CN101776248B - 灯具及其照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种灯具及其照明装置。照明装置包括一印刷电路板，具有至少一穿孔；至少一散热基板，设置于印刷电路板的穿孔内；至少一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的一表面；以及一散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的另一表面。本发明更揭露应用该照明装置的灯具。

Description

灯具及其照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种用于高功率发光二极管的照明装置，该照明装置的发光二极管同时跨设于印刷电路板及散热基板的上表面。
背景技术
高效率与高亮度的发光二极管(LED)在作动时会散发热量，累积的热量将使得温度的升高而对发光二极管的发光效率与使用寿命造成不良的影响。
图1为现有高亮度发光二极管的照明装置的剖视图。该照明装置1包括金属电路板11、发光二极管12设置在金属电路板11上以及散热器(heatsink)13设置在金属电路板下。金属电路板11包括一利于散热的金属基板111，在金属基板111上依序形成绝缘层112以及印刷电路113。发光二极管12为了散热在封装底部设有金属散热垫(pad)123，金属散热垫123通过散热膏14与金属电路板11的绝缘层112紧密结合，发光二极管12更包括正、负电极121、122，焊接在金属电路板11的印刷电路113上，以驱动发光二极管12。发光二极管12的金属散热垫123将发光二极管12产生的热经由金属电路板11传递至散热器13。
然而，上述的照明装置1的金属电路板11价格昂贵。发光二极管12通过金属散热垫123向外渐次传递，且越远离金属散热垫123，散热功能越有限。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的一目的在于提供一种照明装置，通过将散热基板设置于印刷电路板的穿孔内，使发光二极管同时跨设于印刷电路板及散热基板的上表面，达到散热佳、成本低的优点。
本发明的另一目的在于提供一种照明灯具，应用本发明的照明装置制成的灯具同样具有散热佳、成本低的优点。
为达上述目的，本发明提供一种照明装置，其包括：一印刷电路板，具有至少一穿孔；至少一散热基板设置于印刷电路板的穿孔内；至少一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的上表面；以及一散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的下表面。
印刷电路板包括一绝缘基板及一第一印刷电路形成在绝缘基板上。照明装置更包括一导热接着层，设置于散热基板及散热器之间，用以紧密连接散热基板及散热器。导热接着层为散热膏或散热胶(thermal pad)。散热器为铝挤或压铸成型的散热器或由数片散热鳍片组接的散热器。散热基板通过紧配合与印刷电路板结合为一体。
当散热基板为非导电散热基板或金属基印刷电路板(Metal Core PrintedCircuit Board，MCPCB)时，散热基板的上表面包括一第二印刷电路。发光二极管包括一第一电极以及一第二电极。当发光二极管为热电不分离型发光二极管时，第二电极同时具有散热垫及导电电极的功能。发光二极管的第一电极与印刷电路板的第一印刷电路电连接，发光二极管的第二电极与散热基板的第二印刷电路电连接。
当发光二极管为热电分离型发光二极管时，散热垫与第二电极并不电连接，第一电极与印刷电路板一侧的第一印刷电路电连接，第二电极与印刷电路板另一侧的第一印刷电路电连接。
承上所述，本发明的照明装置，通过将散热基板设置于印刷电路板的穿孔内，使发光二极管同时跨设于印刷电路板及散热基板的上表面，散热器设置于印刷电路板以及散热基板的下表面，达到散热佳、成本低的优点。
附图说明
图1为现有高亮度发光二极管的照明装置的剖视图；
图2A为本发明第一实施例的照明装置的立体图；
图2B为图2A的局部剖视图；
图3A为本发明第二实施例的照明装置的立体图；
图3B为图3A的局部剖视图；
图4为本发明第三实施例的照明装置的剖视图；
图5A为本发明第四实施例的照明装置的立体图；
图5B为图5A的局部剖视图；
图6为本发明第五实施例的照明装置的剖视图；
图7为本发明第六实施例照明装置的剖视图；
图8为应用第一实施例照明装置2的灯管式灯具的立体图；以及
图9为应用第一实施例照明装置2的方形灯具的立体图。
主要元件符号说明
