TWI358515B - Heat dissipation structure for light-emitting comp - Google Patents

Description

1358515 [0002] 098102069 第4頁/共23頁 100年11月29日 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 _] 本發明係有關-種發光元件之散熱結構，尤指〆種 依據不同瓦特（w)數之LED〔 SMD〕之驅動溫度 、’配合使料_散熱材料和套件結賴不_結合， 从確保L ED壽命及節省使用成本，來達到有效之散熱 處理效果。 【先前技術】 按’-般大功率led已逐漸作為照明用，舉凡車 燈、住戶照明、路燈’皆有成品問世，面對高功率L E D之高熱的有效傳遞，已有高散熱元件材料之使用，如 .精密陶究、奈米金屬、梦膠、鋼粉末冶金、銅材來因 應，但上述產品均為高價結構，作為LED照明燈具， 燈泡之普及，價格實是-大⑽，因此鮮為廠商所用。 在成本考量之下，大多業者仍沿用鋁基板及鋁質散 …、件作為散熱結構，係如第一、二圖所示。但因鋁材之 導熱度低’實質上無法充份將晶片熱度導出，故而形成 曰曰片之尚溫運作，導致晶片之衰減極快無法和L E D 業者所標榜的高使用壽命〔或為2 Ο Ο Ο 0小時、或為 40 Ο ο 0小時〕吻合。更有LED業者在燈泡内加裝 8 0 C之斷電器..·等等，或因此之諸多因素，已讓使用 者對L ED燈泡之使用壽命產生疑慮㈣業者；如何 在有限成本’讓晶片在7 以下的溫度持續運作，達 最長的使用壽命，應為一個嚴肅看待的課題及使命。 典；此，為解決上述缺點，爰此設計根據不同瓦 1單之LEp.〔一SMD〕之驅動溫度，使用不同 10034433 1358515 100年.11月29日梭正_百 材料或套件結構做不同的結合，以達到最節省之成本， 來達到有效之散熱處理。 【發明内容】 [0003] 本發明係有關於一種發光元件之散熱結構，在鋁基 板或銅基板之上端面適當處構建發光元件，並在發光元 件對應基板處，構建與發光元件導熱座稍大約同尺寸之 導熱孔洞，且基板下端面構建一散熱板，散熱板對應孔 洞處構建可嵌入孔洞的導熱柱*同時在導熱柱面塗佈導 熱膠並與發光元件導熱座直接密合。並可於散熱板另外 構建數大導熱柱頂住基板下端面讓基板和散熱板無法密 合，形成一間隙，除增加導熱面外，並維持原基板之散 熱面積；又散熱板上端面除了導熱柱及頂撐導熱柱之外 ，於上、下端面構建數十個貫穿或不貫穿之孔穴，以達 到增加散熱面積之功能。 【實施方式】 [0004] 而為令本發明之技術手段能夠更完整且清楚的揭露 ，茲請一併參閱所附圖式及圖號，並詳細說明如下： 首先，請參閱第三圖（A)、（B)所示，係為本 發明之钊視示意圖，其該發光元件之散熱結構，包含有 在鋁基板（1 )或銅基板（1 )之端面適當處構建 一個或一個以上的發光元件（2 )〔為L E D/SMD 〕，並在發光元件（2) 〔LED/SMD〕對應鋁〔 銅〕基板（1 )處，在鋁〔銅〕基板（1 )上構建一個 或一個以上與發光元件（2) 〔LED/SMD〕導熱 098102069 表單編號A0I01 第5頁/共23頁 1003443387-0 1358515 100年11月按正| 座（2 1 )稍大約同尺寸之導熱孔洞（1 1 )。 请一併參閱第四圖（A) 、 （B)所示，在铭〔銅 〕基板（1 )之另一端面〔下端面〕構建一銅質散熱板 (3) ’散熱板（3)上端面在對應鋁基板（1 )孔洞 (1 1)處構建一〜四個導熱柱（3 1)，導熱柱（3 1)可穿過孔洞（1 1)，並塗布導熱膠（3 2)，直 接进合發光元件（2)之晶片（2 0)導熱座（2 1) 及鋁〔銅〕基板（1)孔洞（11)之内徑牆面。 接續，於散熱板（3)再構建數支短於導熱柱（3 1)之頂撐柱（33)，頂住鋁〔銅〕基板（1)之下 端面，使其讓铭〔銅〕基板（1)和銅質散熱板（3) 無法密合，形成一間隙（D)，以增加散熱面積。 另，在銅散熱板（3)端面，除了導熱柱（3工） 及頂撐柱（3 3)外之端面面積構建數個貫穿或不貫穿 之孔穴（3 4)，以達到增加散熱面積之功能。 