高照度表面粘著型led的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種LED燈泡的散熱結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種具高散熱效率的高照度表面粘著型(SMD)LED模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]作為高照度之發(fā)光二極管(LED)照明(照度LUX大于60-100W鎢絲燈泡)，LED業(yè)者大都釆用高流明芯片之大功率LED (例如Lumileds公司所生產(chǎn)的K2系列LED)作為光源。圖1顯示一種慣用K2系列LED10，其中底座12的內(nèi)部具有一導(dǎo)熱銅柱14用以提供LED芯片15承載，使得高流明芯片15產(chǎn)生之高熱可經(jīng)由導(dǎo)熱銅柱14的導(dǎo)熱底部16來作大面積的導(dǎo)熱，且該K2系列LED 10具有2-4個焊接端子18，此些端子18可用導(dǎo)電并協(xié)助導(dǎo)熱及散熱。
[0003]由于內(nèi)部封裝有芯片的表面粘著型(SMD) LED的制作機(jī)器、模塊及造價成本，相較于K2系列LED相對便宜，且終端使用易于加工，因此，SMD業(yè)者無不朝小尺寸、高電流及高流明芯片之SMDLED發(fā)展，以求瓜分具高散熱效率的高照度LED市場。圖2與圖3顯示一種慣用LED20，其中金屬基板22的上端面設(shè)有一可導(dǎo)熱的纖維絕緣層24，該纖維絕緣層24的外端面設(shè)有分隔的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔25、25-1，而SMD LED 26的封裝體底面設(shè)有正、負(fù)極之二導(dǎo)電導(dǎo)熱電極28、28-1，該二電極28、28-1個別固接在分隔的二導(dǎo)電銅箔25、25_1上以構(gòu)成導(dǎo)電通路。該纖維絕緣層24雖然可以導(dǎo)熱，但由于其導(dǎo)熱系數(shù)與金屬材料之導(dǎo)熱系數(shù)相差甚大，因此會降低該導(dǎo)電銅箔傳遞至該金屬基板22的導(dǎo)熱。更因SMD LED 26固設(shè)在金屬基板22后，只能藉由二電極28、28-1 (正、負(fù)極金屬焊點)來導(dǎo)電和導(dǎo)熱，所以散熱效率遠(yuǎn)不如圖1之K2系列LED 10 ;此外，該導(dǎo)電銅箔的上端面通常會覆以披覆(如白漆)以防止氧化，造成熱效果更為不良。
[0004]在SMD LED的終端使用要取得進(jìn)展，首要條件須先將流明及照度進(jìn)階達(dá)到各種傳統(tǒng)燈泡之流明或照度，才能在高照度照明這一區(qū)塊取得發(fā)展。再者，因各種燈具配合使用之燈泡均有其尺寸的局限，因此，作為要取代傳統(tǒng)燈泡型之SMD LED燈泡均需限縮在原有傳統(tǒng)燈泡的尺寸內(nèi)。從而，唯有在符合原有傳統(tǒng)燈泡尺寸之下先提高SMD LED的流明與照度，接著必需使SMD LED結(jié)構(gòu)能有效地散熱以達(dá)到LED光衰之標(biāo)準(zhǔn)。否則將會限縮SMD LED終端使用的遠(yuǎn)景。
[0005]緣此，研發(fā)一種適用于高照度SMD LED的高散熱結(jié)構(gòu)，實是LED業(yè)者即需努力的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于上述課題，本發(fā)明目的即在提供一和高照度SMD LED的散熱結(jié)構(gòu)，其包含一基板、至少一 SMD LED及至少一鉚釘。該基板包含在一厚度方向相對的上端面與下端面，該基板的上端面設(shè)有分隔的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔。該SMD LED的底面設(shè)有正、負(fù)極之二導(dǎo)電導(dǎo)熱電極，該二電極個別固接在該基板的二導(dǎo)電銅箔上以構(gòu)成導(dǎo)電通路。至少一結(jié)合孔設(shè)在鄰近該SMD LED的其中一導(dǎo)電銅箔上，該結(jié)合孔沿著該厚度方向貫穿該導(dǎo)電銅箔及該基板的上、下端面。該鉚釘為高導(dǎo)熱的金屬材料制制成且鉚入該結(jié)合孔中將該導(dǎo)電銅箔及該基板鉚接。據(jù)此，固接在該導(dǎo)電銅箔上的該SMD LED的芯片所產(chǎn)生的熱度將可透過該鉚釘傳導(dǎo)至該金屬基板的下端面，而藉由該基板來直接導(dǎo)熱及由基板裸露的下端面來增加散熱。
[0007]在一較佳實施例中，該基板為金屬基板，該基板的上端面設(shè)有一可導(dǎo)熱的纖維絕緣層，該結(jié)合孔沿著該厚度方向貫穿該導(dǎo)電銅箔、該纖維絕緣層及該基板的上、下端面。該基板的下端面懸設(shè)一金屬件，該鉚釘?shù)南露伺c該金屬件鉚合，該金屬件的上表面與該基板的下端面平貼，并在該金屬件與該基板的間隙填充導(dǎo)熱膏，該金屬件的下端設(shè)有散熱管。
