CN101994929A - 发光模块 - Google Patents

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Abstract

一种发光模块，包括一个非金属电路板、至少一个发光二极管及一散热单元。非金属电路板具有相对的一第一表面及一第二表面，发光二极管设置在非金属电路板的第一表面，散热单元焊接在非金属电路板的第二表面。承上所述，依据本发明的发光模块利用非金属电路板，并通过焊接方式连接散热单元在非金属电路板上，相对在发光二极管的另一个表面。因此，通过非金属电路板不仅可降低材料成本，且利用焊接方式来连接散热单元也可提高制作效率，并进一步提高发光模块的散热效果。

Description

发光模块
技术领域
本发明关于一种发光模块。
背景技术
由在发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有高亮度及省电等优点，因此，随着发光二极管的技术逐渐成熟，其应用领域也越来越广泛，例如照明设备及液晶显示装置的背光源。
请参照图1所示，一种公知的发光模块1剖面示意图。发光模块1包括一电路板11、一发光二极管12、一绝缘导热胶13、一散热垫片14及一散热鳍片15。发光二极管12经由散热膏P及绝缘导热胶13设置在电路板11上，而散热鳍片15则通过散热垫片14贴合在电路板11的另一侧。
在发光模块1中，发光二极管12发光时所产生的大量热能，通过热传导方式经由散热膏P、绝缘导热胶13、电路板11、散热垫片14及散热鳍片15再散逸至空气中。然而，电路板11、绝缘导热胶13及散热垫片14的导热系数(绝缘导热胶13及散热垫片14的导热系数约介在0.2～6W/mK)都不高，因此也使得发光模块1的散热效果不佳。但，若将电路板11改为金属电路板不仅成本较高，且散热效率也无法明显的提升。
因此，如何提供一种能够改善散热效果并降低成本的发光模块，已成为重要课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够改善散热效果并降低成本的发光模块。
本发明可采用以下技术方案来实现的。
依据本发明的一种发光模块包括一个非金属电路板、至少一个发光二极管及一散热单元。非金属电路板具有相对的一第一表面及一第二表面，发光二极管设置在非金属电路板的第一表面，散热单元焊接在非金属电路板的第二表面。
前述的发光模块，其中所述散热单元通过一焊料连接在所述非金属电路板。
前述的发光模块，其中所述焊料包括锡、或锡合金或其组合。
前述的发光模块，其中所述发光二极管通过一个焊料表面连接在所述非金属电路板。
前述的发光模块，其中所述非金属电路板对应于所述发光二极管设置至少一个开孔。
前述的发光模块，其中所述焊料充填在所述开孔。
前述的发光模块，其中所述焊料直接与所述发光二极管接触。
前述的发光模块，其中所述非金属电路板还具有一金属层设置在所述第二表面。
前述的发光模块，其中所述散热单元面对所述非金属电路板的表面还具有一个金属层。
前述的发光模块，其中所述非金属电路板是一个玻璃电路板、或一个树脂电路板、或一个陶瓷电路板、或一个玻璃纤维电路板。
依据本发明的一种发光模块包括一个非金属电路板、至少一个发光二极管及一散热单元。非金属电路板具有至少一个开孔以及相对的一第一表面及一第二表面，发光二极管设置在非金属电路板的第一表面，并对应于开孔，散热单元经由开孔内的一焊料连接在发光二极管。
借由上述技术方案，本发明的发光模块至少具有下列优点：
承上所述，依据本发明的发光模块利用非金属电路板，并通过焊接方式连接散热单元在非金属电路板上，相对在发光二极管的另一个表面。因此，通过非金属电路板不仅可降低材料成本，且利用焊接方式来连接散热单元也可提高制作效率，并进一步提高发光模块的散热效果。
附图说明
图1是一种公知的发光模块示意图；
图2是本发明优选实施例的发光模块的剖面示意图；
图3是本发明优选实施例的发光模块的另一态样剖面示意图；以及
图4是本发明优选实施例的发光模块的另一态样剖面示意图。
主要元件符号说明：
1、2、2a、2b：发光模块
11：电路板
12、22：发光二极管
13：绝缘导热胶
14：散热垫片
15：散热鳍片
21、21a、21b：非金属电路板
211：第一表面
212：第二表面
213、213b：开孔
221：导线架
222：透镜
23：散热单元
24：金属层
P：散热膏
S：焊料
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种发光模块，其中相同的组件将以相同的符号加以说明。
请参照图2所示，本发明优选实施例的发光模块2的剖面示意图。发光模块2包括一个非金属电路板21、至少一个发光二极管22及一散热单元23。
非金属电路板21例如可以是一玻璃电路板、或一树脂电路板、或一陶瓷电路板、或一玻璃纤维电路板，并具有相对的一第一表面211及一第二表面212。其中，相对的第一表面211与第二表面212可以是实质上平行的二表面。
发光二极管22设置在非金属电路板21的第一表面211。发光二极管22例如可具有一发光二极管晶粒设置在一导线架221，再以一透镜222修饰发光二极管晶粒的光形。另外，发光二极管22也可以是发光二极管晶粒打线连结或覆晶设置在一子基板(sub-mount)，再将子基板与非金属电路板21电性连结。发光二极管22可通过焊料S表面连接(SMT)在非金属电路板21，且焊料S直接与发光二极管22接触。其中，焊料S例如可包括锡、或锡合金(例如锡镍合金)或其组合，原本熔融状的焊料S，经回焊(reflow)冷却后，即可固化以连结发光二极管22与非金属电路板21。再者，由于焊料S与电路板连接处未具有金属材质，因此为了使发光二极管22能经由焊料S与非金属电路板21紧密连接，非金属电路板21还可具有金属层24设置在第一表面211，金属层24的材质可包括铜、镍、银或锡。借此，以使发光二极管22能经由焊料S确实地连接在非金属电路板21的第一表面211。
散热单元23焊接在非金属电路板21的第二表面212。散热单元23例如可包括一散热鳍片、或一散热板、或一散热片、或一热管或其组合。在此，散热单元23以包括散热鳍片作说明，其非限制性，而散热鳍片可利用挤型制程来制作，以成为一挤型散热鳍片。而散热单元23系可通过焊料S连接在非金属电路板21。同样的，由于非金属电路板21与焊料S连接处未具有金属材质，因此为使散热单元23可经由焊料S与非金属电路板21紧密连接，非金属电路板21的第二表面212也可具有金属层24。需注意的是，金属层24也可设置在散热单元23面对非金属电路板21的表面(例如电镀形成)。换言之，散热单元23上也可设置金属层24，以使散热单元23能确实地连接在非金属电路板21的第二表面212。
借此，发光模块2系利用非金属电路板21，并通过焊接方式连接散热单元23在非金属电路板21上，相对在发光二极管22的另一个表面。通过非金属电路板21不仅可降低材料成本，且利用焊接方式来连接散热单元23也可提高制作效率。再者，焊料S的导热系数系高于50W/mK，远大于在公知所利用的导热胶及散热垫片等的导热系数(介在0.2～6W/mK)，因此，发光模块2可进一步提高散热效果。
请参照图3所示，本发明优选实施例的发光模块2a的另一态样剖面示意图。发光模块2a的非金属电路板21a对应于发光二极管22还可设置至少一个开孔213，而焊料S充填在开孔213。再者，开孔213的孔壁上也可具有金属层24，以使焊料S能连接在非金属电路板21。
因此，当发光二极管22经由焊料S连接在非金属电路板21的第一表面211时，焊料S也会充填开孔213并流至非金属电路板21的第二表面212。借此，即可同时将散热单元23焊接在非金属电路板21的第二表面212，进而可更进一步提高发光模块2a的制作效率。且，发光模块2a经实验量测后，发光二极管22的PN接合到散热单元(以铝材为例)23之间所得的热阻值约是2.5℃/W，而如图1的发光模块1的热阻值则约是7.3℃/W。换言之，发光模块2a的热阻值远小于如图1的发光模块1的热阻值，因此，发光模块2a的热量传递效果较好，也使得其散热效果较佳。
值得一提的是，发光模块2a也可具有多个发光二极管22，且非金属电路板21a对应于所述发光二极管22设置多个开孔213。借此，可提高发光模块2a的亮度，以增加其应用范围。
请参照图4所示，本发明优选实施例的发光模块2b的另一态样剖面示意图。发光模块2b的非金属电路板21b具有至少一个开孔213b以及相对的第一表面211及第二表面212，发光二极管22设置在非金属电路板21b的第一表面211，并对应于开孔213b。在此，以非金属电路板21b具有多个开孔213b，而各发光二极管22对应的开孔数量并不限制，可以是一个或多个，在此系以各发光二极管22对应多个开孔213b设置，其非限制性。
散热单元23经由开孔213b内的焊料S直接连接在发光二极管22的背侧。换言之，散热单元23位在非金属电路板21b的第二表面212，但未与非金属电路板21b接触。需注意的是，与散热单元23连接的焊料S可能因表面张力，而略为突出于开孔213b外的范围。
借此，除可在焊接发光二极管22时，同时将散热单元23焊接在非金属电路板21b的第二表面212外，更可减少焊料S的使用量，以进一步降低成本。
综上所述，依据本发明的发光模块系利用非金属电路板，并通过焊接方式连接散热单元在非金属电路板上，相对在发光二极管的另一个表面。因此，通过非金属电路板不仅可降低材料成本，且利用焊接方式来连接散热单元也可提高制作效率，并进一步提高发光模块的散热效果。
以上所述仅为举例性，而并非为限制性。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，均应包括在后附的权利要求中。

