本發(fā)明是關(guān)于散熱支架結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

于發(fā)光二極管(LED)的封裝結(jié)構(gòu)方面，已有一種支架型封裝，其是將大功率發(fā)光二極管管芯放入基座封裝成型，再將封裝完成的高功率發(fā)光二極管焊接至鋁基板上作基本散熱，然后再將附有鋁基板的高功率發(fā)光二極管與散熱片作結(jié)合。其中，如此的支架型封裝是將發(fā)光二極管管芯先封裝在大功率的基座上，透過導電膠與銅箔面接觸，再透過FR4(環(huán)氧樹脂玻璃纖維)鋁基板，以利用導電膠與散熱基板的結(jié)合而進行散熱。

如此的支架型封裝體積通常較小，故一般選用1～3瓦特進行封裝，再搭配鋁基板的設計，以運用于更高的瓦特數(shù)。若以7瓦特燈板為例，散熱座尺寸采50mm*30mm鋁擠型圓柱時，當散熱座溫度高達70℃時，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管已有明顯衰竭，亮度偏暗，散熱效果不佳。

作為散熱效率更優(yōu)良的技術(shù)，近年來已發(fā)展出COB(Chip On Board)封裝，不同于傳統(tǒng)支架型封裝，COB封裝是于鋁基板上直接封裝一個以上的LED管芯，再將鋁基板與散熱片作結(jié)合而進行散熱。

如此的COB封裝中，若以7瓦特燈板為例，散熱座尺寸采50mm*30mm鋁擠型圓柱時，溫度上限為75℃，仍有提升散熱效率的空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種散熱支架結(jié)構(gòu)及其制造方法，可將發(fā)熱體如高功率發(fā)光二極管工作時的熱能有效且迅速導出，使其效能更佳，壽命更長，體積小，進而提升用途廣度，且增加使用方便性。

為了達成如前述的目的，本發(fā)明的一態(tài)樣是一種散熱支架結(jié)構(gòu)，包括：金屬片組件，其一部分與發(fā)熱體接觸；以及塑料合成物，其與金屬片組件結(jié)合，以接受透過金屬片組件的來自發(fā)熱體的熱。

據(jù)此，透過金屬片組件與塑料合成物兩者的熱導性的結(jié)合，除了散熱效果優(yōu)異外，可反映出采用塑料合成物在外觀、重量、價格、體積等方面所能達到的優(yōu)點。另外，亦可視需求進一步結(jié)合其他散熱手段。

另外，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的金屬片組件與塑料合成物的結(jié)合是借至少埋入式射出成型而達成。

據(jù)此，可使金屬片組件與塑料合成物緊密結(jié)合，以使金屬片組件與塑料合成物之間因未透過媒介進行導熱而達成完全接觸，使得導熱迅速，散熱達到最佳效果。

此外，于本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)中，在具有固定手段的模具中進行埋入式射出成型。

據(jù)此，金屬片組件與塑料合成物的結(jié)合在具有固定手段的模具中進行，因而可防止埋入射出時的壓力太大導致金屬片組件例如變形及移位，造成導熱不均，降低散熱效果。另外，亦可視需求于模具中追加其他手段如將熱予以導出的散熱手段。

再者，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的金屬片組件包括一部分與發(fā)熱體接觸的第一金屬片、及一部分與發(fā)熱體連接的第二金屬片。

據(jù)此，使金屬片組件包括至少兩個金屬片，使得可例如把正、負極性分開來防止短路，并可將發(fā)熱體如LED管芯直接放置在金屬片上作熱導，更使得可直接當作外接電源的插頭，同時達成多種功能，增加用途的廣度。另外，亦可視需求針對散熱片的數(shù)目作變化。

另外，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的第一金屬片包括與發(fā)熱體接觸的部分、環(huán)繞部、及第一電極部。

據(jù)此，可僅以一金屬片達成多種功能，進一步縮小體積，使得散熱支架結(jié)構(gòu)的用途的廣度獲得大幅提升。另外，第一金屬片并非限定于包括與發(fā)熱體接觸的部分、環(huán)繞部、及第一電極部，可依需求形成為包括其他部分。

