專利名稱：發(fā)光二極管燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管燈具，特別是具有高散熱能力的發(fā)光二極 管燈具。
背景技術(shù)：
自從愛迪生發(fā)明電燈以后，人類開始利用電力來發(fā)光。到了今日，已開 發(fā)出比愛迪生的電燈更亮、更省電以及壽命更長的照明設(shè)備，例如日光燈。 現(xiàn)今的日光燈，相較于先前的電燈，具有耗電量小和工作溫度低的優(yōu)點(diǎn)。然 而日光燈需要汞，做為激發(fā)光能的媒介。由于汞有劇毒，因此壞掉的日光燈 必須回收而不能任意丟棄，否則產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。另外，日光燈外殼由 玻璃所組成，容易發(fā)生玻璃破裂而造成汞外泄的缺點(diǎn)。為此， 一些歐洲國家 為了擔(dān)心汞對環(huán)境的污染，正計(jì)劃禁止進(jìn)口含汞的日光燈。到了今天， 一種 比日光燈更為省電，且符合環(huán)保需求的照明技術(shù)已產(chǎn)生，即發(fā)光二極管燈具。
發(fā)光二極管燈具利用發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)作為光源。而 發(fā)光二極管主要結(jié)構(gòu)為P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的P-N接面結(jié)構(gòu)(P-N junction)。當(dāng)外加順向偏壓至發(fā)光二極管時，內(nèi)部的電洞與電子受到電壓的 驅(qū)使，會在P-N接面結(jié)合。電洞與電子結(jié)合后，電子的能量除了一部份用在 電能之外，另一部份能量會用以釋放光子，使發(fā)光二極管得以發(fā)光。這種產(chǎn) 生光的機(jī)制具有低驅(qū)動電壓和低耗電量的優(yōu)點(diǎn)。
此外，發(fā)光二極管不含汞，不會污染環(huán)境。其次，發(fā)光二極管還具有體 積小，以及不易破裂的優(yōu)點(diǎn)。由上述得知，發(fā)光二極管具有低驅(qū)動電壓、低 耗電量、具環(huán)保需求、體積小以及不易破裂的優(yōu)點(diǎn)。
請參閱圖la，該圖為發(fā)光二極管燈具示意圖。發(fā)光二極管燈具1由燈座110以及復(fù)數(shù)個發(fā)光單元10所組成。燈座110包含基板105以及散熱結(jié)構(gòu)107。 基板105的主要功能為承載發(fā)光單元10?；?05表面上可利用銅箔或鋁箔 等金屬材質(zhì)作成導(dǎo)線圖案以電性連接發(fā)光單元10?；蛘呃么蚓€的方式裝設(shè) 導(dǎo)線電路，以電性連接發(fā)光單元IO，達(dá)到傳輸電能的目的。散熱結(jié)構(gòu)107則 是幫助發(fā)光二極管燈具1的熱能散出，避免受熱影響效能或是過熱而損毀。
請參閱圖lb，該圖為由A點(diǎn)到B點(diǎn)(請參考圖la)對發(fā)光二極管燈具1 剖面分析的剖面圖。發(fā)光單元IO包含透光樹脂101、導(dǎo)線102、發(fā)光二極管 103、以及金屬座104。發(fā)光二極管103為光源，并安置在金屬座104的凹槽 內(nèi)。導(dǎo)線102連接該發(fā)光二極管103，作為輸入電力之用。透光樹脂101密封 發(fā)光二極管103，以保護(hù)并固定發(fā)光二極管103與導(dǎo)線102。且，透光樹脂101 的圓弧表面，可將發(fā)光二極晶片103發(fā)出的光線集中，達(dá)到聚光的功效。
在發(fā)光二極管的發(fā)展過程中，早期的發(fā)光二極管僅作為指示燈或信號之 用，利如許多電子產(chǎn)品的電源指示燈，或者是馬路上的交通號志燈皆有采用 發(fā)光二極管的例子。當(dāng)時的發(fā)光二極管由于并非應(yīng)用以作為照明燈具，個別 的發(fā)光二極管的發(fā)光效率甚至小于1W，因此沒有嚴(yán)重的發(fā)熱問題，所以無需 安裝散熱結(jié)構(gòu)。
然而時至今日，發(fā)光二極管的發(fā)光效能已大幅提升，且已可應(yīng)用于照明 燈具。大體上，輸出功率在50W以下的發(fā)光二極管燈具1，尚可免于增設(shè)如 圖la、圖lb所示的散熱結(jié)構(gòu)107。然而對于輸出功率在100W以上的發(fā)光二 極管燈具1而言，因?yàn)榭傮w輸入電流較大，使得基板105內(nèi)部的導(dǎo)線(圖中 未顯示)，或是導(dǎo)線圖案產(chǎn)生高熱，造成嚴(yán)重的發(fā)熱問題。高熱不但會影響 發(fā)光效能，造成耗電提升，且會造成發(fā)光二極管103壽命減低，甚至因?yàn)檫^ 熱而損毀等問題。因此，對于輸出功率大于100W的發(fā)光二極管燈具1而言， 散熱結(jié)構(gòu)107成為不可或缺的元件。
一般而言，散熱結(jié)構(gòu)107由具有熱能傳導(dǎo)速率快的金屬所制成。且，散 熱結(jié)構(gòu)107包含復(fù)數(shù)個鰭片106，如此一來，可大幅地?cái)U(kuò)大散熱面積，通過金屬熱傳導(dǎo)以及空氣對流達(dá)到散熱的功效。
然而，雖然利用散熱結(jié)構(gòu)107可使得現(xiàn)有發(fā)光二極管燈具1提高散熱能
力，而使大于100W的發(fā)光二極管燈具1可商品化。但是，散熱結(jié)構(gòu)107同 時也使得發(fā)光二極管燈具1的體積變大、厚度變厚。發(fā)光二極管燈具1厚度 太厚，在使用上會遭到限制，且不符電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢。
為此，本發(fā)明提供一種散熱裝置。該散熱裝置不但可以提高發(fā)光二極管 燈具的輸出功率，達(dá)到30W以上，更可以縮小發(fā)光二極管燈具的體積。如此， 可使發(fā)光二極管燈具應(yīng)用范圍更為廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種散熱裝置，該散熱裝置利用在發(fā)光二極管 燈具。該散熱裝置可以幫助發(fā)光二極管燈具散熱，使發(fā)光二極管燈具的輸出 功率達(dá)到30W以上。
本發(fā)明另一 目的在于提供一種發(fā)光二極管燈具，改善使用現(xiàn)有發(fā)光二極 管燈具時，因?yàn)樯峤Y(jié)構(gòu)所造成的體積大與厚度厚的缺點(diǎn)，導(dǎo)致使用發(fā)光二 極管燈具受到限制。為此，本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具改善上述的缺點(diǎn)，縮小 發(fā)光二極管燈具的體積，以及其厚度變薄。如此，發(fā)光二極管燈具使用時不 受到限制，達(dá)到應(yīng)用范圍更加廣泛的功效。
本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具，其中的主要元件大體包含復(fù)數(shù)個發(fā)光單元、 一基板、 一殼體、以及一散熱裝置。
復(fù)數(shù)個發(fā)光單元用以發(fā)光，以提供光源輸出?；逯饕獎t是用來裝設(shè)復(fù) 數(shù)個發(fā)光單元。復(fù)數(shù)個發(fā)光單元以及基板容置于殼體的內(nèi)部，以保護(hù)復(fù)數(shù)個 發(fā)光單元與基板。
散熱裝置則包含一導(dǎo)熱管與復(fù)數(shù)個鰭片。導(dǎo)熱管接觸于基板。由于殼體 具有至少一通孔。導(dǎo)熱管通過該通孔向殼體外部延伸。導(dǎo)熱管的主要功能是
將發(fā)光二極管燈具的熱能導(dǎo)出，使發(fā)光二極管燈具不會因?yàn)檫^熱而損毀。而導(dǎo)熱管的工作原理，主要是利用內(nèi)部的冷卻介質(zhì)循環(huán)，達(dá)到導(dǎo)出熱能的功效。 復(fù)數(shù)個鰭片裝設(shè)于導(dǎo)熱管上，且復(fù)數(shù)個鰭片的位置位在殼體的外部。鰭 片為高熱傳導(dǎo)速率的材料所制成，且具有較大的散熱面積。鰭片主要是利用 熱傳導(dǎo)與空氣自然對流的原理，達(dá)到將熱能散逸到外界的功效。
由于本發(fā)明的散熱裝置具有良好的散熱能力，使發(fā)光二極管燈具的輸出
功率大于30W以上。此外，散熱裝置的外觀形狀比現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)較為扁平， 使得發(fā)光二極管燈具得以縮小體積且厚度變薄。如此，使發(fā)光二極管不會因 為體積大以及厚度厚的缺點(diǎn)，而遭到使用上的限制。


圖la:現(xiàn)有發(fā)光二極管燈具。
圖lb:現(xiàn)有發(fā)光二極管燈具線段AB的剖面圖。
圖2a:本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具。 圖2b:本發(fā)明的線段DE剖面圖。 圖2c:本發(fā)明的線段CD剖面圖。 圖2d:本發(fā)明的針狀結(jié)構(gòu)與圓柱結(jié)構(gòu)。
圖2e:本發(fā)明的另一種針狀結(jié)構(gòu)與圓柱結(jié)構(gòu)。
圖3:本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
圖4:本發(fā)明的第三實(shí)施方式。
圖5:本發(fā)明的第三實(shí)施方式的底視圖。
圖6:本發(fā)明的第四實(shí)施方式的示意圖。
圖7a:圖6中殼體與導(dǎo)熱管間的連接結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
圖7b:圖6中殼體與導(dǎo)熱管間的連接結(jié)構(gòu)另一較佳實(shí)施例的放大示意圖。
圖8:本發(fā)明的第五實(shí)施方式的示意圖。