Claims (11)

1.一种发光模块，其特征在于，包括：
一个非金属电路板，具有相对的一第一表面及一第二表面；
至少一个发光二极管，设置在所述非金属电路板的所述第一表面；以及
一散热单元，焊接在所述非金属电路板的所述第二表面。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述散热单元通过一焊料连接在所述非金属电路板。
3.根据权利要求2所述的发光模块，其特征在于，所述焊料包括锡、或锡合金或其组合。
4.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述发光二极管通过一个焊料表面连接在所述非金属电路板。
5.根据权利要求4所述的发光模块，其特征在于，所述非金属电路板对应于所述发光二极管设置至少一个开孔。
6.根据权利要求5所述的发光模块，其特征在于，所述焊料充填在所述开孔。
7.根据权利要求4所述的发光模块，其特征在于，所述焊料直接与所述发光二极管接触。
8.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述非金属电路板还具有一金属层设置在所述第二表面。
9.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述散热单元面对所述非金属电路板的表面还具有一个金属层。
10.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，所述非金属电路板是一个玻璃电路板、或一个树脂电路板、或一个陶瓷电路板、或一个玻璃纤维电路板。
11.一种发光模块，其特征在于，包括：
一个非金属电路板，具有至少一个开孔以及相对的一第一表面及一第二表面；
至少一个发光二极管，设置在所述非金属电路板的所述第一表面，并对应于所述开孔；以及
一个散热单元，经由所述开孔内的一焊料连接在所述发光二极管。
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