散熱型發(fā)光二極管光源模塊及其燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高散熱型發(fā)光二極管光源模塊及其燈具，特別涉及一種應(yīng)用于以高功率、高亮度發(fā)光二極管作為光源所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及所制成的燈具。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管最早得到應(yīng)用是在上世紀(jì)60年代，那時(shí)它們被用來指示收音機(jī)的開/關(guān)狀態(tài)。近些年來，工程師們將它們逐漸應(yīng)用到了各種領(lǐng)域，信號(hào)燈、汽車尾燈、顯示器屏幕，到處都能看到它們的身影。與傳統(tǒng)的燈泡相比，發(fā)光二極管燈所消耗的能量很小，而且沒有閃爍。最令人不可思議的是，它的壽命可達(dá)數(shù)十年之久。這是因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^耐用的半導(dǎo)體傳遞電流，而不是像傳統(tǒng)的燈泡那樣，依靠脆弱、高熱且很快就會(huì)損壞的燈絲。但發(fā)光二極管供照明使用時(shí)，有一個(gè)相當(dāng)大的障礙需要解決，所須的亮度愈高時(shí)，就須采用功率愈高的發(fā)光二極管，而所產(chǎn)生的熱量愈大，例如作為路燈使用時(shí)，須采用數(shù)個(gè)發(fā)光二極管所形成的數(shù)組，所產(chǎn)生的熱量極高，如果沒有一個(gè)良好的散熱結(jié)構(gòu)，將使該發(fā)光二極管壽命大幅縮短，并影響整個(gè)產(chǎn)品的可靠度。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管路燈10使用的傳統(tǒng)印刷電路板1為一般常用的FR4印刷電路板或是以散熱為考慮的金屬如鋁或銅等散熱型電路板。在考慮一般路燈造型或其它如視覺設(shè)計(jì)上的需求時(shí)，通常會(huì)將燈座外殼4作成弧形或其它曲面的形狀。但由于高功率發(fā)光二極管路燈10的熱效應(yīng)會(huì)使發(fā)光二極管的壽命縮短而且其發(fā)光效率也會(huì)隨此熱效應(yīng)而劣化，故一般發(fā)光二極管路燈10的設(shè)計(jì)為了使燈座外殼4與傳統(tǒng)印刷電路板1可緊密貼合，以提高散熱效率，必須額外設(shè)計(jì)一平面金屬基座3，其兩端分別與傳統(tǒng)印刷電路板1及燈座外殼4貼合，發(fā)光二極管數(shù)組2即通過此金屬基座3將熱傳導(dǎo)至燈座外殼4，再散到大氣中。但此型態(tài)的設(shè)計(jì)仍無法將傳統(tǒng)印刷電路板1上發(fā)光二極管數(shù)組2所產(chǎn)生的熱有效率的傳導(dǎo)至大氣。
實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用厚度小于400μm，較佳小于200μm的印刷電路板的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，并可將之應(yīng)用于燈具中，針對(duì)不同幾何形狀的燈座，將印刷電路板與燈座外殼輪廓緊密結(jié)合，使得燈座外殼直接成為一散熱裝置，并通過燈座外殼與大氣作熱循環(huán)，以達(dá)到大面積的散熱效果。同時(shí)，由于此印刷電路板為目前常用的技術(shù)，成本、設(shè)備以及制作技術(shù)上無需做大幅度修改，同時(shí)將此印刷電路板的厚度制作小于400μm，較佳小于200μm，故如此薄的印刷電路板，一方面在撓性彎曲更能貼合于燈座外殼，另一方面更能加速熱的傳遞，以獲得極佳的散熱效果。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其包括一印刷電路板，厚度小于400μm；發(fā)光二極管數(shù)組，由數(shù)個(gè)發(fā)光二極管所形成，其為高功率、高亮度的發(fā)光二極管，設(shè)置于印刷電路板處，并以導(dǎo)線與該印刷電板電連接。
另外運(yùn)用本實(shí)用新型的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊也可制成一燈具，其包括一燈座外殼；一印刷電路板，安裝于該燈座外殼的內(nèi)部，厚度小于400μm，具有適當(dāng)撓曲性；一發(fā)光二極管數(shù)組，作為光源，安裝于印刷電路板上面，并以導(dǎo)線與該印刷電路板電連接；以及一燈罩，與該燈座外殼相密合，其中，該印刷電路板的相對(duì)于連接該發(fā)光二極管數(shù)組的另一面與該燈座外殼的內(nèi)側(cè)緊密結(jié)合。
由于本實(shí)用新型的印刷電路板的厚度小于400μm，較佳小于200μm，故本實(shí)用新型的印刷電路板能任意彎折而使其與燈座外殼輪廓緊密貼合。因此，該發(fā)光二極管燈源不但可廣泛地應(yīng)用到現(xiàn)有各種燈座內(nèi)及其它非平面幾何外型的產(chǎn)品上，并且可利用燈座外殼直接成為一散熱裝置，而不需另外設(shè)計(jì)現(xiàn)有技術(shù)所用的平面金屬散熱基座。同時(shí)，本實(shí)用新型印刷電路板的厚度小于400μm，較佳小于200μm，借此縮短熱傳遞路徑，進(jìn)而提高熱傳遞至燈座外殼的速率。因此，本實(shí)用新型的高散熱型發(fā)光二極管光源模具所制成的燈具不但能提高本身散熱效率，而且使燈具成本額降低及燈座變小。