1、2、2a、2b、2c、2d、3：照明装置
4：灯管式灯具                  5：方形灯具
11：金属电路板                 111：金属基板
112：绝缘层                    113：印刷电路
12、24、24’、34：发光二极管
121：正电极                    122：负电极
123：金属散热垫                13、23：散热器
14：散热膏                     21：印刷电路板
211：绝缘基板                  212：第一印刷电路
22、22b：散热基板              222：第二印刷电路
241、241’、341：第一电极
242、242’、342：第二电极
25：导电元件                   26：导热接着层
343：散热垫                    51：金属框体
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种照明装置。
第一实施例
图2A为本发明第一实施例的照明装置的立体图，图2B为图2A的局部剖视图。如图2A及图2B所示，该照明装置2包括印刷电路板21、至少一散热基板22、至少一发光二极管(LED)24以及散热器(heat sink)23。
印刷电路板21具有至少一穿孔，印刷电路板21包括一绝缘基板211及形成在绝缘基板211上的第一印刷电路212，绝缘基板211较佳为玻璃纤维胶片FR-4(Flame-Retardant Substrate)。印刷电路板21的每一穿孔内设置一散热基板22，散热基板22可通过紧配或其他方式与印刷电路板21结合成一体，散热基板22在本实施例中可为非导电散热基板、陶瓷基板或金属基印刷电路板(Metal core printed circuit board，MCPCB)，散热基板22的上表面包括一第二印刷电路222。至少一发光二极管24跨设于印刷电路板21以及散热基板22的上表面，发光二极管24为高功率发光二极管，发光二极管24包括一第一电极241和第二电极242，本实施例的发光二极管24为热电不分离型发光二极管，该第一电极241为正电极，第二电极242同时具有散热垫及负电极的功能，散热垫用以传导发光二极管24所产生的热，其中第一电极241通过焊锡焊接在印刷电路板21的第一印刷电路212上，使第一电极241与第一印刷电路212电连接，第二电极242通过焊锡焊接在散热基板22的第二印刷电路222上，使第二电极242与第二印刷电路222电连接。散热器23设置在印刷电路板21及散热基板22的下表面，散热器23可为铝挤或压铸成型的散热器或由数片散热鳍片组接的散热器，散热器23的材质为铜、铝、铁、镁合金、金属或高热传导材质。照明装置2更包括导热接着层26，设置于该散热基板及该散热器之间，用以紧密连接该散热基板及该散热器，导热接着层26可为散热膏或散热胶，但不以此为限。所以发光二极管24产生的热可由第二电极242传递到散热基板22再传递到散热器23，达到降低成本及有效散热的效果。
照明装置2更包括一导电元件25，以零欧姆电阻或导线为较佳，导电元件25的一端通过焊锡焊接至散热基板22的第二印刷电路222，另一端通过焊锡焊接至印刷电路板21的第一印刷电路212。因此，通过上述结构可将多个发光二极管24串联，如图2A所示。
第二实施例
图3A为本发明第二实施例的照明装置的立体图，图3B为图3A的局部剖视图。如图3A及3B所示，照明装置2a与第一实施例的照明装置2不同之处在照明装置2a包括另一发光二极管24’，跨设在两相邻散热基板22的上表面，其中该发光二极管24’的第一电极241’通过焊锡焊接至一散热基板22的第二印刷电路222，第二电极242’通过焊锡焊接至另一散热基板22的第二印刷电路222。通过上述结构可将多个发光二极管24串联，如图3A所示。照明装置2a的其余结构与第一实施例的照明装置2相同，不再另为赘述。
第三实施例
图4为本发明第三实施例的照明装置的剖视图。如图4所示，该照明装置2b与第一实施例的照明装置2不同之处在于照明装置2b的散热基板22b为一金属基板，发光二极管24的第二电极242通过焊锡焊接至散热基板22b。导电元件25的一端通过焊锡焊接至散热基板22b表面，另一端通过焊锡焊接至印刷电路板21的第一印刷电路212。通过导热接着层26(如散热膏或导热胶，但不以此为限)使散热基板22b与散热器23紧密连接，同时达到绝缘与散热的功效。因此，发光二极管24产生的热可由第二电极242传递到散热基板22b再传递到散热器23。该照明装置2b的其余结构与第一实施例的照明装置2相同，不再另为赘述。
