CN201242129Y - 大功率发光二极管灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具大功率发光二极管灯，该灯具有一个以上的散热单元，且散热单元具有多个气流通道，在该散热单元安装发光二极管的表面上设有高导热率电绝缘层，该高导热率电绝缘层上依需要制作金属电路，在金属电路上封装至少一个发光二极管，以使该灯具不需再设置或涂布具高阻热特性的电路基板及散热膏。

Description

大功率发光二极管灯

技术领域

本实用新型涉及一种大功率发光二极管灯，尤指一种无需再另外设置电路基板，本身具散热机构，可以达到良好的散热效果。

背景技术

随着发光二极管(LED)功率的不断提高，其工作时产生的废热量相对增加，因此废热量的排放相对显得重要。纵观目前发光二极管灯具的散热方式，一般为发光二极管工作产生的废热通过电路基板、散热膏与散热器接触排放的方式。

目前发光二极管灯具的散热方式存在下列缺点，可造成发光二极管温度上升、工作效率降低，甚至损坏：1)散热器与发光二极管组件之间，存在绝缘封装用的高热阻高分子层结构；2)发光二极管系安装在高热阻绝缘的聚脂电路基板上；3)使用高热阻散热膏于各结构层间。

目前，解决上述问题的方式，大多以加大散热器面积或增加风扇转速的方式来增加散热效率，但仅是以增加散热器终端的效率为改善对策，对于发热源(即发光二极管)至散热终端(即散热器)间所产生之热传导效率问题并未有效且合理的改善或解决。

现有技术中，在克服上述散热问题的发展上有几种方式：

技术一，如日本专利JP2004-200347，然该技术只改善发光二极管内部的散热结构，对于发光二极管外部之高热阻绝缘封装层的热堵塞堆积状况，亦未能有效解决。

技术二，如日本专利JP平5-347369，该技术虽改善了发热电子组件的上部封装层散热问题，但对于下部高热阻绝缘电路板与散热胶接口缺陷的问题，也未能提供解决方法。

技术三，如中国专利CN1545148，公开了一种将该大功率发光二极管贴装在金刚石基板上的散热结构之技术，然该技术使用多层散热胶于各结构层间，以期达成热传导目的。实际实施使用时却显示，每增加一接口会因增加气泡、杂质、材料缺陷等因素造成热阻的提高，因此上述新型在降低热阻信道、降低导热结构复杂度、接口数量与确保散热胶接口气泡等项目，均仍未合理解决热传导的整体性问题。

发明内容

本实用新型的目的，在于提供一种灯体本身即为一散热机构，并于其上直接制作金属电路，无需再另外设置电路基板，降低各结构层间的阻热状态，达到将热源快速排出功效的大功率发光二极管灯。

本实用新型的技术方案如下。

一种大功率发光二极管灯，包括：

一散热单元，具有多个气流通道及一吸热端与一发热端；

一高导热率电绝缘层，层积于该散热单元的吸热端；

一金属电路，系被制作于该高导热率电绝缘层上；及

至少一个发光二极管，系被封装于该金属电路上。

较佳为，该散热单元的吸热端系在平面、凹面或凸面中选择其一种方式设计。

大功率发光二极管灯的另一种设计，包括：

一散热单元，其具有数多气流通道及一吸热端与一发热端；及至少一个灯体，灯体可拆卸式结合于散热单元上，灯体表面上制作有高导热率电绝缘层，该高导热率电绝缘层上再依需求制作金属电路，于该金属电路上封装至少一个发光二极管，发光二极管被表面封装于电绝缘层与金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座接触的封装。

较佳为，该灯体的表面是在平面、凹面或凸面中选择其一种方式。进一步地，在该灯体与该散热单元间可设热管或致冷芯片。

上述二实施例中，该导热率电绝缘层系在蒸镀、溅镀、压模、注射、网印、烧结或喷涂中选择其一种方式积层制作而成一金属电路，被制作于该高导热率电绝缘层上；及至少一个发光二极管，系被表面封装于电绝缘层与金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座接触的封装。该高导热率电绝缘层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅、金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

上述二实施例中，该气流通道至少具有二相对应之开口，并以此与外界相通。

上述二实施例中，该气流通道与上下方向垂直轴线间之夹角介于0～60度之间。

上述二实施例中，该散热单元之发热端表面设有在微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙选择其中一种之微结构，并于该微结构表面以蒸镀、溅镀、电镀、烧结或喷涂中选择其一种方式积层制作热辐射层。该热辐射层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅、金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

上述二实施例中，该散热单元的发热端具有多个鳍片，该气流通道位于两两鳍片间。该气流通道进一步包括一个开口，该开口与该二相对应之开口相通。该两两鳍片间进一步以封闭面相连设。并在该封闭面上进一步设至少一个进气孔。

