專利名稱：發(fā)光二極管燈具的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，特別是指一種以直接將發(fā)光二 極管組件焊接于平板式熱管上的制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ；LED)具有體積小、耐沖擊、壽命長、低耗電、 冷發(fā)光及無汞污染等等優(yōu)點，成為最近照明領(lǐng)域中的研究發(fā)展重點。發(fā)光二極管的發(fā)展方 向從小功率朝向大功率發(fā)展，在應(yīng)用面上更多元，由最早期的指示燈進步到現(xiàn)在發(fā)光二極 管照明產(chǎn)品。隨著高功率發(fā)光二極管的廣泛應(yīng)用，散熱的需求也漸漸提高。若這些熱未適時的 排出，將產(chǎn)生很多的問題。例如，發(fā)光效率降低、使用壽命減短、光色質(zhì)量改變...等。所以 在熱的設(shè)計方面，需要一有效的散熱結(jié)構(gòu)來將熱帶出模塊，避免以上這些問題的發(fā)生。目前發(fā)光二極管燈具的散熱方式，大部份是使用散熱鰭片以提高散熱面積方式， 其缺點為散熱效率較差，散熱模塊的體積也較大。有的利用熱管配合散熱鰭片散熱，以提高 其散熱效率，然而其成本較高。然而，上述的散熱方式都有共同的缺點，就是發(fā)光二極管組件產(chǎn)生的熱量都需要 經(jīng)過印刷電路板傳遞出去。印刷電路板是低熱傳導性的材料，從而LED所產(chǎn)生的熱量無法 有效迅速地傳遞至熱管。為了改善印刷電路板熱阻值較大的問題，先前技術(shù)另發(fā)展出金屬 基板的印刷電路板(Metal Core PCB ;MCPCB)。然而發(fā)光二極管組件產(chǎn)生的熱量仍需要經(jīng) 過金屬基板的印刷電路板的各層材料、散熱膏(或散熱貼片)才能達到熱管。再者，為了固定發(fā)光二極管組件于熱管及散熱鰭片，先前技術(shù)通常使用結(jié)構(gòu)復雜 的扣具?？劬卟粌H增加了成本，也占據(jù)空間。此外，組裝扣具也耗費相當?shù)娜肆?。縱上所述，如何改善發(fā)光二極管組件與熱管的結(jié)合方式以增加熱傳導的效率，進 一步還要面對發(fā)光二極管組件如何以簡潔的結(jié)構(gòu)與熱管及散熱鰭片結(jié)合以形成發(fā)光二極 管燈具。本發(fā)明人有感上述問題的可改善，潛心研究并配合學理的運用，而提出一種設(shè)計 合理且有效改善上述問題的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，其在平板式熱管上形成印刷電路層 以供發(fā)光二極管組件直接焊接于該平板式熱管上，藉此縮短發(fā)光二極管組件與平板式熱管 之間熱傳導的路徑，以增加散熱效率。此外，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，其 提供一種治具可以同時在多個平板式熱管上形成上述印刷電路層，藉此節(jié)省制造工時以及 成本。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，更在于提供一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，以簡潔的結(jié)構(gòu)結(jié)合平板式熱管及散熱鰭片模塊以形成一發(fā)光二極管燈具，省略了傳統(tǒng)的扣具，藉 此可以節(jié)省制造成本、減少占據(jù)的空間。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，包括有下列 的步驟，首先提供至少一平板式熱管，并于其上各形成一平坦表面；然后提供一治具以固定 該些平板式熱管；接著形成一印刷電路層。該印刷電路層的步驟可分為，第一，涂布一層絕 緣層于該些平板式熱管的該平坦表面；第二，涂布一層導電層于該絕緣層上以形成多個導 電電路；第三，涂布一層防焊層于該導電層上并形成多個焊接部。完成該印刷電路層后，涂 布錫膏于該些焊接部上，并且擺放多個發(fā)光二極管于該平板式熱管的該些焊接部上；最后， 將該平板式熱管及該些發(fā)光二極管通過一回焊爐。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其中進一步包括提 供一可含蓋該些平板式熱管的印刷網(wǎng)版。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其中該治具設(shè)有多 個定位柱，該平板式熱管形成有多個定位孔是相對應(yīng)于該些定位柱。