[0008]在另一較佳實施例中，該基板為纖維基板且上、下端面設(shè)有分隔且對應(yīng)的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔區(qū)塊，該復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔區(qū)塊之間形成間隙且互不導(dǎo)通，該結(jié)合孔的內(nèi)壁披覆有可導(dǎo)熱的金屬層，該金屬層讓對應(yīng)在該基板之上、下端面的銅箔得以互為導(dǎo)熱。
[0009]關(guān)于本發(fā)明之其它目的、優(yōu)點及特征，將可由以下較佳實施例的詳細(xì)記明并參照所附圖式來了解。
[0010]【附圖說明】:
圖1為一慣用K2系列LED的示意圖。
[0011]圖2顯示一種慣用SMD LED的示意圖。
[0012]圖3顯示圖2之SMD LED的上視圖。
[0013]圖4顯示本發(fā)明第一實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0014]圖5顯示本發(fā)明第二實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0015]圖6顯示本發(fā)明第三實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0016]圖7顯示本發(fā)明第四實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0017]圖8顯示本發(fā)明第五實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0018]圖8a顯不圖8之SMD LED I旲塊的上視不意圖。
[0019]圖8b顯不圖8之SMD LED t旲塊的底視不意圖。
[0020]圖9顯示本發(fā)明第六實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0021]圖1Oa與1b顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0022]圖1la與Ilb顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0023]圖12a與12b顯示依據(jù)本發(fā)明第三實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0024]圖13a與13b顯示依據(jù)本發(fā)明第四實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0025]圖14a與14b顯示依據(jù)本發(fā)明第五實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LE燈泡中的示意圖。
[0026]圖15a與15b顯示依據(jù)本發(fā)明第六實施例的SMD LED模應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0027]圖16至20系顯示在一 LED燈泡中包含本發(fā)明第一至第六實施例的SMD LED模塊中的任意兩個的五種實施例的示意圖。
[0028]圖21顯示本發(fā)明第七實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0029]圖22顯示本發(fā)明第八實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0030]圖23顯示本發(fā)明第九實施例之SMD LED模塊的示意圖。
[0031]圖24a與24b顯示依據(jù)本發(fā)明第七實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0032]圖25a與25b顯示依據(jù)本發(fā)明第八實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0033]圖26a與26b顯示依據(jù)本發(fā)明第九實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一高照度LED燈泡中的示意圖。
[0034]圖27與28顯示在一 LED燈泡中包含本發(fā)明第七至第九實施例的SMD LED模塊中的任意兩個的二種實施例的示意圖。
[0035]圖29顯示依據(jù)本發(fā)明第十實施例的SMD LED模塊應(yīng)用在一 LED畫行燈中的示意圖。
[0036]圖29a顯示圖29之畫行燈的上視示意圖。
[0037]【具體實施方式】:
現(xiàn)將僅為例子但非用以限制的具體實施例，并參照所附圖式就本發(fā)明之技術(shù)內(nèi)容說明如下:
