专利名称：热阻并联式led光源及包含该热阻并联式led光源的灯具的制作方法
热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED光源的灯具
技术领域：
本发明是关于一种LED灯具，尤指一种包含有热阻并联式LED光源的灯具及该 热阻并联式LED光源设计。
背景技术：
LED (发光二极体)具有体积小、效率高、反应时间快、产品寿命较其他光源长 以及不含对环境有害的汞等功用，为现今照明产品的主要产品之一。LED随着LED晶片的发光功率的提升，其产生热相对提高。由于散热问题会影 响LED发光效率、产品稳定度以及使用寿命等，故散热设计为LED相关产品之研发中， 为一项重大的问题。目前习知的LED模组应用于照明产品(如灯具)等，为使其产生的热得以散发， 如图12所示，其主要使用一组铝基板式LED模组5以及作为散热机构之散热片6，前述 铝基板式LED模组5之LED元件50是设于铝基板52上，该散热片6抵接铝基板52底 面，如此令LED元件50中的LED晶片产生热向下传导至铝基板52，再由铝基板52热传 导至该散热片6。如图13所示的等效热阻示意图，其中，R/代表铝基板式LED模组5的晶片 PN介面(PNjunction of die) 一直到铝基板52底面之间的热阻值；而R2则代表铝基板52 底面与散热片6之间的热阻值。于是由等效热阻示意图来看，最后PN介面到散热片6之 间的热阻总值则为R = R1' +R2。此单向热传导的散热机构，存在热阻偏高，造成散热 效能不佳之缺点。
发明内容本发明之主要目的在于提供一种热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED 光源的灯具，希藉此设计，解决现有LED灯具之LED模组产生的热能仅能单向传导散热 不良的缺点。为达成前述之目的，本发明所设计的热阻并联式LED光源是包含一 LED模组，其主要包含一具有导热性的基座，于基座中绝缘设置复数电极脚 延伸至基座下表面，于基座上表面粘着至少一 LED晶片与电极脚电性连接，且于基座上 表面形成一透光体将所述LED晶片包覆于内；一第一散热构件，系接触基座的上表面，第一散热构件中具有一贯穿孔，透光 体对应置于该贯穿孔中；以及一第二散热构件，系接触基座的下表面，第二散热构件具有至少一通孔，电极 脚穿过所述的通孔中，藉此，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件 与第二散热构件，达到并联式散热功能。本发明另一设计包含该热阻并联式LED光源的灯具包含一组如上所述的热阻并 联式LED光源、一电路板、一灯具后盖以及一灯罩，该电路板电性连接该热阻并联式LED光源的电极脚，该灯具后盖提供该电路板置设其中，该灯罩将该热阻并联式LED光 源罩盖于内。本发明藉由前揭热阻并联式LED光源以及包含该热阻并联式LED光源的灯具设 计，其主要的特点在于利用第一散热构件与第二散热构件分别接触LED模组的基座上表 面及下表面，而成热阻并联的构造，如此，LED晶片所产生的热即能同时双向分别传导 至第一散热构件与第二散热构件，及减少热阻，藉此低热阻的构造设计，使LED光源可 以在良好散热结构下充分发挥其发光效能，以及具有较长的使用寿命。
图1为本发明热阻并联式LED光源之一较佳实施例的立体分解示意图。图2为图1所示热阻并联式LED光源较佳实施例的组合剖面示意图。图3为图1所示热阻并联式LED光源较佳实施例的等效热阻示意图。图4为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第一较佳实施例的立体分解示意 图。图5为图4所示包含热阻并联式LED光源的灯具第一较佳实施例的组合剖面示 意图。图6为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第二较佳实施例的立体分解示意 图。图7为图6所示包含热阻并联式LED光源的灯具第二较佳实施例的组合剖面示 意图。图8为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第三较佳实施例的立体分解示意 图。图9为图8所示包含热阻并联式LED光源的灯具第三较佳实施例的组合剖面示 意图。图10为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第四较佳实施例的立体分解示意 图。图11为图10所示包含热阻并联式LED光源的灯具第四较佳实施例的组合剖面 示意图。图12为习知铝基板式LED模组及其串联式散热机构的立体分解示意图。图13为图12所示习知铝基板式LED模组及其串联式散热机构的等效热阻示意 图。主要元件符号说明1热阻并联式LED光源10 LED 模组 101 基座102电极脚103 LED晶片104透光体11第一散热构件111贯穿孔112 灯杯12第二散热构件121通孔