此外，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的第一金屬片的環(huán)繞部是將長條狀的金屬片折成長邊方向的兩端重疊，將重疊部分固定，而形成為從短邊方向所見時為環(huán)繞形者。

據(jù)此，使第一金屬片呈可均勻?qū)岬男螤?；此外，將重疊部分加以固定，使得第一金屬片不易因受到被埋入射出時的過大的壓力的影響而變形。另外，只要可均勻?qū)?，則亦可視需求改變第一金屬片的形狀或固定方式。

再者，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的第二金屬片包括第二電極部及與第二電極部垂直的與發(fā)熱體連接的部分，使得第二金屬片呈L字形，第二金屬片的與發(fā)熱體連接的部分的面內(nèi)方向是與第一金屬片的與發(fā)熱體接觸的部分的面內(nèi)方向平行，第二金屬片的第二電極部是為第一金屬片的環(huán)繞部所圍繞。

據(jù)此，第二金屬片可例如作為產(chǎn)品應用時外接電源的插頭，同時輔助使來自發(fā)熱體的熱快速導至塑料合成物。當然，亦可視需求改變第二金屬片的形狀，設計不同部分，以提供更多功能。

另外，本發(fā)明的一態(tài)樣的散熱支架結(jié)構(gòu)所包括的塑料合成物是形成為具有固定用溝槽或固定孔。

據(jù)此，可運用固定用溝槽或固定孔結(jié)合其他手段，以進一步擴充功能。另外，可依需求就塑料合成物之外形作設計，并非限定于形成固定用溝槽或固定孔。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)的仰視圖。

圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D是于本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)結(jié)合其他手段作散熱的示意圖。

圖4是圖1的A-A線剖面圖。

圖5是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的金屬片組件的立體圖。

圖6是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的多個第一金屬片的折彎制程的俯視下的示意圖。

圖7是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的單個第一金屬片的折彎制程的示意圖。

圖8是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)的制造流程圖。

圖9A及9B是示出本發(fā)明的一實施形態(tài)下的模具與金屬片組件的結(jié)合方式的俯視圖。

圖10是示出本發(fā)明的一實施形態(tài)下的進行埋入式射出成型的器具的剖面圖。

圖11是就本發(fā)明的一實施形態(tài)下的塑料合成物與金屬片組件的結(jié)合情形作繪示的示意圖。

【符號說明】

1：散熱支架結(jié)構(gòu)

2：金屬片組件

21：第一金屬片

211：第一金屬片的一部分

212：環(huán)繞部

213：第一電極部

22：第二金屬片

221：第二電極部

222：第二電極部的一部分

3：塑料合成物

31：固定用溝槽

32：固定孔

4：模具

41：固定柱

【具體實施方式】

以下，參照圖式下說明本發(fā)明的一實施形態(tài)。

圖1是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)1的立體圖。

如圖1所示，散熱支架結(jié)構(gòu)1包括金屬片組件2及包覆金屬片組件2的塑料合成物3。此處，塑料合成物3并非將金屬片組件2完全包覆，而是使金屬片組件2的上表面露出，以供與發(fā)熱體如LED管芯(裸晶)直接接觸，從而迅速將來自發(fā)熱體如LED管芯的熱傳導至整個金屬片組件。

金屬片組件2的材質(zhì)可為導熱性優(yōu)良的任何金屬，例如銀、銅、金、鋁、鎢等，亦可為含導熱性優(yōu)良的金屬的合金。其中，銅的導熱性優(yōu)于金、鋁、鎢等，且價格低于銀，故金屬片組件的材質(zhì)為銅較佳。銅的情況下，熱導率為例如390～401W/mK程度。

塑料合成物3可包含導熱率為例如11W/mK程度的在導熱方面優(yōu)良的任何材料。于本發(fā)明的一實施形態(tài)下，塑料合成物3包含例如聚碳酸酯塑料及碳黑(黑鉛)復合材料等。