此外進一步包括下列 步驟，首先，提供至少一散熱鰭片模塊，該散熱鰭片模塊設(shè)有多個組裝孔；接著提供多個組 裝件，并使該些組裝件穿過該散熱鰭片模塊的該些組裝孔及該平板式熱管的該些定位孔， 藉此固定該散熱鰭片模塊于該平板式熱板上。本發(fā)明具有以下有益效果一、本發(fā)明通過直接形成該印刷電路層于該平板式熱板上，并使發(fā)光二極管組件 焊接于該印刷電路層，藉此縮短發(fā)光二極管組件與平板式熱管之間熱傳導的路徑，以增加 散熱效率。二、本發(fā)明通過配合上述的方法，并提供一可含蓋該些平板式熱管的印刷網(wǎng)版，利 用同一件該治具可以同時在多個平板式熱管上形成上述印刷電路層，藉此節(jié)省制造工時以 及成本。三、本發(fā)明通過在平板式熱管上設(shè)置定位孔，不僅可在形成上述印刷電路層時具 定位作用，進一步以簡潔的組裝件以結(jié)合平板式熱管及散熱鰭片模塊，藉此即可形成一發(fā) 光二極管燈具，省略了傳統(tǒng)的扣具，藉此可以節(jié)省制造成本、減少占據(jù)的空間。為了能更進一步了解本發(fā)明為達成既定目的所采取的技術(shù)、方法及功效，請參閱 以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明、附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當可由此得以深入且 具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1為本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的制造方法的示意圖；圖2為依本發(fā)明完成印刷電路層的平板式熱管的立體圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的立體分解圖；圖4為依據(jù)圖3中44線的放大剖視圖；圖5為本發(fā)明中定位孔的另一實施例的放大剖視圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的第二實施例立體分組圖。符號說明平板式熱管la、Ib 平坦表面12
定位孔隔板絕緣層焊接部防焊層定位盲孔定位柱發(fā)光二極管組件4散熱鰭片模塊5螺桿52
14、Ha、14b 液體流道16
18a、18b 印刷電路層2
21 導電層22
222、226、228 外露部224
23 治具30
301、302、303 定位突板32 34 水平調(diào)整裝置36
接腳42
組裝孔50
帽 螺
5具體實施例方式請參考圖1，為本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的制造方法的示意圖。本發(fā)明的發(fā)光二極 管燈具的制造方法，包括以下步驟首先，提供至少一平板式熱管la、lb，并于其上各形成 一平坦表面12。該平板式熱管la、Ib較佳乃是長形板體。此實施例中，由于該平板式熱管 Ia與該平板式熱管Ib是對稱的，因此以下僅以該平板式熱管Ia為代表來說明。形成上述平坦表面12于該平板式熱管la、lb上的步驟包括有首先，拋光該平板 式熱管la、lb的一平面；接著，清除上述拋光步驟所產(chǎn)生的雜質(zhì)以形成該平坦表面12。該 平坦表面12乃是為著直接形成一印刷電路層2于該平板式熱管la、lb上。在形成該印刷電路層2之前，為著固定該些平板式熱管la、lb。本發(fā)明提供了一治 具30，將該平板式熱管la、Ib固定于該治具30上面。該治具30設(shè)有多個定位突板32以定 位該些平板式熱管la、lb，該些定位突板32抵接該些平板式熱管la、lb的邊緣。本發(fā)明另提供第二種的定位方式，其中該治具30設(shè)有多個定位柱34，該平板式熱 管la、Ib形成有多個定位孔14是相對應(yīng)于該些定位柱34。該些定位孔14可以是配合該印 刷電路層2而預先規(guī)劃它們的位置，并且是貫穿該平板式熱管la。該些定位孔14 一面可以 作為印刷網(wǎng)版的定位記號，另一面還可以用以固定散熱鰭片模塊，此點容于后述。該治具30的該定位柱34較佳地可以是活動式的。例如在該治具30的頂面凹設(shè) 多個個定位盲孔301、302、303，以供該定位柱34插設(shè)于該定位盲孔301內(nèi)，或移動至其它 的定位盲孔302、303內(nèi)。該些定位盲孔301、302、303可以進一步以矩陣的方式排列在該治 具30上。藉此當該平板式熱管la、lb不同的需求而改變該些定位孔14的位置時，本發(fā)明 可以靈活地移動該些定位柱34。