圖9:本發(fā)明的第五實(shí)施方式的分解示意圖。
圖10:本發(fā)明的第六實(shí)施方式的示意圖。附圖標(biāo)號
發(fā)光二極管燈具1、 2 發(fā)光單元10、 200 透光樹脂101、 201
導(dǎo)線102、 202 發(fā)光二極管103、 204 金屬座104、 205 基板105、 210 鰭片106、 2320
散熱結(jié)構(gòu)107 燈座110
二極管導(dǎo)線圖案203 外接導(dǎo)線211 電極212 基板電路圖案213 燈具基板214
殼體220、 400 套筒2340 U型部分2311 結(jié)合件2314、 2014' 凹槽610
螺孔600a、 600b、 500a、 210a
通孔221、 401、 402 透光殼壁2201 散熱裝置230
導(dǎo)熱管2310
外殼2311、 311 毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312 冷卻介質(zhì)2313 冷卻介質(zhì)蒸氣2314 組裝孔2321
虹吸式熱管310 水平面300 殼壁410、 411
圓柱結(jié)構(gòu)2322 針狀結(jié)構(gòu)2323
傾斜角度A 最短距離L
延伸部分2312、 2313 基座600 金屬板620
具體實(shí)施例方式
通過以下詳細(xì)的描述結(jié)合附圖，將可輕易的了解上述內(nèi)容及此項(xiàng)發(fā)明的 諸多優(yōu)點(diǎn)。
請參閱圖2a，該圖顯示本發(fā)明發(fā)光二極管燈具2的一實(shí)施例。首先，針 對發(fā)光二極管燈具2較重要的一些元件進(jìn)行大體的說明，以敘述其相互間的 關(guān)系與用途。
發(fā)光二極管燈具2包含復(fù)數(shù)個發(fā)光單元200、 一基板210、 一殼體220、 以及一散熱裝置230。發(fā)光單元200用以提供光源?；?10用以裝設(shè)復(fù)數(shù)個 發(fā)光單元200。上述復(fù)數(shù)個發(fā)光單元200以及基板210容置于殼體220內(nèi)部， 且殼體220至少具有一通孔221。散熱裝置230包含一導(dǎo)熱管2310與復(fù)數(shù)個 鰭片2320。導(dǎo)熱管2310接觸于基板210，且導(dǎo)熱管2310通過通孔221而向 殼體220外部延伸。上述復(fù)數(shù)個鰭片2320裝設(shè)于殼體220外部的導(dǎo)熱管2310 上，用以增加散熱面積。
由上述實(shí)施例可看出，本發(fā)明的殼體220內(nèi)部系統(tǒng)的熱能，也就是發(fā)光 單元200與基板210所產(chǎn)生的熱能，可以利用導(dǎo)熱管2310將熱能傳到散熱裝 置230，使殼體220內(nèi)部系統(tǒng)的熱能導(dǎo)向外界。而且，散熱裝置230可以配置 于溫度比殼體220內(nèi)部較低的外界環(huán)境中。利用外界環(huán)境與殼體220內(nèi)部， 這兩者的溫差，更可以增加對發(fā)光二極管燈具2的散熱效能。
而散熱裝置230中的鰭片2320，還利用增加散熱面積的方式，來達(dá)到散 熱效果。因此，由于散熱裝置230與導(dǎo)熱管2310的幫助，使發(fā)光二極管燈具 2的輸出功率提高到30W以上。同時還可以減少整體的厚度，使發(fā)光二極管 燈具2在使用上不會遭到限制。
接下來，將細(xì)部地介紹各種元件。
殼體220的通孔221與導(dǎo)熱管2310相互密合，以保持殼體220的密封狀 態(tài)，使得內(nèi)部的元件可以妥善地受到保護(hù)。如此，也可以防止塵埃由通孔221 進(jìn)入并落在發(fā)光單元200的表面上，造成發(fā)光二極管燈具2的亮度減弱。殼體220可根據(jù)發(fā)光二極管燈具2的用途，而有復(fù)數(shù)種設(shè)計(jì)方式。例如
殼體220可以為完全透光材質(zhì)(例如壓克力材質(zhì)、玻璃或是樹脂等)，使
發(fā)光單元200所發(fā)出的光得以由各個方向輸出。如此，可以作為天花板上的
照明燈具，取代過去的日光燈?；蛘?，如圖2b所示，殼體220只有一透光殼
壁2201可以透光，其他部分不透光且內(nèi)部涂有反光介質(zhì)(圖中未顯示)，借
此利用光線反射以增強(qiáng)亮度。這樣，發(fā)光二極管燈具2可作為探照燈或是手 電筒等一些高亮度的燈具。
請參閱圖2b，該圖為由D點(diǎn)到E點(diǎn)的剖面圖(請參閱圖2a)。圖2b主 要介紹發(fā)光單元200與基板210的結(jié)構(gòu)。值得注意的是，此處所介紹的發(fā)光 單元200與基板210的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，僅為本發(fā)明可采用的其中一種實(shí)施方式， 并非用以限定本發(fā)明的特征。