于本發(fā)明的一實施形態(tài)下，是透過金屬片組件2與塑料合成物3的結(jié)合，而對于發(fā)熱體如LED管芯作散熱，此原因在于金屬片組件2的導熱效果加上塑料合成物3，形成一個完整的散熱支架，而塑料合成物3在外觀、重量、價格、體積的可變性方面優(yōu)于金屬，故透過兩者的結(jié)合可在不損及散熱性下增加導熱支架結(jié)構(gòu)1的用途的廣度。

另外，于同圖中，塑料合成物3是形成為具有固定用溝槽31及固定孔32。固定用溝槽31除了透過與其他固定件的結(jié)合而發(fā)揮固定功能外，亦可被利用于透過如與其他金屬件接觸而進一步就來自發(fā)熱體如LED管芯的熱作導熱，從而提升散熱效果。固定孔32是用作為例如光罩用固定孔，且如同固定用溝槽31，其亦可被利用于透過如與其他金屬件接觸而進一步就作來自發(fā)熱體如LED管芯的熱作導熱，從而提升散熱效果。

以下，參照圖1、圖2、圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D，說明有關(guān)于運用固定用溝槽31及固定孔32與其他手段的結(jié)合，從而進一步提升散熱效果者。

圖2是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)1的仰視圖。圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D是于本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)結(jié)合其他手段作散熱的示意圖。

如圖1及圖2所示，于散熱支架結(jié)構(gòu)1設定數(shù)個溫度測試點T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7及T8。其中，溫度測試點T1是設定于導熱支架結(jié)構(gòu)1的上表面；溫度測試點T2、T3、T4及T5是設定于導熱支架結(jié)構(gòu)1的側(cè)面，溫度測試點T2與T5對向，溫度測試點T3與T4對向；T6、T7及T8是設定于導熱支架結(jié)構(gòu)1的與設有固定用溝槽31及固定孔32的表面對向的面。測試結(jié)果及參數(shù)如表一所示

[表一]

試驗樣品:#1(白光)

單位:℃

單位：℃

如表一所示，消耗功率6.753瓦特，700毫安時，溫度測試點T6測得的溫度為94.1℃，溫度測試點T1測得的溫度為85.2℃，溫度測試點T5測得的溫度為76.3℃。消耗功率7.92瓦特，800毫安時，溫度測試點T6測得的溫度為111.2℃，溫度測試點T1測得的溫度為100.3℃，溫度測試點T5測得的溫度為88.4℃。消耗功率9.146瓦特，900毫安時，溫度測試點T6測得的溫度為125℃，溫度測試點T1測得的溫度為111.6℃，溫度測試點T5測得的溫度為97.3℃。消耗功率10.597瓦特，1000毫安時，溫度測試點T6測得的溫度為130.8℃，溫度測試點T1測得的溫度為115.9℃，溫度測試點T5測得的溫度為100℃。

其次，如圖3A所示，將2支5mm*3.5mm*47mm方型鋁柱插入于固定用溝槽31后，消耗功率9.146瓦特，900毫安下，溫度測試點T6測得的溫度為113.7℃，溫度測試點T1測得的溫度為106.7℃，溫度測試點T5測得的溫度為84.7℃，溫度明顯下降。

再者，如圖3B所示，將3支45mm*3mm圓型鋁柱插入于固定孔32后，消耗功率9.146瓦特，900毫安下，溫度測試點T6測得的溫度為111.8℃，溫度測試點T1測得的溫度為97.3℃，溫度測試點T5測得的溫度為82.3℃，溫度亦明顯下降。

此外，如圖3C所示，將3支15mm*3mm圓型鋁柱插入于固定孔32后，消耗功率9.146瓦特，900毫安下，溫度測試點T6測得的溫度為113.7℃，溫度測試點T1測得的溫度為106.1℃，溫度測試點T5測得的溫度為86.3℃，溫度亦明顯下降。