請一併參閱第五圖所示，可在散熱板（3)對應基 板（1 )孔洞（11 )的對應處，另構建數圓槽（3 5 )，圓槽（35)内構建一導熱性比散熱板優良的高導 熱柱（36)，南導熱柱（36)之長度為圓槽（35 )深度加上導熱孔洞（1 i)深度，並在高導熱柱（3 6)之周圍上下均塗佈導熱膠（3 2 )密合與導熱孔洞 (1 1)、圓槽（3 5)之内壁和發光元件（2)晶片 (2 0)導熱座（2 1 )之底部，其餘構造均同上述銅 散熱板（3)之其他結構同。 另外，請一併參閱第五（A)圖所示，亦可將散熱 板（3)構建成具有散熱鰭片狀的燈泡外型，作為最大 098102069 1003443387-0 表單編號A0101 第6頁/共23頁 [ϊοο 年.11^29 日孩正 散熱面積，其係對應基板（1)孔洞（ii)的對應處 構建數圓槽（3 5)，圓槽（3 5)内構建—導熱性比 散熱板優良的高導熱柱（36)，高導熱柱（36)之 長度由圓槽（3 5 )深度延伸至賴板（3 )底部的深 度並在问導熱柱（36)之周圍上下均塗伟導熱谬（ 3 2)密合與導熱孔洞（1 1 )、圓槽（3 5)之内壁 和發光兀件（2)晶片（2 0)導熱座（2丄）之底部 ，其餘構造均同上述銅散熱板（3)之其他結構同。 請一併參閲第六圖所示，其可在銅導熱座（2工） 下延伸構建數片銅鰭片作為散熱鰭片（4)增加導熱及 散熱面積。 請一併參閱第七圖所示，可將上述之散熱鰭片（4 )與銅導熱座（，2 1 )鎖固，以節省成本。 請一併參閱第八圖所示，亦可於鋁〔銅〕基板（工 )之另一端面構建一散熱座（5)，此散熱座（5)之 材料可為銅球粒冶金，並於此散熱座（5 )對應鋁〔銅 〕基板（1 )對應面之孔洞（i丄）處凸建一個或一個 以上的凸圓柱（51) ’當銘〔銅〕基板（1)鎖合散 熱座（5)時，此凸圓柱（51)恰可穿過鋁〔銅〕基 板（1)之孔洞（1 1 )，而直接密合發光元件（2) 晶片（2 0)之鋁〔銅〕導熱座（2 i)。另，散熱座 (5 )與鋁〔銅〕基板（1)密合面，凸圓柱（51) 與銘〔銅〕基板（1)孔洞（i工）之内牆面及發光元 件（2)導熱座（2 1 )下端面之接觸面均塗佈導熱膠 (52)。 請一併參閱第九圖所示，亦可在上述銅球粒冶金散 098102069 表單編號 A0101 第 7 頁/共 23 ! 1003443387-0 丄乃8515 100年11月29日按正替換頁 熱座（5 )對應鋁〔銅〕基板（1 )之孔洞（1 1 )處 ’構建一圓槽（53)，圓槽（53)置入一高導熱柱 (54) ’此高導熱柱（54)之長度恰為鋁〔銅〕基 板（1 )之厚度加上散熱座（5)圓槽（5 3)深度之 總合’並在高導熱柱（5 4)之周圍上下均塗佈導熱膠 (5 2)密接與發光元件（2)晶片（2 〇)導熱座（ 21)及基板（1)之孔洞（11)之内牆面及球粒冶 金圓槽内壁；而銅球粒冶金散熱座（5)與鋁〔銅〕基 板（1)之密合面亦塗佈導熱膠（52)。 請一併參閱第十圖（A) 、（B)、第十一圖（A )、（B)所示，亦可在銅球粉末冶金之散熱座（5) 外再鎖合一齒輪狀之鋁散熱座板（6 )。 由上述’作為末端導熱可按大功率L ED導熱座（2 1 )溫度之高低，而利用高導熱材料急速導熱，並用中導 熱材料來作導熱及散熱。尾端外端未梢則因已構成大面 積之散熱面，則可用散熱較低的鋁材來作導熱及散熱β 據此，可有效的控制大功率發光元件（2) 〔LED/ SMD〕尚熱驅動，並可讓發光元件（？）〔led/ SMD〕降低衰減度，而加長燈具之使用壽命。 前述之實施例或圖式並非限定本發明之結構樣態或 尺寸，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化 或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。 藉由上述可知，本發明之組成與使用實施說明相較 於一般現有類似技術，可以知道發光元件之散熱結構， 具有下列幾項優點，如下： 本發明利用發光元件之散熱結構，利用不同瓦（w 098102069 1003443387-0 表單编號A0101 第8頁/共23頁 1358515 100年.11月29日梭正替換頁 )數之LED〔SMD〕之驅動溫度，使用不同材料的 套件結構做不同的結合，以達到最節省之成本，來達到 有效之散熱處理。 綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功 效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品 中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定 與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，‘ 並賜准專利，則實感德便。 