每一個發(fā)光單元200包含一透光樹脂201 、導(dǎo)線202、 二極管導(dǎo)線圖案203 、 發(fā)光二極管204、以及金屬座205。發(fā)光二極管204用以發(fā)光，作為發(fā)光單元 200的光源。金屬座205用金屬所制成(一般都是采用鋁)，其主要功能是用 以安置發(fā)光二極管204。然而，因?yàn)榻饘僮?05表面光亮，所以金屬座205還 具有反射發(fā)光二極管204的光線功能，增加發(fā)光二極管燈具2的亮度。
導(dǎo)線202電性連接發(fā)光二極管204與二極管導(dǎo)線圖案203，用以輸入電能 供發(fā)光二極管204發(fā)光。二極管導(dǎo)線圖案203為銅箔或鋁箔等金屬材質(zhì)制成， 且與基板210電性連接以作為輸入電能之用。
透光樹脂201密封導(dǎo)線202、 二極管導(dǎo)線圖案203、以及發(fā)光二極管204， 作為保護(hù)上述元件之用。此外，透光樹脂201內(nèi)部有時會涂有螢光物質(zhì)(圖 中未顯示)，可受到發(fā)光二極管204的光所激發(fā)，而發(fā)出不同于發(fā)光二極管 204的顏色的光。
基板210 (請參閱圖2b)包含外接導(dǎo)線211、電極212、基板電路圖案 213、以及燈具基板214。基板電路圖案213為銅箔或鋁箔等金屬材質(zhì)制成， 且置于燈具基板214的表面。電極212為導(dǎo)電材質(zhì)制成，置于基板電路圖案213表面上，且電性連接外接導(dǎo)線211和基板電路圖案213。外接導(dǎo)線211、 電極212、以及基板電路圖案213主要功能為輸入電能，以提供電能給發(fā)光單 元200。而燈具基板214主要則是安置復(fù)數(shù)個發(fā)光單元200。
然而關(guān)于發(fā)光單元200與基板210的還有其它實(shí)施例，例如覆晶技術(shù) (Flip Chip)的封裝結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)燈泡型的封裝結(jié)構(gòu)或多晶片發(fā)光二極管的封裝 結(jié)構(gòu)?；蚴强蓞⒁娭袊_灣專利公告號M272232、 M285033或M270497。
請參閱圖2c，該圖為由C點(diǎn)到D點(diǎn)的剖面圖(請參閱圖2a圖)。圖2c 主要系介紹散熱裝置230及其工作原理。散熱裝置230由導(dǎo)熱管2310與復(fù)數(shù) 個鰭片2320所組成。每一個鰭片2320為一金屬片并具有一組裝孔2321以套 接于導(dǎo)熱管2310。鰭片2320由高熱傳導(dǎo)速率的金屬所制成，如銀、銅或鋁 等。鰭片2320的功能在于提供較大的散熱面積，并與導(dǎo)熱管2310密合。
鰭片2320與導(dǎo)熱管2310密合的目的，是利用鰭片2320與導(dǎo)熱管2310 接觸，使發(fā)光二極管燈具2內(nèi)部的熱能通過熱傳導(dǎo)與空氣自然對流，而達(dá)到 散熱的功效。而鰭片2320與導(dǎo)熱管2310密合的方式，可以采用緊配、焊接、 焊錫、或是以錫膏粘附的方式密合。然而，關(guān)于鰭片2320與導(dǎo)熱管2310密 合的方式，并非用以限定本發(fā)明特征。
本說明書所介紹的鰭片2320，可針對發(fā)光二極管燈具2的使用情況，而 有復(fù)數(shù)種實(shí)施方式。例如圖2d所示，將原來的復(fù)數(shù)個鰭片2320，改變成復(fù)數(shù) 個針狀結(jié)構(gòu)2323與復(fù)數(shù)個圓柱結(jié)構(gòu)2322，并輻射狀地設(shè)置于導(dǎo)熱管2310上。
此外，鰭片2320還可以如圖2e所示，可以在導(dǎo)熱管2310上套入一套筒 2340。而套筒2340上配置復(fù)數(shù)個針狀結(jié)構(gòu)2323與復(fù)數(shù)個圓柱結(jié)構(gòu)2322，并 輻射狀地設(shè)置于導(dǎo)熱管2310上。套筒2340也可與針狀結(jié)構(gòu)2323以及圓柱結(jié) 構(gòu)2322—體成型。因此，圖2e相較于圖2d而言，散熱裝置230只要將套筒 2340 —次套入導(dǎo)熱管2310，即可完成組裝。因此圖2e還具有簡化組裝散熱 裝置230的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于套筒2340的套入方式，可以采用緊配、焊接、焊錫、 或是錫膏粘附等方式。然而，在此所揭露的套筒2340的套入方式，并非用以
ii限定本發(fā)明特征。
另外，值得注意的是，不論是圖2c所示的鰭片2320、圖2d的復(fù)數(shù)個針 狀結(jié)構(gòu)2323與復(fù)數(shù)個圓柱結(jié)構(gòu)2322、或是圖2e的套筒2340，都是可采用的 復(fù)數(shù)種實(shí)施方式的其中之一。在此強(qiáng)調(diào)，并非用以限定本發(fā)明的特征。