由本實(shí)用新型下述的實(shí)施方式及附圖，本實(shí)用新型的前述及其它目的、特征、觀點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加明了。


圖1為現(xiàn)有使用傳統(tǒng)印刷電路板的發(fā)光二極管路燈的截面圖；圖2為本實(shí)用新型的立體圖；圖3為本實(shí)用新型的剖面示意圖；圖4為本實(shí)用新型運(yùn)用于發(fā)光二極管路燈的截面圖。
附圖標(biāo)記說明1 傳統(tǒng)印刷電路板 2 發(fā)光二極管數(shù)組 3 金屬基座4 燈座外殼5 燈罩6 印刷電路板61 金屬電路 7 發(fā)光二極管數(shù)組 70 發(fā)光二極管71 導(dǎo)線 8 燈座外殼9 燈罩10、20 發(fā)光二極管路燈a 導(dǎo)熱層 b 金屬區(qū)塊c 導(dǎo)熱層具體實(shí)施方式
將參考附圖以更加詳細(xì)的方式描述本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。
如圖2、圖3所示，為本實(shí)用新型的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的立體圖及剖視圖，其主要包括一印刷電路板6及數(shù)個(gè)發(fā)光二極管70所形的發(fā)光二極管數(shù)組，該印刷電路板6厚度小于400μm，較佳小于200μm，使其具有可撓性彎曲的特性，而發(fā)光二極管70為高功率、高亮的發(fā)光二極管，設(shè)置于印刷電路板6處，并以導(dǎo)線71與該印刷電板電連接。而該發(fā)光二極管70的設(shè)置位置、數(shù)目及所產(chǎn)生的光源顏色則依使用者的需求而定，可自由變化，以獲得所須的光源顏色、亮度及色溫。
為了使發(fā)光二極管70的散熱效果更佳，如圖3所示，在該發(fā)光二極管70與印刷電路板6之間設(shè)有一導(dǎo)熱層a，其材質(zhì)為散熱膏、導(dǎo)熱片，或其它能使發(fā)光二極管本身熱源快速傳遞至印刷電路板的材料與方法。而于印刷電路板6上設(shè)有金屬區(qū)塊b，供發(fā)光二極管70設(shè)置其上，材質(zhì)可為金或銅等等，此處的金屬區(qū)塊b僅為導(dǎo)熱之用，不同于與印刷電路板6上作為電性連通的金屬電路61，也不與之相通。借此本實(shí)用新型的發(fā)光二極管70在使用時(shí)所產(chǎn)生的熱源可經(jīng)導(dǎo)熱層a、及金屬區(qū)塊b快速傳遞至印刷電路板6處，而本實(shí)用新型利用其極薄厚度的特性能使熱快速傳遞于其另一側(cè)，而達(dá)到快速散熱的目的，另外如果配合其它構(gòu)件的輔助(如后段所述的燈座外殼)，其整體的散熱效果更佳。另外較薄的印刷電路板6更具有可彎曲的撓性，能廣泛地應(yīng)用到現(xiàn)有各種燈座及其它非平面幾何外型的產(chǎn)品上，在使用上更為方便。
如圖4所示，運(yùn)用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的的發(fā)光二極管路燈的截面圖。本實(shí)用新型的發(fā)光二極管路燈20將數(shù)個(gè)發(fā)光二極管以數(shù)組方式形成發(fā)光二極管數(shù)組7安裝于印刷電路板6的上面，并以導(dǎo)線與該印刷電路板6電連接，其中，該印刷電路板6的厚度小于400μm，較佳小于200μm，使其具有適當(dāng)?shù)膿闲?，可任意彎曲，而該發(fā)光二極管數(shù)組7可根據(jù)燈罩9及發(fā)光均勻度采用特殊排列，例如由數(shù)個(gè)同一顏色的發(fā)光二極管串并聯(lián)為一組數(shù)組，每組發(fā)光二極管數(shù)組集為一個(gè)電路，結(jié)合紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三組發(fā)光二極管數(shù)組形成發(fā)光二極管燈源，由微控制器(MPU)負(fù)責(zé)控制所有發(fā)光二極管數(shù)組集結(jié)而成的電路，利用脈寬調(diào)變(Pulse Width Modulation，PWM)方式以1000次/秒以上的頻率快速切換發(fā)光二極管的亮與暗以控制每組發(fā)光二極管數(shù)組的光輸出強(qiáng)度，呈現(xiàn)出使用者所需的光色效果。接著，將該印刷電路板6及其上的發(fā)光二極管數(shù)組7安裝于該燈座外殼8的內(nèi)部，并利用該印刷電路板6的可撓性使其背面貼合于非平面幾何外型燈座外殼8，在本實(shí)施例中燈座外殼8其為波浪形、也可為任何的圓弧曲面狀，由于該印刷電路板6可彎曲而與該燈座外殼8的內(nèi)側(cè)輪廓緊密結(jié)合，讓該燈座外殼8直接成為一散熱裝置，因此該燈座外殼8最好以散熱效果佳的材料制成，例如為鋁、銅等金屬。該印刷電路板6與該燈座外殼8之間可形成一導(dǎo)熱層c，其材質(zhì)為一散熱膏、導(dǎo)熱片，或其它能將印刷電路板熱量快速傳遞至燈座外殼的材料與方法，以確保彼此緊密結(jié)合，并具有良好的散熱效果。然后將透光用燈罩9與該燈座外殼8相密合。該燈罩可采用厚度為2mm以上的涂覆有紫外線吸收劑的聚碳酸酯透明燈罩。