122散热鳍片123散热孔2电路板3灯具后盖30灯泡接头31盖体311散热槽32 盖部4灯罩40透光部41 罩框5铝基板式LED模组50 LED元件52铝基板6散热片
具体实施方式
本发明是包含一种热阻并联式LED光源以及一种包含热阻并联式LED光源的灯 具，其中，如图1及图2所示，是揭示本发明热阻并联式LED光源1之一较佳实施例， 所述的热阻并联式LED光源1主要是包含一 LED模组10、一第一散热构件11以及一第 二散热构件12，其中该LED模组10主要是包含一基座101、复数电极脚102、至少一 LED晶片 103以及一透光体104，该基座101是导热材质所成形的构件，其具有一上表面以及一下 表面；该复数电极脚102系绝缘设置于基座101中，且伸出基座101的下表面；所述的 LED晶片103系粘着于基座101的上表面，所述LED晶片103并与电极脚102电性连接， 于本较佳实施例，LED晶片103系以金属导线电性连接电极脚102;该透光体104系成形 于基座101上表面，将所述LED晶片103及导线包覆于内。该第一散热构件11系导热材质所成形的构件，第一散热构件11系接触基座101 的上表面，第一散热构件11中具有一贯穿孔111，透光体104对应置于该贯穿孔111中。该第二散热构件12系导热材质所成形的构件，第二散热构件接触基座101的下 表面，第二散热构件12具有至少一通孔121，电极脚102穿过所述的通孔121中，其中 通孔121为一个时，该通孔121可供该复数电极102脚一同穿过其中，当通孔121为多个 时，每一通孔121提供一电极脚102穿过其中；所述第一散热构件11与第二散热构件12 之间可以复数螺丝加以锁固。前述热阻并联式LED光源1主要系利用第一散热构件11、第二散热构件12分别 接触LED模组10的基座101上表面及下表面，藉此使LED晶片103点亮时产生的热可 双向同时分别热传导至第一散热构件11与第二散热构件12，达到并联式散热功能。如图3所示的等效热阻示意图，其中，Rl代表LED模组10的晶片PN介面)一 直到基座101之间的热阻值；而基座101分别与第一散热构件11、第二散热构件12之间 的热阻值皆以R2代表。于是由等效热阻示意图来看，因为第一散热构件11及第二散热构 件12分别提供了不同的热传路径，所以热流可同时分别由两种路径来传导至散热构件， 形成了热阻并联的等效功能，该等效功能使得原热阻R2降低一半成为R2/2;最后PN介 面到第一散热构件11及第二散热构件12之间的热阻总值则为R = R1+CR2/2)。由上式 与习知相比，可明显看出第二项由原本的R2变成R2/2，热阻并联式的光源结构因此大大降低其热阻，而提升其散热能力。另外，除了上式总热阻公式的第二项R2可因此发明结构而降低之外，我们进一 步探讨此式中第一项Rl与R1’的不同。首先我们先回到习知的铝基板式LED模组应用 于照明产品的热阻示意图13。其中R1’又可以细部分解为晶片PN介面与晶片基板 (Substrate of die)间的热阻(rl)、晶片基板(Substrate of die)与银胶(silver paste)间的热阻 (r2)，以及银胶(silver paste)与基座(Base)间的热阻(r3) ； LED元件50之基座(Base) 与焊锡层之间具有热阻(r4)，焊锡层与铝基板52顶面之铜层(CopperlayerofMCPCB)间 具有热阻(r5)；于铝基板52其铜层(CopperlayerofMCPCB)与绝缘层(Insulatelayerof MCPCB)间具有热阻(r6)、绝缘层与其铝层(Aluminum ofMCPCB)间具有热阻(r7)。其 中，我们可以把rl、r2及r3的加总视为此传统习知LED元件50所造成的热阻值；r4、 r5、r6及r7则可视为铝基板52所造成之热阻值。因此，若把热阻R1，予以细部分解，则热阻Rl，= rl+r2+r3+r4+r5+r6+r7,故
此习知结构有热阻偏高，造成散热效能不佳之缺点。再反观本发明LED模组10的热阻值Rl细部分解，包含有晶片PN介面与晶片 基板间的热阻(rl)、晶片基板与银胶间的热阻(r2)，以及银胶与基座(base)间的热阻 (r3),贝Uri = rl+r2+r3，与习知结构 rl，= rl+r2+r3+r4+r5+r6+r7 相较之下，亦使热阻 大为降低而散热能力大幅提升。最后总结习知结构中的总热阻值R = Rl，+R2 = (rl+r2+r3+r4+r5+r6+r7) +R2 ； 而本发明结构LED模组10与并联之第一散热构件11、第二散热构件12间具有热阻 (R2/2)，因此总热阻值则R = Rl+(R2/2) =rl+r2+r3+(R2/2)，两者相较之下，确实具 有降低热阻的显著功效。如图4至图11所示，是揭示本发明包含热阻并联式LED光源的灯具之数种较佳 实施例，该灯具主要是包含一组热阻并联式LED光源1、一电路板2、一灯具后盖3以及 一灯罩4，其中所述热阻并联式LED光源1系如图1及图2所示者，该电路板2是与该热阻并 联式LED光源1的电极脚102电性连接，该灯具后盖3提供该电路板2置设其中，该灯 罩4具有可透光材质所成形的透光部，且系设置于灯具后盖3前端，该灯罩4将该热阻并 联式LED光源1罩盖于内。