請參閱圖2c。導(dǎo)熱管2310可為條狀金屬或是熱管(heat pipe)。然而， 因?yàn)闊峁芫哂猩崴俾士斓膬?yōu)點(diǎn)，因此采用熱管做為導(dǎo)熱管2310，會比采用 條狀金屬有更佳的散熱效果。采用熱管做為導(dǎo)熱管2310為一較佳的實(shí)施例(a preferred embodiment)。
圖2c所示的導(dǎo)熱管2310為一般常見的毛細(xì)熱管。如圖所示，大體介紹 導(dǎo)熱管2310的主要元件。導(dǎo)熱管2310外部為一外殼2311，內(nèi)部中空且包含 一毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312以及冷卻介質(zhì)(由于毛細(xì)結(jié)構(gòu)完全吸附冷卻介質(zhì)，因此在圖 2c未顯示冷卻介質(zhì))。
接下來，將詳細(xì)介紹導(dǎo)熱管2310的各種元件。導(dǎo)熱管2310的外殼2311 系由高熱傳導(dǎo)速率的材質(zhì)所制成，如銀、銅、鋁或碳纖等。外殼2311主要 功能為傳導(dǎo)發(fā)光二極管燈具2的熱能，使熱能可以迅速地傳到導(dǎo)熱管2310的 內(nèi)部。冷卻介質(zhì)一般選自低沸點(diǎn)的液體，如酒精或丙酮等。冷卻介質(zhì)用以吸 收來自發(fā)光二極管燈具2的熱能，并將熱能傳至復(fù)數(shù)個鰭片2320。當(dāng)熱能傳 至復(fù)數(shù)個鰭片2320后，因?yàn)榭諝鈱α?，所以熱能得以排出到外界?br> 由于導(dǎo)熱管2310內(nèi)部完全密閉真空，所以毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312以及冷卻介質(zhì) 不會與外界接觸。這表示冷卻介質(zhì)不會漏出而消耗，導(dǎo)熱管2310也無需補(bǔ)充 冷卻介質(zhì)。
至于毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312，具有許多微小的細(xì)孔(圖中未顯示)，可吸附冷卻 介質(zhì)。而冷卻介質(zhì)則利用與細(xì)孔之間所產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象，使冷卻介質(zhì)在毛細(xì) 結(jié)構(gòu)2312內(nèi)流動。
關(guān)于導(dǎo)熱管2310的詳細(xì)散熱原理，請參閱圖2c，以及以下的詳細(xì)解說。 發(fā)光二極管燈具2的熱能，主要來自基板210。當(dāng)導(dǎo)熱管2310的外殼2311吸收來自基板210的熱能時，外殼2311將熱能傳遞至毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312內(nèi)的冷卻 介質(zhì)。冷卻介質(zhì)由于沸點(diǎn)低，所以吸收熱能后會變成冷卻介質(zhì)蒸氣2314 (如 圖所示)而從毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312散出。
由于冷卻介質(zhì)蒸氣2314具有較高的壓力，冷卻介質(zhì)蒸氣2314會因?yàn)閷?dǎo) 熱管2310的氣體壓力不同，而擴(kuò)散到氣體壓力低的鰭片2320所在位置。接 著，冷卻介質(zhì)蒸氣2314將熱能經(jīng)由毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312與外殼2311傳給鰭片2320。 鰭片2320再利用熱傳導(dǎo)與空氣自然對流將熱能散逸到外界空氣中，達(dá)到散熱 的功效。
在此同時，位于鰭片2320的冷卻介質(zhì)蒸氣2314因?yàn)槭崮埽詴?在毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312內(nèi)凝結(jié)為原來的冷卻介質(zhì)。凝結(jié)后的冷卻介質(zhì)，受到毛細(xì)現(xiàn) 象的影響，會回流到基板210的所在位置，然后繼續(xù)吸收來自基板210的熱 能。如此，冷卻介質(zhì)會在基板210與鰭片2320之間循環(huán)，將發(fā)光二極管燈具 2所產(chǎn)生的熱能散逸到外界。
本發(fā)明第二實(shí)施方式，請參照圖3。其中元件大體上與上述實(shí)施方式相同， 不再重復(fù)敘述。不同之處在于導(dǎo)熱管2310改為虹吸式熱管310 (—般又可以 稱為重力式熱管)。
虹吸式熱管310的構(gòu)造，請參閱圖3。虹吸式熱管310外部有一外殼311， 內(nèi)部僅有冷卻介質(zhì)2313與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)后的蒸氣2314。虹吸式熱管310與上 述導(dǎo)熱管2310最大的差異，在于虹吸式熱管310沒有毛細(xì)結(jié)構(gòu)2312 (可參考 圖2c比較)，且外殼311具有與水平面300形成的一傾斜角度A。相較于導(dǎo) 熱管2310，虹吸式熱管310的結(jié)構(gòu)更為簡單。
