专利名称：一种光源及其被动散热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源及其被动散热装置，特别涉及一种发光二极管
(Light Emitting Diode; LED)光源及其被动散热装置。
背景技术：
近几年来，由于LED的照明应用需求，使LED的亮度、功率被积极地 提升。可是，日增的功率且密集的排列，使LED的散热成为LED应用的一 主要问题。若不解决散热问题而让LED的热无法排除，进而使LED的工作 温度上升，会造成发光亮度减弱及使用寿命衰减，因此LED散热问题不容 小觑。
一般现有的LED光源的散热以具有多个鳍片的散热器、热管等手段来 实现，部分甚至加入风扇，这样多种元件的组合会造成高昂的成本以及加重 LED光源的重量。此外，复杂的散热构造，在维修保养上也是一大负担。美 国专利公开号第US20070215328号揭示一种散热装置，该散热装置以热管、 铝挤型鳍片、铜制导热座及铝制导热座等组件所组成，其过多的组件不仅加 重其重量也增加其物料成本。而且多组合件的结合关系也会造成热阻累加的 效应，并进而降低散热的效果。美国专利公开号第US2003024693号揭示一 种将铜与铝密合后，再加工成具有多个鳍片的散热器。此专利揭示的散热器 需较复杂的加工方法，因此会使其加工成本高，且因其使用材料多，故重量 较重。又因其配合风扇操作，而一般风扇的寿命约为15至30千小时，所以 运用在LED冷却的场合时，会因其寿命比LED灯短而产生使用上的不便。
另外，美国专利公开号第US7133284号揭示一种三件分离的铝挤型鳍片 及穿设于其间的热管等所组合的散热器。此专利揭示的散热器由于构件数量 多，因此于制作时，需较多的制造模具。且由于构件多，因此使用材料多且 重量较重。更因为热传导需经由热管，增加热传连结接口，故其热阻高而对 散热有负面效果。美国专利公开号第US5421406号的散热器于一基板上排列
4一列梳子状的针状散热柱。由于散热器是两金属元件共组而成，因此重量偏 重。且因针状散热柱面积较小，造成其热交换效率较低。梳子状的针状散热 柱与基板的连接制程不易控制，容易影响量产速度。
综观上述，除LED散热效率的要求外，随着LED的普及化，其成本要 求必日益严苛，因此每个LED灯具构件的成本必须加以控制，故构件本身 的成本、构件的制造成本必须加以严加控管，方能满足日后市场的要求。再 者，为达一定水平的散热功效而使用沉重的散热器，将使灯具的支撑设计复 杂化与厚实化，除使成本上升外，更会造成且使用上的不便。此外，如铝挤
型等的散热鳍片，会因为使用大小的不同而需制作不同的制造模具，而因不 同应用而制作大量的模具，对成本的影响巨大。由此亦显示使用铝挤型等的 散热鳍片的现有技术缺乏弹性。因此，LED照明产业急需一种具高散热效率、 轻量化及低成本的解决方案。
发明内容
本发明提供一种光源及其被动散热装置，其为一散热鳍片以一固接部贴 着热源的方式进行散热，可减少热源与散热鳍片间的串联热阻，从而提升散 热效率。另一方面，通过本发明的被动散热装置设计，可使该被动散热装置 具有重量轻、元件数量少、简易且使用上具极大的弹性、具扩充性、使用材 料少使得相对成本较低等优点。
本发明一实施例的光源的被动散热装置包含一散热鳍片及至少一个固 接部。该固接部和该散热鳍片的一侧边垂直相接，其中该固接部用于贴着于 该发光二极管的一散热表面。
本发明另一实施例的光源的被动散热装置包含两片散热鳍片及至少一 个固接部。两片散热鳍片以平行方式排列。固接部与所述散热鳍片同侧的两 侧边相连接，其中该固接部用于贴着于该发光二极管的一散热表面。
本发明一实施例的光源包含一二极管发光模块及一被动散热装置。二极 管发光模块包含一电路板及至少一个发光二极管，其中该发光二极管设置于 该电路板上，且该发光二极管包含一散热表面。被动散热装置包含一散热鳍 片及至少一个于该散热鳍片的一侧边垂直相接的固接部，其中该固接部贴着 于该散热表面。本发明另一实施例的光源包含一二极管发光模块及一被动散热装置。被 动散热装置包含两片平行排列的散热鳍片及与所述散热鳍片同侧的两侧边 相连接的至少一个固接部，其中该固接部贴着于发光二极管的散热表面。
本发明的有益技术效果在于，本发明所披露的技术与现有技术相比具有 散热效果比使用铝挤型的散热器更佳、元件数量少、简易且使用具极大的弹 性、具扩充性、使用材料少使得相对成本较低等优点。
图1所示为本发明一实施例的LED光源的立体示意图； 图2所示为图1的局部俯视图； 图3所示为图1的局部侧视图； 图4所示为本发明一实施例的散热鳍片示意图； 图5所示为本发明另一实施例的散热鳍片示意图； 图6所示为本发明又一实施例的散热鳍片示意图； 图7所示为本发明另一实施例的LED光源的立体示意图；及 图8所示为本发明一实施例的环状光源的立体示意图。 其中，附图标记说明如下
