TW201316571A - 高散熱鋁基板 - Google Patents

Abstract

本發明有關一種高散熱鋁基板，係包括有一基板、至少一發光二極體及複數散熱孔，其中該基板係為鋁製之薄狀板體，且於基板上貫設該散熱孔；該發光二極體係設置於鋁基板表面，且發光二極體係局部覆蓋該散熱孔；如此，該發光二極體得以導熱予該基板，並由散熱孔提供快速散熱之功效。

Description

高散熱鋁基板

本發明係一種高散熱鋁基板，詳而言之係關於一種可以有效協助發光二極體散熱之設計。

發光二極體具有節能省電、高能量轉換率(由電能轉換成光能)、壽命週期長且無汞成份，因具環保效益已被廣泛的應用於日常生活中，如路燈照明、家用照明、廣告看板及背光模組等，然而發光二極體轉換功率約只有15~20%電能轉換成光，近80~85%的電能轉換為熱能，若累積過多的熱能於發光二極體周圍，處於高溫狀態下之發光二極體即影響其發光效率、壽命週期及穩定性，隨著發光二極體晶片的材料不斷的改良，提升了發光二極體之亮度及功率，然，功率提升相對的熱能轉換率便隨著升高，累積於發光二極體內之溫度越高，該基板材料之選用影響發光二極體散熱的效率，欲降低發光二極體介面的溫度即需要高散熱的基板。

每種材質其導熱性不同，依照導熱性能高低排列分別為銀、銅、鋁、鋼，銀成本極高不適用於散熱媒介，目前市面上採用銅、鋁合金及陶瓷基板，各有使用上之優劣，銅價格較貴、加工難度較高、重量過大、熱容量小而且容易氧化，另陶瓷基板價格低、導熱率高、化學穩定性高但其材料硬度較強且易脆，因而於加工、組裝上為之困難，如鑽孔、鎖螺，而純鋁太軟不能直接使用，鋁合金才能提供足夠的硬度，鋁合金價位低廉及重量較輕但其導熱性較銅差。

又，散熱除了良好的導熱材質外，還需考慮到散熱材料之表面積及空氣力學，散熱方式可分為傳導、對流、輻射三種方法，傳導藉由物質材料與空氣接觸將熱傳導出去以達到降溫效果，對流則是利用氣體的流動來達到降溫的效果，輻射則通過電磁波散發熱量。

有鑑於此，本發明人為了提高發光二極體之散熱功效，進行相關領域之研究與開發，終於發明一種「高散熱鋁基板」，提供一鋁基板改良裝置及善於應用各種熱傳導方式，有效的排除發光二極體所轉換的熱能，降低發光二極體之溫度，使發光二極體得以發揮其最佳效用。

本發明主要目的係提供一種高散熱鋁基板，其提供高散熱功效，使發光二極體得以快速散熱以維持其效用。

為了達成上述之目的與功效，本發明高散熱鋁基板包括一基板、至少一發光二極體及複數散熱孔，其中：該基板係為鋁製之薄狀板體，且於基板上貫設該散熱孔；該發光二極體係設置於鋁材基板表面，且發光二極體係局部覆蓋該散熱孔；如此，該發光二極體得以導熱予該基板，並由散熱孔提供快速散熱之功效。

本發明之該散熱孔係以導熱材料填充。

本發明之該導熱材料係為奈米碳。

本發明之該導熱材料係為導熱膠。

本發明之該導熱材料係為導熱膏。

為了達成上述之目的與功效，本發明高散熱鋁基板包括一基板、至少一發光二極體、複數凹槽及一導熱材料，其中：該基板係為鋁製之薄狀板體，該基板一面設有一散熱部，另一面設置該發光二極體；該散熱部係開設該凹槽，且該導熱材料覆蓋於散熱部上並填充凹槽；本發明之該導熱材料係為導熱膠。