上述二实施例中，该鳍片设有在微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙选择其中一种之微结构，并于该微结构表面以蒸镀、溅镀、电镀、烧结或喷涂中选择其一种方式积层制作热辐射层。该热辐射层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅、金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

本实用新型另一种实施例的大功率发光二极管灯，包括：

一散热单元，其具有一吸热端与一发热端，该发热端上设有在微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙选择其中一种的微结构，并在微结构上设热辐射层；

一高导热率电绝缘层，层积于该散热单元的吸热端；

一金属电路，系被制作于该高导热率电绝缘层上；及至少一个发光二极管，系被表面封装于电绝缘层与金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座接触的封装。该高导热率电绝缘层之材质选自金刚石、氮化铝、碳化硅、金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

附图说明

图1为本实用新型大功率发光二极管灯的立体外观示意图；

图2为平板状散热单元设有封闭面时的立体外观示意图；

图3为大功率发光二极管灯应用于路灯时的示意图；

图4为大功率发光二极管灯的立体分解示意图；

图5为封闭面之圆管状散热单元的立体分解示意图；

图6为大功率发光二极管灯的立体分解示意图。

图中：(1)大功率发光二极管灯，(11)散热单元，(111)发热端，(112)鳍片，(113)气流通道，(113a)开口，(113b)开口，(113c)开口，(114)吸热端，(115)封闭面，(116)进气孔，(12)高导热率电绝缘层，(13)金属电路，(14)发光二极管，(O)轴向，(R)径向，(2)大功率发光二极管灯，(21)散热单元，(211)发热端，(212)鳍片，(213)气流通道，(213a)开口，(213b)开口，(213c)开口，(215)封闭面，(216)进气孔，(22)灯体，(221)表面，(222)高导热率电绝缘层，(223)金属电路，(224)发光二极管，(3)大功率发光二极管灯，(31)散热单元，(311)吸热端，(312)发热端，(32)高导热率电绝缘层，(33)金属电路，(34)发光二极管。

具体实施方式

参见图1，在本实施例中，该具大功率发光二极管灯1具有一板状体之散热单元11，该散热单元11的发热端111上设有多个沿着散热单元11轴向(O)方向长出的鳍片112，两两鳍片112间定义一气流通道113，该气流通道113具有二相互对应的开口113a、113b以及与二开口113a、113b连通之第叁开口113c，于该散热单元11的吸热端114上以蒸镀、溅镀、压模、注射、网印、烧结或喷涂方式积层制作高导热率电绝缘层12，该高导热率电绝缘层12之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅或金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

该高导热率电绝缘层12上再依需求制作金属电路13，于该金属电路13上封装至少一个发光二极管14。

大功率发光二极管灯1之散热单元11的吸热端114系采平面、凹面或凸面设计。

参见图2，该具大功率发光二极管灯1进一步令两两鳍片112间以封闭面115连设，利用该封闭面115封闭气流通道113之第叁开口113c，而使该气流通道113因此呈现仅具二相对应之开口113a、113b。该封闭面115上设有至少ㄧ进气孔116。

另，前述散热单元(11)之鳍片(112)表面设有能够增加该散热单元(11)之比表面积的微结构，该微结构系呈微凹孔状、微凸粒状、多孔隙状或海棉体孔隙状；再于微结构表面以蒸镀、溅镀、电镀、烧结或喷涂方式积层制作热辐射层，该热辐射层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅或金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

参见图3，该具大功率发光二极管灯1之散热单元11的鳍片112系沿着散热单元11之径向(R)方向设置，且两两鳍片112间以封闭面115连设。又本实施例之具大功率发光二极管灯1可应用于路灯并界定该散热单元11所具之气流通道113与垂直轴线(Y)间之夹角(θ)介于0～60度之间。

参见图4，该具大功率发光二极管灯1的散热单元11系呈管状体，其之众多鳍片112同样系沿着散热单元11之径向(R)方向长出且此具高散热性发光二极管灯1之散热单元11的封闭面115上设有至少一个进气孔116。

参见图5，该大功率发光二极管灯2具有一散热单元21及一灯体22，且该灯体22系以卸除式与该散热单元21结合；其中该管状体散热单元21的发热端211上具有多个沿着散热单元21之径向(R)方向长出的散鳍片212，两两鳍片212间定义一气流通道213，该气流通道213具有二相互对应的开口213a、213b以及与二开口213a、213b连通之第叁开口213c；该灯体22的表面221系呈平面、凸面或凹面设计，且在该表面221上以蒸镀、溅镀、压模、注射、网印、烧结或喷涂方式积层制作高导热率电绝缘层222，该高导热率电绝缘层222之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅、或金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。该高导热率电绝缘层222上再依需求制作金属电路223，于该金属电路223上封装至少一个发光二极管224，该发光二极管系被表面封装于电绝缘层与金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座接触的封装。