【圖式簡單說明】 [0005] 第一圖：現有結構示意圖（一） 第二圖：現有結構前視示意圖（二） 第三圖（A):本發明之實施例一之平面分解示意圖 第三圖（B):本發明之實施例一之俯視示意圖 第四圖（A):本發明之實施例二之剖視示意圖 第四圖（B):本發明之實施例二之俯視示意圖 第五圖：本發明之實施例三之剖視示意圖 第五圖（A):本發明實施例三另一燈泡外型剖視示意 圖 第六圖：本發明之實施例四之剖視示意圖 第七圖：本發明之實施例五之剖視示意圖 第八圖：本發明之實施例六剖視示意圖 第九圖：本發明之實施例七剖視示意圖 第十圖（A):本發明之實施例八剖視示意圖 第十圖（B):本發明之實施例八仰視示意圖 第十一圖（A):本發明之實施例九剖視示意圖 098102069 第十一圖（B):本發明之實施例九仰視示意圖 表單編號A0101 第9頁/共23頁 1003443387-0 1358515 [0006] 【主要元件符號說明】 (1 ) 基板 (1 (2 ) 發光元件 (2 (21) 導熱座 (3 (31) 導熱柱 (3 (33) 頂撐柱 (3 (35) 圓槽 (3 (D) 間隙 (4 (5 ) 散熱座 (5 (52) 導熱膠 (5 (54) 高導熱柱 (6 100年.11月29日修正替換頁 1 ) 孔洞 0 ) 晶片 ) 散熱板 2 ) 導熱膠 4 ) 孔穴 6 ) 南導熱柱 ) 散熱鰭片 1 ) 凸圓柱 3 ) 圓槽 ) 散熱座板 098102069 表單编號A0101 第10頁/共23頁 1003443387-0

Claims (1)

100年.11月29日修正替换頁 1358515 七、申請專利範圍： 1 . 一種發光元件之散熱結構，其包含有： 在基板之端面適當處構建一個或一個以上的發光元件 ，並在發光元件底端對應之基板上構建與發光元件之導熱 座稍大約同尺寸之導熱孔洞，且基板下端面構建一散熱板 ，散熱板對應孔洞基板處構建圓槽，圓槽内構建一高導熱 柱，同時高導熱柱之周圍上下均塗佈導熱膠並與導熱孔洞 、圓槽之内壁和發光元件晶片導熱座之底部密合，另散熱 板上端面構建數導熱柱頂住基板下端面讓基板和散熱板無 法密合，並於散熱板構建數個增加散熱面積之孔穴者，藉 此達到增加散熱面積。 2 . —種發光元件之散熱結構，其包含有： 在基板之端面適當處構建一個或一個以上的發光元件 ，並在發光元件底端對應之基板上構建與發光元件之導熱 座稍大約同尺寸之導熱孔洞，於·基板之另一端面構建與發 光元件所圈圍之外徑大小的散熱座，此散熱座為球粒冶金 ，並於此散熱座對應基板對應面之孔洞處構建一圓槽，圓 槽置入一高導熱柱*此兩導熱柱之長度恰為基板之厚度加 上散熱座圓槽深度之總合，並在高導熱柱之周圍上下均塗 佈導熱膠並與發光元件晶片導熱座及基板之孔洞之内牆面 密合，而銅球粒冶金散熱座與基板之密合面亦塗佈導熱膠 3 .如申請專利範圍第2項所述發光元件之散熱結構，其中該 球粒冶金之散熱座外再鎖合一紹散熱座板者。 4 .如申請專利範圍第1或2項所述發光元件之散熱結構，其中 098102069 表單編號A0101 第11頁/共23頁 1003443387-0 1358515 _- 100年11月29日修正替換頁 該基板之導熱孔洞為任意形狀之切面者。 5 .如申請專利範圍第1項所述發光元件之散熱結構，其中該 散熱板之導熱柱係配合孔洞之形狀者。 6 .如申請專利範圍第1項所述發光元件之散熱結構，其中該 散熱板之凹槽為任意形狀者。 7 .如申請專利範圍第1或2項所述發光元件之散熱結構，其中 尚導熱柱為任意形狀者。 8 .如申請專利範圍第2項所述發光元件之散熱結構，其中球 粒冶金之材質為銅質者。 9.如申請專利範圍第2項所述發光元件之散熱結構，其中球 粒冶金之材質為鋁質者。 10 .如申請專利範圍第3項所述發光元件之散熱結構，其中該 鋁散熱座板為齒輪形狀者。 11 .如申請專利範圍第3項所述發光元件之散熱結構，其中該 鋁散熱座板為鰭片形狀者。 》 12 .如申請專利範圍第3項所述發光元件之散熱結構，其中該 鋁散熱座板為延伸形者。 098102069 表單编號A0101 第12頁/共23頁 1003443387-0