本發(fā)明特點之一在于，通過該治具30，可以一次在多 個個平板式熱管la、lb上形 成該印刷電路層2，以節(jié)省制造時間。透過采用網(wǎng)版印刷的方式，由于網(wǎng)版的面積通常數(shù)倍 于平板式熱管的面積。在一張印刷網(wǎng)版下，可同時印刷數(shù)個平板式熱管，藉此也可以節(jié)省網(wǎng) 版的費用、并節(jié)省人力。本實施例僅以二個平板式熱管la、lb側(cè)視圖為說明，可推論的是， 本發(fā)明可配合印刷網(wǎng)版的面積，提供相對應(yīng)尺寸的治具，同時在數(shù)個平板式熱管上涂布該 印刷電路層2。因應(yīng)多個平板式熱管的厚度可能不一樣，在印刷時為使每一平板式熱管能均勻地 被印刷。該治具30的底部進一步設(shè)有至少一水平調(diào)整裝置36。該水平調(diào)整裝置36穿過該治具30并向上抵接于該些平板式熱管la、lb的底面以調(diào)整該平板式熱管la、lb的頂面位 于同一水平面。在本實施例中，該水平調(diào)整裝置36最容易的方式可以是一螺桿。通過從該 治具30的底部可旋轉(zhuǎn)該水平調(diào)整裝置36，以調(diào)整該些平板式熱管la、lb的頂面的水平高度。本發(fā)明特點之一在于，直接形成該印刷電路層2于該平板式熱管la、lb的平坦表 面12上，設(shè)于該印刷電路層2上的電子組件，例如發(fā)光二極管組件不需再經(jīng)過任何電路板， 藉此可以縮短導熱的途徑并提升散熱的效率。以下描述形成該印刷電路層2的步驟。由于 該平板式熱管la、lb本身為一金屬導電體，因此首先形成一層絕緣層21于該平板式熱管 IaUb的該平坦表面12 ；接著，形成一層導電層22于該絕緣層21上以形成多個導電電路 (未圖標)；最后，形成一層防焊層23于該導電層22上，使該導電層22中需要的部位外露 出來而形成多個外露區(qū)域，例如作為焊接接腳的焊接部222、或連接電線的焊接部226、或 外露部224以供發(fā)光二極管組件4底部直接抵接以方便散熱(參圖2)。上述絕緣層21較佳是使用低熱阻導熱絕緣材料，例如可以采用紫外線硬化性樹 脂(UV膠)、高導熱的環(huán)氧樹脂，或環(huán)氧樹脂加上玻璃纖維(Epoxy+Glass Fabric)，或者高 導熱的環(huán)氧玻纖布粘結(jié)片。上述導電層22可以是導電漿料，例如銅膠、銀膠、銀鋁漿、鋁漿、 或貴金屬漿料，其優(yōu)點在于可以絲網(wǎng)印刷；或者可以是銅箔，經(jīng)過蝕刻形成印刷電路，可負 荷較大電流。該防焊層23是通過涂布防焊油墨(Solder Mask)，在于保護局部的導電電 路，以避免焊接電子組件時，焊錫溢流至相鄰線路造成短路，此亦為隔絕該平板式熱管la、 Ib和空氣中的水氣產(chǎn)生氧化作用。涂布完防焊油墨后，可進一步依據(jù)需求，作表面抗氧化處 理，以加強表層抗氧化能力。上述至少該防焊層23可以是利用網(wǎng)版印刷的方式形成的。請參考圖2，為依本發(fā)明完成印刷電路層的平板式熱管的立體圖。以上述平板式熱 管Ia為例，當完成涂布該印刷電路層2的步驟后，接著涂布錫膏(未圖示)于該些焊接部 222上。然后，相對應(yīng)地擺放多個發(fā)光二極管組件4于該平板式熱管Ia的該些焊接部222 上。最后，將該平板式熱管Ia及該些發(fā)光二極管組件4通過一回焊爐(未圖示)，使該些 發(fā)光二極管組件4的接腳42焊接在該平板式熱管Ia上，S卩完成本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具。 該焊接部2 可供電線M焊接以連接電源。本發(fā)明經(jīng)過測試，平板式熱管的導熱效率受到回焊爐的高溫影響并不明顯。然而 為了減少平板式熱管受到回焊爐高溫的影響，本發(fā)明可以在提供該治具以前，先封閉平板 式熱管的一端并形成一開口端于另一端，然后進行形成該印刷電路層2的步驟，在形成該 防焊層23的步驟后，再進行填充工作流體的步驟，如水、甲醇、丙酮。最后再封閉該平板式 熱管的開口端的步驟。此外本發(fā)明進一步可以先暫時封住該開口端，例如以膠帶...等，以 避免雜質(zhì)進入平板式熱管。在填充工作流體前，再打開該開口端。請參閱圖3，為依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的立體分解圖。本發(fā)明進一步提供 一對散熱鰭片模塊5位于該平板式熱管Ia底部的兩側(cè)以加強散熱效率。該對散熱鰭片模 塊5各設(shè)有多個組裝孔50，通過多個組裝件，例如可以是如圖示的螺桿52及螺帽M，或者 可以是鉚接、焊接、高分子熱固性材料...等，使該些組裝件穿過該散熱鰭片模塊5的該些 組裝孔50及該平板式熱管Ia的該些定位孔14，藉此固定該散熱鰭片模塊5于該平板式熱 板Ia上。該平板式熱管Ia的該些定位孔14不僅可作為前階段形成該印刷電路層2時定 位用途，更可以作為后階段固定該散熱鰭片模塊5時組裝用途。