第四实施例
图5A为本发明第四实施例的照明装置的立体图，图5B为图5A的局部剖视图。该照明装置2c与第二实施例的照明装置2a不同之处在于照明装置2c的散热基板22b为一金属基板，另一发光二极管24’的第一电极241’通过焊锡焊接至散热基板22b，其第二电极242’通过焊锡焊接至相邻的另一散热基板22b。通过导热接着层26使散热基板22b与散热器23紧密连接，以达到散热的效果。该照明装置2c的其余部分与第二实施例的照明装置2a相同，不再另为赘述。
第五实施例
图6为本发明第五实施例的照明装置的剖视图。照明装置2d与第一实施例的照明装置2不同之处在于照明装置2d的散热基板22b为一金属基板，发光二极管24的第一电极241通过焊锡焊接至印刷电路板21的第一印刷电路212，发光二极管24的第二电极242通过焊锡同时焊接至散热基板22b及相邻的印刷电路板21的第一印刷电路212上，不须通过导电单元与相邻的印刷电路板的第一印刷电路连接。照明装置2d的其余部分与第一实施例的照明装置2相同，不再另为赘述。
第一至第五实施例的照明装置所使用的发光二极管为热电不分离型发光二极管。以下第六实施例的照明装置应用于热电分离型发光二极管。
第六实施例
图7为本发明第六实施例照明装置的剖视图，该照明装置3与第五实施例的照明装置2d不同之处在于照明装置3使用热电分离型发光二极管34，发光二极管34包括一第一电极341、一散热垫343以及一第二电极342，散热垫343与第二电极342并不电连接，散热垫343通过焊锡焊接、散热膏或散热胶与散热基板22b紧密连接。发光二极管34的第一电极341与印刷电路板21一侧的第一印刷电路212电连接，第二电极342与印刷电路板21另一侧的第一印刷电路212电连接，通过上述结构可将多个发光二极管34串联。照明装置3与第五实施例的照明装置2d相同之处不再赘述。
图8为应用第一实施例照明装置2的灯管式灯具的立体图，上述的第一至第六实施例的照明装置皆可应用于灯管式灯具4，不再逐一绘示。图9为应用第一实施例照明装置2的方形灯具的立体图，该方形灯具5包括至少一如第一实施例所述的照明装置2以及金属框体51，散热器为一片状金属，与金属框体51连接成一体，形成一具容置室的金属壳体，以容置至少一照明装置2，金属壳体同时具有散热及容置照明装置2的功能，上述的第二至第六实施例的照明装置皆可应用于方形灯具5，不再逐一绘示。
综上所述，本发明的照明装置通过将散热基板设置于印刷电路板的穿孔内，使发光二极管同时跨设于印刷电路板及散热基板的上表面，散热器设置于印刷电路板以及散热基板的下表面，达到散热佳、成本低的优点。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (18)

1.一种照明装置，其包括：
印刷电路板，具有至少一穿孔；
至少一散热基板，设置于该印刷电路板的该穿孔内；
至少一第一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的一表面；以及
散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的另一表面，
其中该印刷电路板包括绝缘基板及形成在该绝缘基板上的一第一印刷电路，
其中该散热基板包括第二印刷电路，
其中该第一发光二极管包括第一电极以及第二电极，该第一发光二极管为热电不分离型的高功率发光二极管，该第二电极同时具有散热垫及导电电极的功能，并且
其中该照明装置还包括至少一第二发光二极管，该第二发光二极管跨设在两相邻散热基板的表面，该第二发光二极管的第一电极与散热基板的第二印刷电路电连接，第二电极与相邻的另一散热基板的第二印刷电路电连接。
2.一种照明装置，其包括：
印刷电路板，具有至少一穿孔；
至少一散热基板，设置于该印刷电路板的该穿孔内；
至少一第一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的一表面；以及
散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的另一表面，
其中该印刷电路板包括绝缘基板及形成在该绝缘基板上的一第一印刷电路，
其中该散热基板包括第二印刷电路，
其中该第一发光二极管包括第一电极以及第二电极，该第一发光二极管为热电不分离型的高功率发光二极管，该第二电极同时具有散热垫及导电电极的功能，并且
其中该照明装置还包括至少一第二发光二极管，该第二发光二极管跨设在两相邻散热基板的表面，该第二发光二极管的第一电极与散热基板电连接，第二电极与相邻的另一散热基板电连接。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该绝缘基板为玻璃纤维胶片。