本發明之該導熱材料係為導熱膏。

如此，該發光二極體得以導熱予基板，並經由導熱材料提供快速散熱之功效。

因此本發明可說是一種相當具有實用性及進步性之發明，相當值得產業界來推廣，並公諸於社會大眾。

本發明係有關於一種高散熱鋁基板，請參閱第一、二、三圖所示，其係本發明之主實施例，包括一基板1、複數散熱孔10及至少一發光二極體2，其中：該基板1係為鋁製之薄狀板體，且於基板1上貫設該散熱孔10，並該發光二極體2係設置於基板1表面，且發光二極體2係局部覆蓋該散熱孔10，基板1為鋁合金具較大的熱傳導係數、機械強度高、加工性能優良等特性，於本實施例中，通電的發光二極體2係將電能轉換為熱能及光能，大部分的電能轉為熱能，因此通電後的發光二極體2逐漸累積其溫度，當介面溫度由25℃上升至100℃時，其發光效率將會衰退20%到75%不等，該發光二極體2得以經由兩種途徑進行散熱作用達到降溫之功效，一種為空氣產生對流狀態，高溫往低溫流動，因此發光二極體2之溫度為高溫狀態，其熱量會流向比其溫度為低之空氣，另一種途徑為熱傳導，發光二極體2傳導熱能予與其接觸之基板1，發光二極體2將其高溫傳導予比其溫度為低之基板1，已達到降溫之效用，該基板1貫設散熱孔10，增加基板1與空氣接觸之面積，因此基板1得以經由散熱孔10進行熱對流作用，使基板1呈現均衡散熱狀態，並加速基板1散熱之效，如此基板1維持之溫度相對於發光二極體2低，其散熱效用為佳；請參閱第四、五圖所示，本實施例係包括一基板1、複數散熱孔10、至少一發光二極體2及導熱材料3，其中於該散熱孔10填充導熱材料3，該導熱材料3可為導熱膠、導熱膏或奈米碳(於本實施例中，使用導熱膠或奈米碳)，導熱膠、導熱膏一般熱傳導係數為0.5W/mK~1.5W/mK，其介面材料種類繁多，熱傳導係數可從0.5W/mK~20W/mk，並係一種低熱阻導電絕緣材，而奈米碳具高導熱性，係將熱能轉變為光能，以紅外線輻射的方式進行散熱效果，因與熱源接觸的表面積大小及介面空氣…等皆會影響熱阻抗，並以上所述材料填補設置於基板1上之散熱孔10，有效的提升基板1散熱之效。

請參閱第六至九圖所示，其中包括有一基板1、至少一發光二極體2、複數凹槽110及一導熱材料3，該基板1係為鋁製之薄狀板體，該基板1一面設有一散熱部11，另一面設置該發光二極體2，並該散熱部11係開設該凹槽110，且該導熱材料3覆蓋於散熱部11上並填充凹槽110，該導熱材料3係為散熱膏或散熱膠(本實施例，該散熱材料3係為散熱膠)，並發光二極體2累積之熱能傳導予基板1，且設置之凹槽110促使熱能快速的與導熱材料3接觸，覆蓋於散熱部11之導熱材料3增加導熱材料3與空氣接觸的面積，因此熱能得以藉由凹槽110及導熱膠提升散熱速度，發光二極體2得以維持在適度的溫度內，發揮其最大效能。

如此，設置於基板1上之凹槽110及導熱材料3，使熱能得以快速的以對流、導熱及輻射，綜合三種熱傳導的方式，達到最佳的散熱效果，以維持發光二極體2之穩定性。

由上所述者僅用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所做有關本發明之任何修飾或變更者，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇內。

綜上所述，本發明「高散熱鋁基板」在結構設計、使用實用性及成本效益上，確實是完全符合產業上發展所需要，且所揭露之結構創作亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明較習知結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請　鈞局早日審查，並給予肯定。

1．．．基板

10．．．散熱孔

11．．．散熱部

110．．．凹槽

2．．．發光二極體

3．．．導熱材料

第一圖係本發明之第一實施例之基板立體圖。

第二圖係本發明之第一實施例立體圖。

第三圖係本發明之第一實施例A-A剖面圖。

第四圖係本發明之第二實施例立體圖。

第五圖係本發明之第二實施例A-A剖面圖。

第六圖係本發明之第三實施例基板立體圖。

第七圖係本發明之第三實施例基板A-A剖面圖。

第八圖係本發明之第三實施例立體圖。

第九圖係本發明之第三實施例A-A剖面圖。

1．．．基板

10．．．散熱孔

2．．．發光二極體

Claims (8)

1. 一種高散熱鋁基板，係包括有一基板、至少一發光二極體及複數散熱孔，其中：該基板係為鋁製之薄狀板體，且於基板上貫設該散熱孔；該發光二極體係設置於鋁材之基板表面，且發光二極體係局部覆蓋該散熱孔；如此，該發光二極體得以導熱予該基板，並由散熱孔提供快速散熱之功效。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之高散熱鋁基板，該散熱孔係以導熱材料填充。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之高散熱鋁基板，該導熱材料係為奈米碳。
4. 根據申請專利範圍第2項所述之高散熱鋁基板，該導熱材料係為導熱膠。
5. 根據申請專利範圍第2項所述之高散熱鋁基板，該導熱材料係為導熱膏。
6. 一種高散熱鋁基板，係包括有一基板、至少一發光二極體、複數凹槽及一導熱材料，其中：該基板係為鋁製之薄狀板體，該基板一面設有一散熱部，另一面設置該發光二極體；該散熱部係開設該凹槽，且該導熱材料覆蓋於散熱部上並填充凹槽；如此，該發光二極體得以導熱予基板，並經由導熱材料提供快速散熱之功效。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之高散熱鋁基板，該導熱材料係為導熱膠。
8. 根據申請專利範圍第6項所述之高散熱鋁基板，該導熱材料係為導熱膏。