本發(fā)明利用該些組裝件的簡潔的結(jié)構(gòu)，藉此即可以使該散熱鰭片模塊5能穩(wěn)固地 結(jié)合于該平板式熱管la，不用扣具，可降低生產(chǎn)成本、減少占據(jù)空間，以及減少組裝扣具的 人力。由上述的構(gòu)想延伸，本發(fā)明還可以便利地擴充其它散熱組件，例如鰭片、風扇、水冷模 塊、甚至其它的平板式熱管...等。請參考圖4，為依據(jù)圖3中44線的放大剖視圖。本發(fā)明中該平板式熱管Ia為一 長形板體，內(nèi)部較佳為多流道設(shè)計，其用處在于可以增加內(nèi)部液體容量、增加毛細力和使內(nèi) 部流體液氣分流，減少液氣相互的間的摩擦力。熱管的材料可以是銅、鋁、鎂合金金屬。其 內(nèi)部微結(jié)構(gòu)方式則可以是空心管、構(gòu)槽、實心、燒結(jié)、粉末等等。在本實施例中，該平板式熱 管Ia具有多個形成于其內(nèi)部的隔板18a、18b及多個形成于該些隔板18a、18b之間的液體 流道16 ；其中該平板式熱管Ia的該定位孔14穿過該隔板18b，該隔板18b的寬度大于該定 位孔14的直徑。該隔板18b可以在制造平板式熱管時，預先設(shè)計好的，例如以鋁擠形方式 制造的平板式熱管，即可保留作為較厚的隔板18b。請參考圖5，為本發(fā)明中定位孔的另一實施例的放大剖視圖。此實施例中該平板式 熱管Ib形成一對定位孔1 是貫穿過該液體流道16。由于本發(fā)明的平板式熱管采多流道 設(shè)計，因此若將該些定位孔Ha集中在一道或二道流導內(nèi)，仍有許多流道可保持其功能運 作。本發(fā)明于后面提供實驗說明，此實施例仍可提供相當?shù)纳峁δ堋Ｕ垍⒖紙D6，為依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的第二實施例立體分組圖。依據(jù)上述 本發(fā)明中的構(gòu)想，該定位孔可以有不同的應(yīng)用。例如利用該對散熱鰭片模塊5之間的空間， 本發(fā)明可以設(shè)另一定位孔14b貫穿該平板式熱管Ia且位于該對散熱鰭片模塊5之間，并且 形成二焊接部2 鄰近該定位孔14b，藉此將焊接于該焊接部228的電線M穿過該定位孔 14b并延伸至該對散熱鰭片模塊5之間的空間，達到節(jié)省空間的功效。請參考下列表一，為依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管燈具的五組實驗的對照數(shù)據(jù)表。五 組實驗皆為量測圖3的中間排的七個發(fā)光二極管的溫度，由左至右依序代表LED1、LED2、 LED3、LED4、LED5、LED6、LED7。各組的實驗條件描述如下(其中散熱鰭片模塊，以「FIN」代 表稱呼。定位孔以「孔」代表稱呼，并以圖3四個定位孔配合圖5實施例進行實驗。此外， 位于平板式熱管與散熱鰭片模塊之間的傳遞介質(zhì)，以「介質(zhì)」代表稱呼)第一組FIN，無；介質(zhì)，無；孔，無。第二組FIN，1 ；介質(zhì)，導熱貼片；孔，無。第三組FIN，1 ；介質(zhì)，導熱膏；孔，有。第四組FIN，2 ；介質(zhì)，導熱貼片；孔，無。第五組FIN，2 ；介質(zhì)，導熱膏；孔，有。表一顯示五組實驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)單位°C
第一組第二組第三組第四組第五組LEDl67. 8664. 1861. 2357. 4655. 22LED266. 1561. 1160. 9955. 2254. 20
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，包括以下步驟提供至少一平板式熱管，并于其上各形成一平坦表面；提供一治具以固定該些平板式熱管；形成一絕緣層于該些平板式熱管的該平坦表面；形成一導電層于該絕緣層上以形成多個導電電路；形成一防焊層于該導電層上并形成多個焊接部；涂布錫膏于該些焊接部上；擺放多個發(fā)光二極管于該平板式熱管的該些焊接部上；及將該平板式熱管及該些發(fā)光 二極管通過一回焊爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，形成該平坦平面 于該平板式熱管上的步驟包括有拋光該平板式熱管的一平面；及清除上述拋光步驟所產(chǎn)生的雜質(zhì)以形成該平坦表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，進一步包括提供 