4.如权利要求1或2所述的照明装置，其还包括导热接着层，设置于该散热基板及该散热器之间，用以紧密连接该散热基板及该散热器，该导热接着层为散热膏或散热胶。
5.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该散热器为铝挤或压铸成型的散热器或由数片散热鳍片组接的散热器，该散热器的材质为铜、铝、铁、或镁合金，该散热基板通过紧配方式与该印刷电路板结合为一体。
6.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该散热器为铝挤或压铸成型的散热器或由数片散热鳍片组接的散热器，该散热器的材质为金属，该散热基板通过紧配方式与该印刷电路板结合为一体。
7.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该散热器为铝挤或压铸成型的散热器或由数片散热鳍片组接的散热器，该散热器的材质为高热传导材质，该散热基板通过紧配方式与该印刷电路板结合为一体。
8.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该散热基板为非导电散热基板、陶瓷基板、金属基印刷电路板或金属基板。
9.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该第一发光二极管的第一电极为正电极，该第一发光二极管的第二电极同时具有散热垫及负电极的功能。
10.如权利要求1或2所述的照明装置，其中该第一发光二极管的第一电极与该印刷电路板的该第一印刷电路电连接，该第一发光二极管的该第二电极与该散热基板的该第二印刷电路电连接。
11.一种灯具，其包括：
至少一照明装置，该照明装置包括：
印刷电路板，具有至少一穿孔；
至少一散热基板，设置于该印刷电路板的该穿孔内；
至少一第一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的一表面；以及
散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的另一表面；以及框体，以容置该照明装置，
其中该印刷电路板包括绝缘基板及形成在该绝缘基板上的第一印刷电路，
其中该散热基板包括第二印刷电路，
其中该第一发光二极管包括第一电极以及第二电极，该第一发光二极管为热电不分离型发光二极管，该第二电极同时具有散热垫及导电电极的功能，并且
其中该照明装置还包括至少一第二发光二极管，该第二发光二极管跨设在两相邻散热基板的表面，该第二发光二极管的第一电极与散热基板的第二印刷电路电连接，第二电极与相邻的另一散热基板的第二印刷电路电连接。
12.一种灯具，其包括：
至少一照明装置，该照明装置包括：
印刷电路板，具有至少一穿孔；
至少一散热基板，设置于该印刷电路板的该穿孔内；
至少一第一发光二极管，同时跨设于该印刷电路板以及该散热基板的一表面；以及
散热器，设置于该印刷电路板以及该散热基板的另一表面；以及框体，以容置该照明装置，
其中该印刷电路板包括绝缘基板及形成在该绝缘基板上的第一印刷电路，
其中该散热基板包括第二印刷电路，
其中该第一发光二极管包括第一电极以及第二电极，该第一发光二极管为热电不分离型发光二极管，该第二电极同时具有散热垫及导电电极的功能，并且
其中该照明装置还包括至少一第二发光二极管，该第二发光二极管跨设在两相邻散热基板的表面，该第二发光二极管的第一电极与散热基板电连接，第二电极与相邻的另一散热基板电连接。
13.如权利要求11或12所述的灯具，其中该框体为金属框体，该散热器为一片状金属，与该金属框体连接成金属壳体，该金属壳体同时具有散热及容置该照明装置的功能。
14.如权利要求11或12所述的灯具，该绝缘基板为玻璃纤维胶片。
15.如权利要求11或12所述的灯具，还包括导热接着层，设置于该散热基板及该散热器之间，用以紧密连接该散热基板及该散热器，该导热接着层为散热膏或散热胶。
16.如权利要求11或12所述的灯具，其中该散热基板为非导电散热基板、陶瓷基板、金属基印刷电路板或金属基板。
17.如权利要求11或12所述的灯具，其中该第一发光二极管的第一电极为正电极，该第一发光二极管的第二电极同时具有散热垫及负电极的功能。
18.如权利要求11或12所述的灯具，其中该第一发光二极管的第一电极与该印刷电路板的该第一印刷电路电连接，该第一发光二极管的该第二电极与该散热基板的该第二印刷电路电连接。
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