本實(shí)用新型的印刷電路板6具有可撓性彎曲，利于其與燈座外殼8的緊密貼合而使該燈座外殼8直接成為一散熱裝置，因此擴(kuò)大了散熱面積，同時(shí)，本實(shí)用新型印刷電路板6的厚度小于400μm，較佳小于200μm，使得熱的傳遞更為加速，進(jìn)而提高發(fā)光二極管燈具的散熱效率。
對(duì)所有本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型明顯地可以作出多種修改及變化而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，本實(shí)用新型包括這些修改及變化，且其皆被包括在專利申請(qǐng)及其等同替換的范圍中。
權(quán)利要求1.一種高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其特征在于包括一印刷電路板，厚度小于400μm；數(shù)個(gè)高功率、高亮的發(fā)光二極管，設(shè)置在印刷電路板處，并以導(dǎo)線與該印刷電板電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其特征在于，該印刷電路板是能夠撓性彎曲的印刷電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其特征在于，該印刷電路板的厚度小于200μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其特征在于，該印刷電路板與發(fā)光二極管之間設(shè)有一高導(dǎo)熱介質(zhì)的導(dǎo)熱層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊，其特征在于，在印刷電路板處設(shè)有數(shù)個(gè)金屬區(qū)塊，該金屬區(qū)塊為該發(fā)光二極管的設(shè)置位置。
6.一種高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于包括一燈座外殼；一印刷電路板，安裝于該燈座外殼的內(nèi)部，厚度小于400μm；一作為光源的發(fā)光二極管數(shù)組，安裝在該印刷電路板上面，并以導(dǎo)線與該印刷電路板電連接；以及一燈罩，與該燈座外殼相密合，其中，該印刷電路板的相對(duì)于連接該發(fā)光二極管數(shù)組的另一面與該燈座外殼的內(nèi)側(cè)緊密結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該印刷電路板的厚度小于200μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該印刷電路板的相對(duì)于連接該發(fā)光二極管數(shù)組的另一面與該燈座外殼之間設(shè)有一高導(dǎo)熱介質(zhì)的導(dǎo)熱層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該燈座外殼的內(nèi)側(cè)輪廓為不規(guī)則的圓弧曲面。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該燈座外殼的內(nèi)側(cè)輪廓為波浪形。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該燈座外殼的材料為金屬材質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該燈座外殼的材料為高導(dǎo)熱或散熱材質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高散熱型發(fā)光二極管光源模塊的燈具，其特征在于，該燈具為發(fā)光二極管路燈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高散熱型發(fā)光二極管光源模塊及其燈具，主要是在一厚度小于400μm的印刷電路板上設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)光二極管所形成的發(fā)光二極管數(shù)組，該發(fā)光二極管為高功率、高亮度的光源，借此印刷電路板的薄板設(shè)計(jì)縮短熱傳路徑以獲得良好的散熱效果，又因此厚度下印刷電路板具有可撓性彎曲的特性，可貼合于燈具外殼壁處，進(jìn)一步提高散熱效果且更容易制作出更多變?cè)煨偷臒艟摺?br> 文檔編號(hào)F21V29/00GK2844651SQ20052012205
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者鐘懷谷, 楊呈尉, 林建宏, 杜順利, 王虹東 申請(qǐng)人:光磊科技股份有限公司