再者，如圖3D所示，將3支15mm*3mm圓型鋁柱插入于固定孔32，再加上60mm*60mm*0.2mm的鋁片后，消耗功率9.146瓦特，900毫安下，溫度測試點T6測得的溫度為109.2℃，溫度測試點T1測得的溫度為99℃，溫度測試點T5測得的溫度為81℃，溫度明顯進一步下降。

如此，得知固定用溝槽31及固定孔32皆可被利用于透過如與其他金屬件接觸而進一步就作來自發(fā)熱體如LED管芯的熱作導熱，從而提升散熱效果。

于本發(fā)明的一實施形態(tài)下，塑料合成物3是形成為具有固定用溝槽31及固定孔32，惟并非限定于此等，可依需求就塑料合成物3之外形作設計。

以下，參照圖4及5進一步說明關(guān)于在本發(fā)明的一實施形態(tài)下的金屬片組件2。

圖4是圖1的A-A線剖面圖。圖5是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的金屬片組件2的立體圖。

如圖4及5所示，本發(fā)明的一實施形態(tài)下的金屬片組件2包括第一金屬片21及第二金屬片22。第一金屬片21及第二金屬片22是分別形成為不同形狀，以分別依所需提供相同或不同功能。

具體而言，如圖4及5所示，第一金屬片21包括供以與發(fā)熱體如LED管芯直接接觸用的部分211、供于均勻?qū)嵊玫沫h(huán)繞部212、及第一電極部213。另外，如圖5所示，環(huán)繞部212的兩端是分別形成為具有連接用孔H。關(guān)于連接用孔H，于后進一步說明。

另外，如圖4所示，第二金屬片22是呈L字形，包括第二電極部221及與第二電極部221垂直的與發(fā)熱體如LED管芯連接的部分222。

如前所述，若使用單一金屬片則又回歸于傳統(tǒng)的使用方式，將其LED先制作成鋁基板，再鎖在單一金屬片上，且又需額外把正負極性焊線外接電源，因單一金屬片上為導通，若接上正負電源即短路。

因此，在本發(fā)明的一實施型態(tài)下，是使金屬片組件2包括至少兩個金屬片，亦即第一金屬片21及第二金屬片22，使得可例如把正、負極性分開來防止短路，并可將發(fā)熱體如LED管芯直接放置在第一金屬片21上作熱導，第二金屬片22可例如作為產(chǎn)品應用時外接電源的插頭，同時輔助使來自發(fā)熱體的熱快速導至塑料合成物，因而同時達成多種功能，增加用途的廣度。

以下，參照圖6～10而說明關(guān)于散熱支架結(jié)構(gòu)1的制程。圖6是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的多個第一金屬片21的折彎制程的俯視下的示意圖。圖7是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的單個第一金屬片21的折彎制程的示意圖。圖8是本發(fā)明的一實施形態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)1的制造流程圖。圖9A及9B是示出本發(fā)明的一實施形態(tài)下的模具4與金屬片組件2的結(jié)合方式的俯視圖。圖10是示出本發(fā)明的一實施形態(tài)下的進行埋入式射出成型的器具的剖面圖。

首先，多個第一金屬片21是依序歷經(jīng)治具完成、鍍鎳、局部鍍金、切割、沖壓而形成為如圖6及7最上面所示者。然后，依序如圖6及7的第2至4個所示者，進行一次折弧、二次折彎、三次折圓而形成為從短邊方向所見時屬大致環(huán)繞形者，且如圖6所示的兩個H孔重疊。最后，對于重疊部分的連接用孔H以鉚釘加以固定。

另外，第二金屬片22是依序歷經(jīng)治具完成、鍍鎳、鍍金、沖壓、切割、折彎等而形成為如圖4及5所示者。

然后，依示于圖9的流程，首先準備如圖10所示的具有固定手段的模具4(步驟S1)，其次將如前述制成的第一金屬片21與第二金屬片22固定埋入于模具4中(步驟S2)，接著加入塑料合成物3而于如圖10所示者進行埋入式射出成型(步驟S3)，從而形成如圖1所示的散熱支架結(jié)構(gòu)1。