100 LED光源 102、 102'电路板 106、 106'、 106"、 106" 108被动散热装置
202孔洞 204a散热表面 208导线层
100'环状光源 104、 104' LED 106""散热鳍片 IIO二极管发光模块 204背面 206接脚
402、 402'、 402" 固接部
具体实施例方式
参照图1， LED光源IOO包含二极管发光模块IIO及多片散热鳍片106， 而该二极管发光模块IIO包含电路板102及多个LED 104。 LED 104嵌设于 电路板102上，且以两排并列的方式沿电路板102长边方向规则地表面黏着 (或可以其它预定的方式表面黏着)。散热鳍片106也依LED 104于电路板102长边方向排列，形成一散热鳍片106阵列，其中两个并列的LED104共享相 同的散热鳍片106以进行散热。
参照图2及图3，电路板102上具有多个比LED 104稍大的孔洞202， 此可使相对应的LED 104嵌设于其中，并让LED 104的背面204 (与发光面 相对)上的一散热表面204a可裸露出电路板102之上(如图3所示)，而 有利于本发明散热结构的施行。LED 104的多个接脚206电性连接于电路板 102的导线层208上，因此可自电路板102获得驱动的电能。 一实施例中， 电路板102可为金属核心印刷电路板(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB)。 一实施例中，LED 104的封装结构将晶粒焊接于一散热基板(sub mount)或散热片(heat sink)上，然后再把晶粒以环氧树脂或高分子保护材 料包覆。
参照图4， LED 104的散热利用设于其上的单一散热鳍片106来提升其 散热的能力，使LED104避免发光亮度减弱及使用寿命衰减。于此一实施例 中，被动散热装置108包含一四边形的散热鳍片106及于该散热鳍片106的 一侧边上设置的至少一个固接部402。固接部402和散热鳍片106垂直相接， 故可使散热鳍片106安置于LED104上时可呈矗立的状态。 一实施例中，该 固接部402与该散热鳍片106可为金属冲压一体成型制成，而该固接部402 可为弯折加工而成。固接部402以贴着的方式固定于LED 104的散热表面 204a，以此达到最大的热传递效果。固接部402可与该散热表面204a大小 相当，然而可依实际散热设计而不以此为限。 一实施例中，固接部402以焊 接方式贴着于该散热表面204a，其中焊接使用的材料为金、银、镍金合金、 镍钯金合金、锡、锡银合金、锡铜合金、或锡银铜合金。以焊接的方式固着， 可使接触表面间的热传效率达到最佳的状态。
参照图l，为节省加工成本，可将散热鳍片106设计具有两个固接部402， 使得两个并列的LED 104可共同利用同一散热鳍片106来提高各自的散热能 力。从此例可得知，只要能符合散热的要求，散热鳍片106可共接于多个LED 104。亦即，本发明揭示的被动散热装置108可弹性设计并应用于各种形式 排列的LED光源100。
综上所述，本发明所揭示的技术分别利用散热鳍片106与LED 104的散 热表面204a直接连接，使LED 104可直接利用个别散热鳍片106散热，因
7此可减少热源与散热鳍片106间的串联热阻。本发明揭示的技术利用散热鳍 片106以自然热对流、热辐射等被动方式散热，无需使用主动方式(强制对 流)即可达到散热的目的；而本发明揭示的技术相较于以强制对流来达到热 传的技术，具有使用上的经济性及轻便性。举例来说，本发明揭示的技术免 用热管、风扇等主动散热元件，故可较铝挤型散热器等使用主动散热元件的 散热器降低重量约50%。除此之外，使用上的弹性亦是本发明所具的最大优 势，亦即传统铝挤型散热器受限于制作模具而无法弹性改变尺寸以适应不同 形式排列发光二极管的光源。本发明所揭示的技术不因使用外型、大小的改 变而必须随之加开额外的模具，其可以简单裁切的方式来满足所有的要求， 故可弹性地满足各种需求。
参照图5，上述的立设于散热鳍片106—侧边的固接部402自散热鳍片 106的单一侧表面延伸。除此之外，固接部402'亦可自散热鳍片106'的两边 侧表面延伸(如箭头方向所示)，使其呈倒T型。如此的设计可縮短固接部 402两端热传距离，而增进热传效率。
参照图6，于大功率LED 104'的应用下，单一散热鳍片106可能不利于 使用，此时可设两个立置的散热鳍片(106"和106"')的方式达到加大散热面 积、提高散热量的效果。两个立置的散热鳍片(106"和106"')的同侧的两侧 边以一固接部402"相连，而通过该固接部402"贴着于其相对应的LED 104' 上，使该LED104'可通过散热鳍片(106"和106"')将产生的热量散出。
参照图7，单一列(行)排列的LED104可设计以每个LED104均具有 其各自的散热鳍片106""来提高散热效率。