虹吸式熱管310的工作原理與導(dǎo)熱管2310相似，唯一的差別在于冷卻介 質(zhì)2313的流動方式。
當(dāng)虹吸式熱管310 (請參閱圖3)中的冷卻介質(zhì)2313吸收來自基板210 的熱能，并轉(zhuǎn)變?yōu)槔鋮s介質(zhì)蒸氣2314后，冷卻介質(zhì)蒸氣2314擴(kuò)散到鰭片2320 的位置，并在外殼311凝結(jié)為冷卻介質(zhì)2313。冷卻介質(zhì)2313受到重力的影響，沿著具有傾斜角度A的斜面流回到基板210的位置，繼續(xù)吸收熱能。如此， 冷卻介質(zhì)2313因?yàn)橹亓εc傾斜角度A的引導(dǎo)，使得冷卻介質(zhì)2313可以在基 板210與鰭片2320之間循環(huán)。
由前段得知，虹吸式熱管310內(nèi)的冷卻介質(zhì)2313是受重力與傾斜角度A 的引導(dǎo)，所以冷卻介質(zhì)2313可以快速大量地回流到基板210的位置。相較于 導(dǎo)熱管2310 (毛細(xì)熱管)，虹吸式熱管310具有較佳的散熱效果。
本發(fā)明第三實(shí)施方式，請參照圖4。其中元件大體上與上述實(shí)施方式相同， 不再重復(fù)敘述。不同之處在于殼體400與散熱裝置230。殼體400有兩個通孔 401與402，比殼體220多一個(請參閱圖2a)。而且散熱裝置230的鰭片 2320與導(dǎo)熱管2310，皆分布于殼體400外部的兩側(cè)。
關(guān)于第三實(shí)施方式，請參閱圖5，該圖為圖4的底視圖(Bottom view)。 由圖5可以看出，殼體400具有復(fù)數(shù)個殼壁，其中殼壁410與殼壁411分別 具有通孔401與通孔402。導(dǎo)熱管2310的二端分別就從通孔401與402穿透 出來，然后向殼體400外部延伸。
殼壁410與殼壁411兩者的相對位置，如圖5所示，可以看出殼壁410 與殼壁411兩面為面對面。而通孔401與通孔402兩者的距離，與殼壁410 與殼壁411之間的最短距離L相等。也就是說通孔401與通孔402互為平行 之外，如圖所示，通孔401與通孔402兩者互相成一直線對齊。這樣，可以 使導(dǎo)熱管2310順利穿透殼體400。
在第三實(shí)施方式中，因?yàn)閷?dǎo)熱管2310與鰭片2320分布于殼體400的外 部的兩端，使得熱能可以往導(dǎo)熱管2310兩端散逸到空氣中。由于第三實(shí)施方 式的導(dǎo)熱管2310多了一端可以排出熱能，所以相較于之前所提的實(shí)施方式， 第三實(shí)施方式具有更好的散熱效果。
圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例的示意圖，圖中省略裝設(shè)于導(dǎo)熱管上的基板與 發(fā)光元件。相較于圖2a的實(shí)施例，本實(shí)施例的殼體500具有二通孔501與502 形成于同一個殼壁510上。導(dǎo)熱管2310具有一U型部分2311與二延伸部分2312,2313?；迮c發(fā)光元件(未圖示)設(shè)置于此U型部分2311上。二延伸 部分2312,2313由U型部分2311的兩端向同一側(cè)延伸，并且通過二通孔501 與502延伸至殼體500外部。此二延伸部分2312,2313組裝于通孔501,502內(nèi)。 鰭片2320組裝于二延伸部分2312,2313上。在本實(shí)施例中，各個鰭片2320上 分別具有二組裝孔，以同時組裝至二延伸部分2312,2313上。
圖7a為放大顯示圖6中導(dǎo)熱管2310與殼體500間的連結(jié)結(jié)構(gòu)及其組裝 流程。如圖中所示，在導(dǎo)熱管2310上對應(yīng)至通孔501處以焊接方式固定有一 結(jié)合件2314。此結(jié)合件2314的外型對應(yīng)于通孔501的外型以結(jié)合于通孔501 內(nèi)。在本實(shí)施例中，通孔501,502位于殼壁510的上緣。通孔501,502與結(jié)合 元件2314均呈現(xiàn)長方形的外型。此外，結(jié)合元件2314的側(cè)邊制作有溝槽以 結(jié)合至通孔501。就組裝流程而言，首先，將結(jié)合件2314連同固定于其上的 導(dǎo)熱管沿著圖中箭頭方向(由上而下)組裝至通孔501內(nèi)。然后，結(jié)合件2314 與殼壁510的空隙再以硅膠等絕緣材料加以密封。接下來，請同時參照圖6， 再將此殼體500的上蓋520裝設(shè)于殼壁510上以固定結(jié)合件2314，并使殼體 500的內(nèi)部空間與外界環(huán)境隔絕。
在本實(shí)施例中，通孔501,502與結(jié)合件2314均呈現(xiàn)長方形的外型。并且， 結(jié)合元件2314的側(cè)邊制作有溝槽以結(jié)合至通孔501。不過不僅限于此。請參 照第圖7b所示，通孔501'與結(jié)合件2314，的下緣還可呈現(xiàn)圓弧型，而通孔 501'的側(cè)邊制作有溝槽，使結(jié)合件2314，沿著圖中箭頭方向(由上而下)組
