TWI458135B - Combination of LED Lamp Base and Lamp Base - Google Patents
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Description
本發明屬LED燈技術領域，提供照明使用，具有構裝基板與燈座成型後完全結合，且密合度高、熱傳導佳之功效。
按，LED是發光二極體(Light-emitting Diode)的縮寫，是半導體材料製成的固態發光元件，材料使用III-V族化學元素(如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等)，發光原理是將電能轉換為光，也就是對化合物半導體施加電流，透過電子與電洞的結合，過剩的能量會以光的形式釋出，達成發光的效果，屬於冷性發光，壽命長達十萬小時以上。LED最大的特點在於：無須暖燈時間(idling time)、反應速度快、體積小、用電省、耐震、污染低、適合量產，具高可靠度，容易配合應用上的需要製成極小或陣列式的元件。惟因為LED是固態照明，即是利用晶片通電，量子激態回復發出能量(光)，但在發光的過程，晶片內的光能量並不能完全傳至外界，不能出光的能量，在晶片內部及封裝體內便會被吸收，形成熱。LED一般的轉換效率約只有10%~30%,所以1W的電，只有不到0.2W變成你可以看見的光，其它都是熱，若不散熱，這些熱量累積會對晶片效率及壽命造成損傷。故要以高效率LED運用於照明設備首先要解決散熱的問題。以LED散熱專利為例，新型M314505號「高功率LED燈泡散熱結構」專利(2007年06月21日專利公告資料參照)，主要係於一燈頭上固定有一底基板，該底基板的頂面支撐固定有至少一支熱導管，熱導管套設固定有複數散熱片及一頂基板，頂基板的頂面設有對應熱導管數量的高功率LED，該高功率LED的底面係黏結支撐於熱導管的頂端。新型第M314433號「發光二極體封裝之散熱模組」專利(2007年06月21日專利公告資料參照)，該散熱模組包含：一LED電路板；一散熱塊，包括複數個散熱片；以及一散熱膠材，藉以直接固定該LED電路板於該散熱塊上；其中在該LED電路板與該散熱塊之間，不具有一金屬基板。發明第I260798號「高散熱發光二極體」專利(2006年08月21日專利公告資料參照)，至少包括：一多孔隙材料層；一熱傳導層，設於該多孔隙材料層表面；以及一晶片，設於該熱傳導層，由該熱傳導層將該晶片所發出之熱量傳導至該多孔隙材料層，並由該多孔隙材料層將該熱量對流至外部。由以上諸前案可知習用LED散熱大都採用金屬散熱片，或結合熱導管、致冷晶片、均熱板、散熱風扇等方式為之，普遍具有散熱效果不佳、散熱速度不夠迅速、散熱模組結構複雜、成本高等缺失，且由於所需搭配之散熱結構為非規格化設計，故必需設計專用的燈具方能使用。
本發明研發人針對前述習知技術的缺失，乃提出一種高效率LED燈(我國專利I338109號，2011年03月01日公告；美國專利7677767號，2010年03月16日公告)，該專利主要係由LED模組、構裝基板、電路裝置及散熱燈座所構成，該LED模組係設於構裝基板上，構裝基板為導熱性良好之金屬構成，散熱燈座為散熱性良好之具多孔隙結構非金屬構成，並直接成型成燈座外形，其具有內凹部，內凹部之開口端藉構裝基板封閉，其內設有電路裝置，電路裝置則連結LED模組與外部電源，當LED點亮時，其產生的熱可迅速的被構裝基板所傳導，並藉構裝基板與散熱燈座間之熱傳導及熱對流作用，使構裝基板上之熱迅速的傳導至散熱燈座而散熱，該發明散熱燈座直接形成一般燈泡外形，並兼具散熱效能，可直接取代習用燈泡使用，除具有極佳的散熱效果外，更具有不須更換燈具可直接替換燈泡之功效。惟，一般作為LED燈源載體之構裝基板【構裝基板用為設置LED模組或直接將LED晶粒佈設於構裝基板上再行封裝而成】，大都是採用導熱性能好的金屬或多孔隙非金屬材質構成，該構裝基板與燈座的結合方式，一般多採用開設螺孔互相螺合，或者使用導熱膠，採用黏合的方式來固定，然前者增加了部件與螺合工序，且密合性差，後者因導熱膠本身導熱效果差等缺失，均具有熱傳導效率差的缺點。由於載板與燈座因功能性不同，通常採用不同材質構成，如何使二種不同材質能緊密結合成一體又不失其熱傳導性，乃成業界亟待克服之難題。
本發明研發人鑒於習用技術之缺失，積其多年實際從事精密陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本發明之研創成功，公諸於世。
緣是，本發明之主要目的在提供一種LED燈構裝基板與燈座結合方法，其方法在於將LED構裝基板先行加工完成後，置於射出成型機模穴內，再以射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板後成型而成，具有成型後完全結合，且密合度高、熱傳導佳之功效。
本發明前述LED構裝基板為導熱及散熱良好的金屬或多孔隙非金屬材料構成，其係於構裝基板上先設置LED模組成LED燈源或設置LED晶粒並封裝成LED燈源，其燈座則係以塑膠射出成型結合構裝基板者。
本發明前述LED構裝基板為導熱良好的多孔隙非金屬材料構成，其燈座則係以散熱良好的多孔隙非金屬材料射出成型結合構裝基板，再經燒結程序而成者。
為達成本發明前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，貴審查委員可由之對本發明之特徵及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。