在本發(fā)明的一實施形態(tài)下，如圖9A及9B所示，固定手段是于模具4中配合金屬片組件2而架設多個固定柱41，以防止埋入射出時的壓力太大導致金屬片組件2變形及移位而造成導熱不均，以防止散熱效果的降低。然而，本發(fā)明的固定手段并非限于架設固定柱，只要可達成上述功效，則可采取各種方式。

另外，在本發(fā)明的一實施形態(tài)下，就第一金屬片21，是對于重疊部分的連接用孔H以鉚釘加以固定，固定方便且快速，亦不易受到被埋入射出時壓力過大而變形。然而，形成第一金屬片21的環(huán)繞部212的方式，只要可達成上述功效，則可采取各種方式。

例如，亦可設計成一體成形。如此，即不需要任何如前述使用鉚釘方式的固定方式，使得可讓受熱更快更均勻。

再者，在本發(fā)明的一實施形態(tài)下，就硬度須大于塑料合成物方面及成品的精密度方面而言，模具4是采用鋼模較佳。然而，只要可達成上述功效，則可采取其他材質(zhì)的模具。

如前述形成散熱支架結(jié)構(gòu)1后，返回圖5，第二金屬片22的與發(fā)熱體如LED管芯連接的部分222的面內(nèi)方向是與第一金屬片21的與發(fā)熱體如LED管芯接觸的部分211的面內(nèi)方向平行，且第二金屬片22的第二電極部221是為第一金屬片21的環(huán)繞部212所圍繞。

據(jù)此，第二金屬片22可例如作為產(chǎn)品應用時外接電源的插頭，同時輔助使來自發(fā)熱體的熱快速導至塑料合成物。當然，亦可視需求改變第二金屬片22的形狀，設計不同部分，以提供更多功能。

圖11是就本發(fā)明的一實施形態(tài)下的塑料合成物與金屬片組件的結(jié)合情形作繪示的示意圖。

如圖11所示，依上述方式形成散熱支架結(jié)構(gòu)1，使得金屬片組件2能與塑料合成物3無縫結(jié)合，發(fā)熱體如LED管芯所產(chǎn)生的熱迅速經(jīng)由金屬片組件2傳導至塑料合成物3，散熱效果獲得提升。

一般而言，需要導熱或散熱的情況下，為了要使兩種物質(zhì)接觸且提高兩者之間的接觸面積進而達到最佳的導熱效果，會運用例如導熱膏或?qū)釅|片等媒介。然而，無論運用何者，終究為透過媒介以導熱，并無法達到完全接觸的效果。因此，本實施型態(tài)下的散熱支架結(jié)構(gòu)1透過埋入式射出成型使金屬片組件2與塑料合成物3無須透過任何媒介以達到完全接觸，使導熱效果發(fā)揮至最大，因而可將例如高功率發(fā)光二極管工作時的熱能有效且迅速導出，使其效能更佳，壽命更長，體積小，進而提升用途廣度，且增加使用方便性。

另外，如前述形成散熱支架結(jié)構(gòu)1后，金屬片組件2能以不同金屬片，亦即第一金屬片21及第二金屬片22分別提供發(fā)熱體如LED管芯例如直接放置的位置P1及焊線的位置P2。另外，如圖1及11所示，如前述形成散熱支架結(jié)構(gòu)1后，并非塑料合成物3將金屬片組件2完全包覆，而是使金屬片組件的上表面露出，以供與發(fā)熱體如LED管芯直接接觸，以迅速將來自發(fā)熱體如LED管芯的熱傳導至整個金屬片組件2。

依以上本發(fā)明的一實施形態(tài)，即可提供一種散熱支架結(jié)構(gòu)及其制造方法，可將發(fā)熱體如高功率發(fā)光二極管工作時的熱能有效且迅速導出，使其效能更佳，壽命更長，體積小，進而提升用途廣度，且增加使用方便性。

以上，雖就本發(fā)明基于以上實施形態(tài)而具體說明，惟本發(fā)明是非限定于前述實施形態(tài)者，在不脫離其要旨的范圍可作各種修飾、變更。