该具大功率发光二极管灯2系进一步令散热单元21之发热端211上的两两鳍片212间以封闭面215连设，一气流通道213被定义由二鳍片212及一封闭面215围设之空间所构成，使该气流通道213具有二相互对应的开口213a、213b。该封闭面215上设有至少一个进气孔216。

另，前述散热单元21之鳍片212表面设有能够增加该散热单元21之比表面积的微结构，该微结构系呈微凹孔状、微凸粒状、多孔隙状或海棉体孔隙状；再于微结构表面以蒸镀、溅镀、电镀、烧结或喷涂方式积层制作热辐射层，该热辐射层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅或金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

前述该散热单元21与灯体22卸除式之结合方式可为以螺纹相互螺接、卡榫卡掣或螺丝锁固。又该大功率发光二极管灯2于该灯体22与该散热单元21间可设热管或致冷芯片(图中未示)，以将灯体22产生之热能快速导出至散热单元21。

较佳为，该散热单元21上卸除式装设多个灯体22，以将本发明之大功率发光二极管灯2应用于汽车车灯上。

参见图6，本实用新型另一实施例，大功率发光二极管灯3，包括：一散热单元31，其具有一吸热端311与一发热端312，发热端312上设微结构，该微结构系呈微凹孔状、微凸粒状、多孔隙状或海棉体孔隙状；再于微结构表面以蒸镀、溅镀、电镀、烧结或喷涂方式积层制作热辐射层，该热辐射层之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅或金刚石上述材料与高分子结合物中至少ㄧ种材料；

一高导热率电绝缘层32，系以蒸镀、溅镀、压模、注射、网印、烧结或喷涂方式积层制作于该散热单元31的吸热端314上，该高导热率电绝缘层32之材质系选自金刚石、氮化铝、碳化硅、或金刚石高分子粉末材料中的至少一种材料。

一金属电路33，依需求于该高导热率电绝缘层32上制作该金属电路33；及至少一个发光二极管34，该发光二极管系被表面封装于电绝缘层32与金属电路33上，或被部份埋入电绝缘层32中并与底部金属散热座接触。

Claims (10)

1.一种大功率发光二极管灯，其特征在于：它包括，

一散热单元，具有多个气流通道及一吸热端和一发热端；

一高导热率电绝缘层，层积于该散热单元的吸热端；

一金属电路，被制作于该高导热率电绝缘层上；以及

至少一个发光二极管，它被表面封装于电绝缘层和金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座相接触。

2.根据权利要求1所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：该散热单元的吸热端可以选择平面、凹面或凸面设计中的一种。

3.根据权利要求1所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：所述散热单元上的气流通道至少具有二相对应之开口，并以此与外界相通，且该散热单元之发热端表面设有增加了表面积的微结构，所述的微结构是在微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙选择其中一种，并于该微结构的表面设有热辐射层。

4.根据权利要求1所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：该散热单元的发热端具有多个鳍片，该气流通道位于两两鳍片间并至少具有二相对应之开口、及该两两鳍片间以封闭面相连设，该封闭面上设有至少一个进气孔。

5.一种大功率发光二极管灯，其特征在于：它包括，

一散热单元，它具有多个气流通道及一吸热端与一发热端；及

至少一个灯体，该灯体可拆卸式结合于散热单元上，该灯体的表面上制作高导热率电绝缘层，该高导热率电绝缘层上依需求可制作金属电路，在该金属电路上封装至少一个发光二极管。

6.根据权利要求5所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：所述散热单元上的气流通道至少具有二相对应之开口，并以此与外界相通，且该散热单元之发热端表面设有增加了表面积的微结构，所述的微结构选自微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙中的一种，在该微结构的表面设有热辐射层。

7.根据权利要求5所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：该散热单元的发热端具有多个鳍片，气流通道位于两两鳍片间并至少具有二相对应之开口及与该二相对应之开口相通的第三开口。

8.根据权利要求5所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：该散热单元的发热端具有多个鳍片，气流通道位于两两鳍片间并至少具有二相对应之开口，该鳍片设有选自微凹孔、微凸粒、多孔隙或海棉体孔隙之一的微结构，所述的微结构表面设有热辐射层。

9.根据权利要求5所述的大功率发光二极管灯，其特征在于：该发光二极管灯在所述的灯体与所述的散热单元之间可设置热管或致冷芯片。

10.一种具大功率发光二极管灯，其特征在于：它包括，

一散热单元，它具有一吸热端与一发热端，该发热端表面具有增加了表面积的微结构，所述微结构的表面设有热辐射层；

一高导热率电绝缘层，层积于该散热单元的吸热端；

一金属电路，制作于该高导热率电绝缘层上；以及

至少一个发光二极管，该发光二极管被表面封装于电绝缘层与金属电路上，或被部份埋入电绝缘层中并与底部金属散热座相接触。

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