圖4顯示本發(fā)明第一實施例之表面粘著型(SMD)發(fā)光二極管(LED)模塊30及其散熱結(jié)構(gòu)。該SMD LED模塊30包含一基板32、至少一 SMD LED 34 (該SMD LED 34的內(nèi)部封裝有LED芯片)以及至少一鉚釘36。在本實施例中，該基板32為金屬基板且包含在一厚度方向相對的上端面38與下端面40，該上端面38設(shè)有一可導(dǎo)熱的纖維絕緣層42，使得該SMDLED 34的正、負(fù)極和該基板32不會導(dǎo)電，該纖維絕緣層42的外端面設(shè)有分隔的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔44。該SMD LED 34的底面設(shè)有構(gòu)成正、負(fù)極之二導(dǎo)電導(dǎo)熱電極46，該二電極46個別固接在其中二分隔的導(dǎo)電銅箔44上以構(gòu)成導(dǎo)電通路。再者，在鄰近該SMD LED 34的其中一導(dǎo)電銅箔44上設(shè)有一結(jié)合孔48，該結(jié)合孔48沿著該厚度方向貫穿該導(dǎo)電銅箔44、該纖維絕緣層42該基板32的上、下端面38、40。
[0038]該鉚釘36為高導(dǎo)熱的金屬材料制成且可為空心或是實心，在本實施例中，該鉚釘36為空心體且鉚入該結(jié)合孔48中將該導(dǎo)電銅箔44、該纖維絕緣層42及該基板32鉚接。具體而論，該鉚釘36的上端50與下端52個別形成擴(kuò)大的凸緣型態(tài)且個別結(jié)合在該導(dǎo)電銅箔44的上端面與該基板32的下端面40。據(jù)此，固接在該導(dǎo)電銅箔44上的該SMD LED34所產(chǎn)生的熱度將可跳過低導(dǎo)熱的纖維絕緣層42，而直接藉由該鉚釘36傳導(dǎo)至該金屬基板32的下端面40 (此下端面40無披覆)，允許該金屬基板32的裸露下端面40來增加散熱，因而，可避免SMD LED 34的芯片熱度累積在該銅箔44與該金屬基板32中導(dǎo)致LED的光衰。再者，該正負(fù)極銅箔44與該鉚針36的接觸地方可以形成良好接觸，無須再覆以披覆。
[0039]圖5顯示本發(fā)明第二實施例之SMD LED模塊30及其散熱結(jié)構(gòu)。在本實施例中，該基板32為金屬基板且該基板32的上、下端面38、40個別設(shè)有一可導(dǎo)熱的纖維絕緣層42，各纖維絕緣層42的外端面設(shè)有分隔的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔44，其中位在下端面40的導(dǎo)電銅箔44為全面裸露(不覆蓋任何披覆)；再者，在鄰近該SMD LED 34的其中一處或是數(shù)處(單極處)導(dǎo)電銅箔44上設(shè)置結(jié)合孔48，該結(jié)合孔48沿著該厚度方向貫穿該基板32該二纖維絕緣層42及位在上、下端面38、40導(dǎo)電銅箔44，且利用該鉚釘36鉚入該結(jié)合孔48中將該導(dǎo)電銅箔44、該二纖維絕緣層42及該基板32鉚接。據(jù)此，該SMD LED 34的芯片所產(chǎn)生的熱度將可直接藉由該鉚釘36由上端面38的導(dǎo)電銅箔44傳導(dǎo)至該下端面40的導(dǎo)電銅箔44(此下端面40之銅箔44為整面裸露)，以加速導(dǎo)熱來得到大面積的散熱效果。
[0040]圖6顯示本發(fā)明第三實施例之SMD LED模塊30及其散熱結(jié)構(gòu)，在本實施例中，系在第一實施例之基板32的下端面40懸設(shè)一金屬板54 (例如銅板),且該鉚釘36的下端52與該金屬板54鉚合，因而，利用該金屬板54暴露于空氣中的上、下表面可增加快速導(dǎo)熱及增大散熱面積。圖7顯示本發(fā)明第四實施例之SMD LED模塊30及散熱結(jié)構(gòu)，在本實施例中，系在第二實施例之基板32的下端面40懸設(shè)一金屬板54 (例如銅板)，且該鉚釘36的下端52與該金屬板54鉚合。利用該金屬板54暴露于空氣中的上、下表面可增加快速導(dǎo)熱及增大散熱面積。具體而論，該SMD LED 34所產(chǎn)生熱度可藉由導(dǎo)電銅箔44導(dǎo)熱至該鉚釘36的上端50凸緣，且沿著位于該結(jié)合孔48中的鉚釘部位導(dǎo)熱至懸設(shè)于該基板32的該金屬板54來散熱。由于該金屬板54系懸設(shè)于該基板32 (亦即該金屬板54的上端面與該基板32的下端面之間形成一空間以利散熱)，因此該金屬板54的上、下端面可以做大面積的散熱。
[0041]圖8、8a、8b顯示本發(fā)明第五實施例之SMD LED模塊30及其散熱結(jié)構(gòu)。在本實施例中，系在第一實施例之基板32的下端面40平設(shè)一金屬件56 (例如銅件)，該纖維絕緣層42的外端面設(shè)有分隔的復(fù)數(shù)導(dǎo)電銅箔44A、44B，且以復(fù)數(shù)鉚釘36將導(dǎo)電銅箔、纖維絕緣層42、基板32及金屬件56鉚接，使得該金屬件56的上表面57與該基板32的下