参照图8，从一环状光源100'的散热技术的配置方式可看出此技术应用 的弹性及扩充性。本发明揭示的技术因为直接将散热鳍片106直接设置于 LED 104，因此无论LED 104的排列方式如何均可将散热鳍片106弹性地设 置于其上，达到散热的效果，由此可知本发明揭示的技术极具弹性与扩充性。 环状光源100'的LED 104以环型方式排列于电路板102'，因此使接着于其上 的散热鳍片106亦呈现与其相对应的环型排列方式。
总而言之，本发明所披露的技术与现有技术相比具有散热效果比使用铝 挤型的散热器更佳、元件数量少、简易且使用具极大的弹性、具扩充性、使 用材料少使得相对成本较低等优点。
8本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍 可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因 此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离 本发明的替换及修饰，并涵盖在所附的权利要求书所界定的范围内。
权利要求
1.一种光源的被动散热装置，用于一发光二极管散热，该被动散热装置包含一散热鳍片；以及至少一个固接部，和该散热鳍片的一侧边垂直相接，其中该固接部用于贴着于该发光二极管的一散热表面。
2. 根据权利要求1所述的被动散热装置，其中该固接部以焊接方式贴着 于该散热表面。
3. 根据权利要求2所述的被动散热装置，其中该焊接使用的材料为金、 银、镍金合金、镍钯金合金、锡、锡银合金、锡铜合金、或锡银铜合金。
4. 根据权利要求1所述的被动散热装置，其中该散热鳍片及该固接部以 金属冲压一体成型制成。
5. 根据权利要求1所述的被动散热装置，其中该固接部自该散热鳍片的 单一侧表面延伸或两边侧表面延伸。
6. —种光源的被动散热装置，用于一发光二极管散热，该被动散热装置 包含两片散热鳍片，以平行方式排列；以及至少一个固接部，与所述两片散热鳍片同侧的两侧边相连接，其中该固 接部用于贴着于该发光二极管的一散热表面。
7. 根据权利要求6所述的被动散热装置，其中该固接部以焊接方式贴着 于该散热表面。
8. 根据权利要求7所述的被动散热装置，其中该焊接使用的材料为金、 银、镍金合金、镍钯金合金、锡、锡银合金、锡铜合金、或锡银铜合金。
9. 根据权利要求6所述的被动散热装置，其中该散热鳍片及该固接部以 金属冲压一体成型制成。
10. —种光源，包含一二极管发光模块，包含一电路板及至少一个发光二极管，其中该发光 二极管设置于该电路板上，且该发光二极管包含一散热表面；以及一被动散热装置，包含一散热鳍片及至少一个于该散热鳍片的一侧边垂直相接的固接部，其中该固接部贴着于该散热表面。
11 根据权利要求io所述的光源，其中该固接部以焊接方式贴着于该散 热表面。
12. 根据权利要求11所述的光源，其中该焊接使用的材料为金、银、镍 金合金、镍钯金合金、锡、锡银合金、锡铜合金、或锡银铜合金。
13. 根据权利要求IO所述的光源，其中该散热鳍片及该固接部以金属冲 压一体成型制成。
14. 根据权利要求IO所述的光源，其中该电路板为金属核心印刷电路板。
15. 根据权利要求IO所述的光源，其中该固接部自该散热鳍片的单一侧 表面延伸或两边侧表面延伸。
16. —种光源，包含一二极管发光模块，包含一电路板及至少一个发光二极管，其中该发光 二极管设置于该电路板上，且该发光二极管包含一散热表面；以及一被动散热装置，包含两片平行排列的散热鳍片及与所述散热鳍片同侧 的两侧边相连接的至少一个固接部，其中该固接部贴着于该散热表面。
17. 根据权利要求16所述的光源，其中该固接部以焊接方式贴着于该散 热表面。
18. 根据权利要求17所述的光源，其中该焊接使用的材料为金、银、镍 金合金、镍钯金合金、锡、锡银合金、锡铜合金、或锡银铜合金。
19. 根据权利要求16所述的光源，其中该散热鳍片及该固接部以金属冲 压一体成型制成。
20. 根据权利要求16所述的光源，其中该电路板为金属核心印刷电路板。
全文摘要
本发明涉及一种光源及其被动散热装置，该光源的被动散热装置用于一发光二极管散热，包含一散热鳍片及一至少一个固接部。该固接部和该散热鳍片的一侧边垂直相接，其中该固接部可用于贴着于该发光二极管的一散热表面。该光源包含一二极管发光模块，包含一电路板及至少一个发光二极管，其中该发光二极管设置于该电路板上，且该发光二极管包含一散热表面；以及上述被动散热装置。本发明所披露的技术与现有技术相比具有散热效果比使用铝挤型的散热器更佳、元件数量少、简易且使用具有极大的弹性、具有扩充性、使用材料少使得相对成本较低等优点。
文档编号F21V29/00GK101650014SQ200810129730
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者张家诚, 邓彦衢 申请人:先进开发光电股份有限公司