如图4、5所示，是揭示本发明灯具为灯泡型态的第一种较佳实施例，该灯具后 盖3具有一灯泡接头30，灯泡接头30上具有二电连接部电性连接电路板2，且灯具后盖 3于灯泡接头30上端设有一盖体31，提供电路板2以及热阻并联式LED光源1置设其 中，该盖体31上设有复数散热槽311，提供空气对流之用。如图6、7与图8、9所示， 是揭示本发明灯具为灯泡型态的第二、三种较佳实施例，该灯具后盖3同样具有一灯泡 接头30，灯泡接头30上具有二电连接部电性连接电路板2，于灯泡接头30上端具有一盖 部32，该第二散热构件12周边分布设置复数散热鳍片122，并以该复数散热鳍片122后 端连接盖部32，灯罩4接设于该复数散热鳍片122前端。如图10、11所示，是揭示本发明灯具为嵌灯型式的较佳实施例，于热阻并联式 LED光源1中，该第一散热构件11具有一灯杯112，贯穿孔111设于灯杯112底部，并 以灯杯112底部接触LED模组10的基座101上表面，第二散热构件12外环段形成复数散热孔123，提供气流流通之用，灯杯112内表面为一反射面，用以集聚LED模组10所 发出的光朝外投射，灯罩4具有一平板状的透光部40设置于一罩框41中，以罩框41组 设于第一散热构件11上。本发明藉由前述各式灯具设计，使其可外接电源，而令其中热阻并联式LED光 源点亮，该热阻并联式LED光源的LED晶片所产生的热可双向同时分别热传热至第一散 热构件与第二散热构件，并可进一步传导至灯具后盖或散热鳍片等等，使LED晶片所产 生的热得以有效散发，使灯具及其热阻并联式LED光源得以长久使用。综上所述，本发明已具备显著功效增进，并符合专利要件，爰依法提起申请。 本发明虽已于前述实施例中所揭露，但并不仅限于前述实施例中所提及之内容，在不脱 离本发明之精神和范围内所作之任何变化与修改，均属于本发明之保护范围。
权利要求
1.一种热阻并联式LED光源，其包含一 LED模组，其主要包含一具有导热性的基座，于基座中绝缘设置复数电极脚延伸 至基座下表面，于基座上表面粘着至少一 LED晶片与电极脚电性连接，且于基座上表面 形成一透光体将所述LED晶片包覆于内；一第一散热构件，系接触基座的上表面，第一散热构件中具有一贯穿孔，透光体对 应置于该贯穿孔中；以及一第二散热构件，系接触基座的下表面，第二散热构件具有至少一通孔，电极脚穿 过所述的通孔中，藉此，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件与第 二散热构件，达到热阻并联式散热功能。
2.一种包含热阻并联式LED光源的灯具，是包含一组如权利要求1所述的热阻并联 式LED光源、一电路板、一灯具后盖以及一灯罩，该电路板电性连接该热阻并联式LED 光源的电极脚，该灯具后盖提供该电路板置设其中，该灯罩将该热阻并联式LED光源罩 盖于内。
3.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该灯 具后盖具有一灯泡接头以及一设于灯泡接头上的盖体，灯泡接头上具有二电连接部电性 连接电路板，盖体提供电路板及热阻并联式LED光源置设其中。
4.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该灯 具后盖具有一灯泡接头及设于灯泡接头上的盖部，灯泡接头上具有二电连接部电性连接 电路板，该第二散热构件周边分布设置复数散热鳍片，并以该复数散热鳍片后端连接盖 部。
5.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该第 一散热构件具有一内有反射面的灯杯，贯穿孔设于灯杯底部，且以灯杯底部接触LED模 组的基座上表面，灯罩具有一透光部设置于一罩框中，以罩框组设于第一散热构件上。
全文摘要
本发明是一种热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED光源的灯具，所述热阻并联式LED光源系包含一LED模组、一第一散热构件及一第二散热构件，该LED模组于其具有导热性的基座上表面粘着至少一LED晶片，并形成一透光体将所述LED晶片包覆于内，基座中并绝缘设置复数电极脚伸出基座下表面，第一散热构件与二散热构件系分别接触基座的上表面及下表面，而成热阻并联的型态，该热阻并联式LED光源应用于灯具中，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件与第二散热构件，达到并联式散热功能。
文档编号F21V29/00GK102011955SQ20101025003
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者吴定丰, 李伟成, 林季盘, 苏晋锋 申请人:吴定丰, 安提亚科技股份有限公司