一可含蓋該些平板式熱管的印刷網(wǎng)版，以印刷的方式將該絕緣層、該導電層、及該防焊層形 成于該平板式熱管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述絕緣層為低 熱阻導熱絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述導電層為導 電漿料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述導電層為銅箔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述治具設(shè)有多 個定位突板以定位該些平板式熱管，該些定位突板抵接該些平板式熱管的邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述治具設(shè)有多 個定位柱，上述平板式熱管形成有多個定位孔是相對應(yīng)于該些定位柱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述治具的頂面 凹設(shè)多個個定位盲孔，以供該定位柱插設(shè)于該些定位盲孔內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，該些定位盲孔以 矩陣的方式排列在該治具上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述治具的底部 設(shè)有水平調(diào)整裝置，該些水平調(diào)整裝置穿過該治具并向上抵接于該些平板式熱管的底面以 >調(diào)整該平板式熱管的頂面位于同一水平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述平板式熱管 為一長形板體，具有多個形成于其內(nèi)部的隔板及多個形成于該些隔板之間的液體流道；其 中該平板式熱管的該定位孔穿過該隔板，該隔板的寬度大于該定位孔的直徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，上述定位孔穿 過該液體流道。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，進一步包括下列 步驟提供至少一散熱鰭片模塊，該散熱鰭片模塊設(shè)有多個組裝孔；及提供多個組裝件，并使 該些組裝件穿過該散熱鰭片模塊的該些組裝孔及該平板式熱管的該些定位孔，藉此固定該 散熱鰭片模塊于該平板式熱板上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，進一步包括下 列步驟，提供一對該散熱鰭片模塊分別位于該平板式熱管底部兩側(cè)且形成一空間；形成一定位孔貫穿該平板式熱管且位于該對散熱鰭片模塊之間；及形成二焊接部鄰近 該定位孔；藉此焊接于該焊接部的電線穿過位于該對散熱鰭片模塊之間的該定位孔并被收 容于該對散熱鰭片模塊之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，進一步包括下列 步驟在提供該治具以前，封閉該平板式熱管的一端并形成一開口端于另一端；在形成該防焊層的步驟后，填充工作流體于該平板式熱管內(nèi)；以及封閉該平板式熱管 的該開口端。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光二極管燈具的制造方法，其特征在于，進一步包括下 列步驟在封閉該平板式熱管的一端并形成該開口端后，暫時封閉該開口端。
全文摘要
一種發(fā)光二極管燈具的制造方法包括下列步驟，首先提供至少一平板式熱管，并于其上各形成一平坦表面；然后提供一治具以固定該些平板式熱管；接著形成一印刷電路層。該印刷電路層可分為絕緣層、導電層及防焊層依序涂布于該些平板式熱管上。之后，涂布錫膏于該些焊接部上，并且擺放多個發(fā)光二極管于該平板式熱管的該些焊接部上；最后，將該平板式熱管及該些發(fā)光二極管通過一回焊爐。藉此完成一發(fā)光二極管燈具。該平板式熱管可進一步設(shè)多個定位孔，不僅供該治具定位用，也可以配合簡潔的組裝件以固定至少一散熱鰭片模塊，從而增加散熱效率并且節(jié)省制造成本、減少占據(jù)的空間。
文檔編號F21Y101/02GK102135268SQ201010104089
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者莊宜靜, 邱世彬, 陳彥樺 申請人:可成科技股份有限公司