裝至通孔5or的溝槽內(nèi)。
圖8與圖9分別為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例的剖面與分解示意圖。相較于 前述實(shí)施例，本實(shí)施例在基板210與殼體500間設(shè)置有一基座600，用以支撐 基板210并固定基板210的位置。此基座600具有一開口向上的凹槽610以 容置導(dǎo)熱管2310。此凹槽610的尺寸對應(yīng)于導(dǎo)熱管2310的截面尺寸。依據(jù)不 同的導(dǎo)熱管2310設(shè)計(jì)，此凹槽610可以容納一個以上的導(dǎo)熱管2310。圖中以 二個并排的導(dǎo)熱管2310為例?；?10覆蓋凹槽610以固定導(dǎo)熱管2310于此凹槽610內(nèi)。導(dǎo)熱管2310接觸于基板210，以排除發(fā)光單元200所產(chǎn)生的 熱。
在本實(shí)施例中，基板210是直接與基座600相接觸，然而不僅限于此。 請參照圖10所示，在基板210與基座600間可夾合一金屬板620，例加一鋁 板，以調(diào)整發(fā)光單元200與殼體500的相對位置，并可降低熱沖量。
為了固定基板210與導(dǎo)熱管2310在殼體500中的位置，基座600必須固 定于殼體500上，而基板210必須固定于基座600上。如圖9中所示，本實(shí) 施例的基板210上制作有螺孔210a，基座600的上表面制作有對應(yīng)的螺孔 600a，借以將基板210鎖固于基座600。此外，基座600的下表面制作有螺孔 600b，而殼體500上還制作有對應(yīng)的螺孔500a，借以將基座600鎖固于殼體 500。
上述的內(nèi)容通過實(shí)際操作與實(shí)驗(yàn)之后證實(shí)，利用本發(fā)明所提供的結(jié)構(gòu)， 發(fā)光二極管燈具2的確可穩(wěn)定地被操作于30W的功率，甚至是更高的功率， 散熱的問題可因本發(fā)明所提供的散熱裝置230而順利的排除。
此外，由外觀來看，本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具2的厚度與現(xiàn)有發(fā)光二極 管燈具1相比，確實(shí)具有縮小體積與厚度變薄的優(yōu)點(diǎn)。如此，增加發(fā)光二極 管燈具2所能應(yīng)用的范圍，改善現(xiàn)有發(fā)光二極管，應(yīng)用范圍受到限制的缺點(diǎn)。
由以上的說明得知，相較于現(xiàn)有發(fā)光二極管燈具l，本發(fā)明的發(fā)光二極管 燈具2具有良好的散熱能力，使得輸出功率可以大于30W。而且，發(fā)光二極 管燈具2還具有體積小和體積厚度變薄的優(yōu)點(diǎn)，因此增廣發(fā)光二極管燈具2 的應(yīng)用范圍。如此，本發(fā)明確實(shí)有產(chǎn)業(yè)上的利用性、新穎性及進(jìn)步性。 本發(fā)明雖以較佳實(shí)例闡明如上，然而其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實(shí)體 僅止于上述實(shí)施例。對熟悉此項(xiàng)技術(shù)者，可輕易了解并利用其它元件或方式 來產(chǎn)生相同的功效。所以，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均 應(yīng)包含在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管燈具，其特征在于，所述的發(fā)光二極管燈具包含復(fù)數(shù)個發(fā)光單元，用以提供光源；一基板，用以裝設(shè)所述的復(fù)數(shù)個發(fā)光單元；一殼體，所述的復(fù)數(shù)個發(fā)光單元以及所述的基板容置于所述的殼體內(nèi)部，且所述的殼體具有至少一通孔；以及一散熱裝置，包含一導(dǎo)熱管與復(fù)數(shù)個鰭片，所述的導(dǎo)熱管接觸于所述的基板，且所述的導(dǎo)熱管通過所述的通孔而向所述的殼體外部延伸，上述復(fù)數(shù)個鰭片裝設(shè)于所述的殼體外部的所述的導(dǎo)熱管上，用以增加散熱面積。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的導(dǎo)熱管為一熱管或 一條狀金屬。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的鰭片為一金屬片， 所述的金屬片具有一組裝孔以套接于所述的導(dǎo)熱管。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的通孔有二個，所述 的導(dǎo)熱管的二端分別通過所述的二個通孔而向所述的殼體外部延伸。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的殼體包括復(fù)數(shù)個殼 壁，所述的二個通孔分別形成于其中面對面的二個所述的殼壁。
6. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管燈具，其中于所述的殼體的外部，上 述復(fù)數(shù)個鰭片分別裝設(shè)于所述的導(dǎo)熱管的所述的二端。
7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的鰭片包括復(fù)數(shù)個針 狀結(jié)構(gòu)或復(fù)數(shù)個圓柱結(jié)構(gòu)，輻射狀地設(shè)置于所述的導(dǎo)熱管上。
8. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的熱管指毛細(xì)熱管或 虹吸式熱管。
9. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的基板還包含一外接 導(dǎo)線、 一電極、 一基板電路圖案、以及一燈具基板，所述的燈具基板表面上 設(shè)有所述的基板電路圖案，所述的基板電路圖案表面具有所述的電極，所述的電極電性連接所述的外接導(dǎo)線與所述的基板電路圖案，所述的燈具基板主 要安置上述復(fù)數(shù)個發(fā)光單元。
10. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的殼體包括復(fù)數(shù)個殼 壁，所述的二個通孔形成于同一所述的殼壁，并且，所述的導(dǎo)熱管具有一 U 型部分與二延伸部分，所述的二延伸部分由所述的U型部分通過所述的二個 通孔向所述的殼體外部延伸。
11. 如權(quán)利要求IO所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的二個通孔位于所 述的殼壁的上緣。
12. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的導(dǎo)熱管具有一結(jié)合 件，用以結(jié)合于所述的通孔內(nèi)，所述的結(jié)合件的外型大致與所述的通孔的外 型相同。
13. 如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的通孔的側(cè)邊具有 一溝槽，所述的結(jié)合件組裝于所述的溝槽內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管燈具，其中所述的結(jié)合件的側(cè)邊具 有一溝槽以結(jié)合至所述的通孔。
15. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具，其中，所述的發(fā)光二極管燈具 還包括一基座，設(shè)置于所述的基板與所述的殼體間，用以支撐所述的基板。
16. 如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管燈具，其中，所述的基座具有一開 口向上的凹槽以容置所述的導(dǎo)熱管，并且，所述的基板覆蓋所述的凹槽。
17. 如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管燈具，其中，所述的基板通過制作 于其上的螺孔，鎖固于所述的基座上，所述的基座通過制作于其上的螺孔， 鎖固于所述的殼體。
18. 如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管燈具，其中，所述的發(fā)光二極管燈 具還包括一金屬板，夾合于所述的基板與所述的基座間，以降低熱沖量。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管燈具，包含復(fù)數(shù)個發(fā)光單元、一基板、一殼體、以及一散熱裝置；發(fā)光單元用以提供光源；基板則用以裝設(shè)復(fù)數(shù)個發(fā)光單元；殼體至少具有一通孔，且其內(nèi)部容置于復(fù)數(shù)個發(fā)光單元以及基板；散熱裝置包含一導(dǎo)熱管與復(fù)數(shù)個鰭片；導(dǎo)熱管接觸于基板，且導(dǎo)熱管通過通孔而向殼體外部延伸。復(fù)數(shù)個鰭片裝設(shè)于殼體外部的導(dǎo)熱管上，用以增加散熱面積。本發(fā)明的散熱裝置具有良好的散熱能力。此外，散熱裝置的外觀形狀比現(xiàn)有的散熱結(jié)構(gòu)較為扁平，使得發(fā)光二極管燈具得以縮小體積且厚度變薄。
文檔編號F21V29/00GK101424395SQ200710167600
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者劉家齊, 季寶琪 申請人:齊瀚光電股份有限公司