本發明所指構裝基板係用為設置LED模組或者是直接將LED晶粒佈設於構裝基板上再行封裝而成，構裝基板大都是採用導熱性能好的金屬材料或者是多孔隙非金屬材料構成。本發明所指燈座係具一般燈座外形，如燈座外緣可以另外設置燈泡專用的金屬套、絕緣套及電源接觸片【該燈泡專用的金屬套、絕緣套及電源接觸片為國際通用規格，如E-27、E-14等】，以於習用燈泡燈具上使用。或者另外設有投射燈座專用之連結端子【該投射燈座專用之連結端子為國際通用規格，如MR16等】，以直接插合於習用投射燈具上使用，而不必替換原有的舊投射燈具者。
本發明LED燈構裝基板與燈座結合方法，其方法在於將LED構裝基板先行加工完成後(如將構裝基板先行平坦化、穿孔等加工)，置於射出成型機模穴內，再以射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板後成型而成，由於構裝基板與燈座係以射出成型方式包覆結合，其成型後完全結合，不會脫落分離，且密合度高，如此具有熱傳導佳之功效。
本發明前述LED構裝基板為導熱及散熱良好的金屬【導熱及散熱良好之金屬如金、銀、銅、鐵、鋁、鈷、鎳、鋅、鈦、錳等】或多孔隙非金屬材料構成【如由熱導率高的非金屬粉體構成，熱導率高的非金屬粉體諸如：氧化鋁Al2
O3
、氧化鋯Zr2
O、氮化鋁AlN、氮化矽SiN、氮化硼BN、碳化鎢WC、碳化矽SiC、石墨C、結晶碳化矽、再結晶碳化矽RSiC等，而以氮化鋁及碳化矽為佳】，其係於構裝基板上先設置LED模組【LED模組為已封裝完成之規格化商品】成LED燈源或設置LED晶粒並封裝成LED燈源，其燈座則係以塑膠材料射出成型結合構裝基板者。
本發明前述LED構裝基板為導熱良好的多孔隙非金屬材料【如由熱導率高的非金屬粉體構成，熱導率高的非金屬粉體諸如：氧化鋁Al2
O3
、氧化鋯Zr2
O、氮化鋁AlN、氮化矽SiN、氮化硼BN、碳化鎢WC、碳化矽SiC、石墨C、結晶碳化矽、再結晶碳化矽RSiC等，而以氮化鋁及碳化矽為佳】構成，其燈座則係以散熱良好的多孔隙非金屬材料【如由熱導率高的非金屬粉體構成，熱導率高的非金屬粉體諸如：氧化鋁Al2
O3
、氧化鋯Zr2
O、氮化鋁AlN、氮化矽SiN、氮化硼BN、碳化鎢WC、碳化矽SiC、石墨C、結晶碳化矽、再結晶碳化矽RSiC等，而以氮化鋁及碳化矽為佳】射出成型結合構裝基板，再經燒結程序而成者，LED模組則係於燒結程序後再行設置。
如此而達本發明設計目的，堪稱一實用之發明者。
綜上所述，本發明所揭露之一種「LED燈構裝基板與燈座結合方法」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本發明確可摒除習用技術缺失，並達成本發明設計目的，亦已充分符合發明專利要件，並可供產業上利用，爰依法提出申請，謹請 貴審查委員惠予審查，並賜與本案專利，實感德便。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本發明之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本發明說明書及申請專利範圍所作之替代性製程或等效結構變化，理應包括於本發明之專利範圍內。
Claims (6)
- 一種LED燈構裝基板與燈座結合方法，其方法在於將LED構裝基板先行加工完成後，置於射出成型機模穴內，再以射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板後成型而成。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED燈構裝基板與燈座結合方法，其中，LED構裝基板為導熱及散熱良好的多孔隙非金屬材料構成，其係先於構裝基板上設置LED模組成LED燈源，再以塑膠材料射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED燈構裝基板與燈座結合方法，其中，LED構裝基板為導熱及散熱良好的多孔隙非金屬材料構成，其係於構裝基板上先設置LED晶粒並封裝成LED燈源，再以塑膠材料射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED燈構裝基板與燈座結合方法，其中，LED構裝基板為導熱及散熱良好的金屬構成，其係先於構裝基板上設置LED模組成LED燈源，再以塑膠材料射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED燈構裝基板與燈座結合方法，其中，LED構裝基板為導熱及散熱良好的金屬構成，其係於構裝基板上先設置LED晶粒並封裝成LED燈源，再以塑膠材料射出成型方式將燈座包覆LED構裝基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED燈構裝基板與燈座結合方法，其中，LED構裝基板為導熱良好的多孔隙非金屬材料構成，其燈座則係以散熱良好的多孔隙非金屬材料射出成型結合構裝基板，再經燒結程序而成者。
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|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |