CN102011955A

CN102011955A - 热阻并联式led光源及包含该热阻并联式led光源的灯具

Info

Publication number: CN102011955A
Application number: CN2010102500314A
Authority: CN
Inventors: 苏晋锋; 林季盘; 吴定丰; 李伟成
Original assignee: Antiya Technology Corp
Current assignee: Antiya Technology Corp
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2011-04-13

Abstract

本发明是一种热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED光源的灯具，所述热阻并联式LED光源系包含一LED模组、一第一散热构件及一第二散热构件，该LED模组于其具有导热性的基座上表面粘着至少一LED晶片，并形成一透光体将所述LED晶片包覆于内，基座中并绝缘设置复数电极脚伸出基座下表面，第一散热构件与二散热构件系分别接触基座的上表面及下表面，而成热阻并联的型态，该热阻并联式LED光源应用于灯具中，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件与第二散热构件，达到并联式散热功能。

Description

热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED光源的灯具

【技术领域】

本发明是关于一种LED灯具，尤指一种包含有热阻并联式LED光源的灯具及该热阻并联式LED光源设计。

【背景技术】

LED(发光二极体)具有体积小、效率高、反应时间快、产品寿命较其他光源长以及不含对环境有害的汞等功用，为现今照明产品的主要产品之一。

LED随着LED晶片的发光功率的提升，其产生热相对提高。由于散热问题会影响LED发光效率、产品稳定度以及使用寿命等，故散热设计为LED相关产品之研发中，为一项重大的问题。

目前习知的LED模组应用于照明产品(如灯具)等，为使其产生的热得以散发，如图12所示，其主要使用一组铝基板式LED模组5以及作为散热机构之散热片6，前述铝基板式LED模组5之LED元件50是设于铝基板52上，该散热片6抵接铝基板52底面，如此令LED元件50中的LED晶片产生热向下传导至铝基板52，再由铝基板52热传导至该散热片6。

如图13所示的等效热阻示意图，其中，R₁’代表铝基板式LED模组5的晶片PN介面(PN junction of die)一直到铝基板52底面之间的热阻值；而R₂则代表铝基板52底面与散热片6之间的热阻值。于是由等效热阻示意图来看，最后PN介面到散热片6之间的热阻总值则为R＝R₁’+R₂。此单向热传导的散热机构，存在热阻偏高，造成散热效能不佳之缺点。

【发明内容】

本发明之主要目的在于提供一种热阻并联式LED光源及包含该热阻并联式LED光源的灯具，希藉此设计，解决现有LED灯具之LED模组产生的热能仅能单向传导散热不良的缺点。

为达成前述之目的，本发明所设计的热阻并联式LED光源是包含：

一LED模组，其主要包含一具有导热性的基座，于基座中绝缘设置复数电极脚延伸至基座下表面，于基座上表面粘着至少一LED晶片与电极脚电性连接，且于基座上表面形成一透光体将所述LED晶片包覆于内；

一第一散热构件，系接触基座的上表面，第一散热构件中具有一贯穿孔，透光体对应置于该贯穿孔中；以及

一第二散热构件，系接触基座的下表面，第二散热构件具有至少一通孔，电极脚穿过所述的通孔中，藉此，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件与第二散热构件，达到并联式散热功能。

本发明另一设计包含该热阻并联式LED光源的灯具包含一组如上所述的热阻并联式LED光源、一电路板、一灯具后盖以及一灯罩，该电路板电性连接该热阻并联式LED光源的电极脚，该灯具后盖提供该电路板置设其中，该灯罩将该热阻并联式LED光源罩盖于内。

本发明藉由前揭热阻并联式LED光源以及包含该热阻并联式LED光源的灯具设计，其主要的特点在于利用第一散热构件与第二散热构件分别接触LED模组的基座上表面及下表面，而成热阻并联的构造，如此，LED晶片所产生的热即能同时双向分别传导至第一散热构件与第二散热构件，及减少热阻，藉此低热阻的构造设计，使LED光源可以在良好散热结构下充分发挥其发光效能，以及具有较长的使用寿命。

【附图说明】

图1为本发明热阻并联式LED光源之一较佳实施例的立体分解示意图。

图2为图1所示热阻并联式LED光源较佳实施例的组合剖面示意图。

图3为图1所示热阻并联式LED光源较佳实施例的等效热阻示意图。

图4为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第一较佳实施例的立体分解示意图。

图5为图4所示包含热阻并联式LED光源的灯具第一较佳实施例的组合剖面示意图。

图6为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第二较佳实施例的立体分解示意图。

图7为图6所示包含热阻并联式LED光源的灯具第二较佳实施例的组合剖面示意图。

图8为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第三较佳实施例的立体分解示意图。

图9为图8所示包含热阻并联式LED光源的灯具第三较佳实施例的组合剖面示意图。

图10为本发明包含热阻并联式LED光源的灯具第四较佳实施例的立体分解示意图。

图11为图10所示包含热阻并联式LED光源的灯具第四较佳实施例的组合剖面示意图。

图12为习知铝基板式LED模组及其串联式散热机构的立体分解示意图。

图13为图12所示习知铝基板式LED模组及其串联式散热机构的等效热阻示意图。

【主要元件符号说明】

1 热阻并联式LED光源

10 LED模组 101 基座

102 电极脚 103 LED晶片

104 透光体

11 第一散热构件 111 贯穿孔

112 灯杯

12 第二散热构件 121 通孔

122 散热鳍片 123 散热孔

2 电路板

3 灯具后盖 30 灯泡接头

31 盖体 311 散热槽

32 盖部

4 灯罩 40 透光部

41 罩框

5 铝基板式LED模组

50 LED元件 52 铝基板

6 散热片

【具体实施方式】

本发明是包含一种热阻并联式LED光源以及一种包含热阻并联式LED光源的灯具，其中，如图1及图2所示，是揭示本发明热阻并联式LED光源1之一较佳实施例，所述的热阻并联式LED光源1主要是包含一LED模组10、一第一散热构件11以及一第二散热构件12，其中：

该LED模组10主要是包含：一基座101、复数电极脚102、至少一LED晶片103以及一透光体104，该基座101是导热材质所成形的构件，其具有一上表面以及一下表面；该复数电极脚102系绝缘设置于基座101中，且伸出基座101的下表面；所述的LED晶片103系粘着于基座101的上表面，所述LED晶片103并与电极脚102电性连接，于本较佳实施例，LED晶片103系以金属导线电性连接电极脚102；该透光体104系成形于基座101上表面，将所述LED晶片103及导线包覆于内。

该第一散热构件11系导热材质所成形的构件，第一散热构件11系接触基座101的上表面，第一散热构件11中具有一贯穿孔111，透光体104对应置于该贯穿孔111中。

该第二散热构件12系导热材质所成形的构件，第二散热构件接触基座101的下表面，第二散热构件12具有至少一通孔121，电极脚102穿过所述的通孔121中，其中通孔121为一个时，该通孔121可供该复数电极102脚一同穿过其中，当通孔121为多个时，每一通孔121提供一电极脚102穿过其中；所述第一散热构件11与第二散热构件12之间可以复数螺丝加以锁固。

前述热阻并联式LED光源1主要系利用第一散热构件11、第二散热构件12分别接触LED模组10的基座101上表面及下表面，藉此使LED晶片103点亮时产生的热可双向同时分别热传导至第一散热构件11与第二散热构件12，达到并联式散热功能。

如图3所示的等效热阻示意图，其中，R1代表LED模组10的晶片PN介面)一直到基座101之间的热阻值；而基座101分别与第一散热构件11、第二散热构件12之间的热阻值皆以R2代表。于是由等效热阻示意图来看，因为第一散热构件11及第二散热构件12分别提供了不同的热传路径，所以热流可同时分别由两种路径来传导至散热构件，形成了热阻并联的等效功能，该等效功能使得原热阻R2降低一半成为R2/2；最后PN介面到第一散热构件11及第二散热构件12之间的热阻总值则为R＝R1+(R2/2)。由上式与习知相比，可明显看出第二项由原本的R2变成R2/2，热阻并联式的光源结构因此大大降低其热阻，而提升其散热能力。

另外，除了上式总热阻公式的第二项R2可因此发明结构而降低之外，我们进一步探讨此式中第一项R1与R1’的不同。首先我们先回到习知的铝基板式LED模组应用于照明产品的热阻示意图13。其中R1’又可以细部分解为：晶片PN介面与晶片基板(Substrate of die)间的热阻(r1)、晶片基板(Substrate of die)与银胶(silver paste)间的热阻(r2)，以及银胶(silver paste)与基座(Base)间的热阻(r3)；LED元件50之基座(Base)与焊锡层之间具有热阻(r4)，焊锡层与铝基板52顶面之铜层(Copper layer of MCPCB)间具有热阻(r5)；于铝基板52其铜层(Copper layer of MCPCB)与绝缘层(Insulate layer of MCPCB)间具有热阻(r6)、绝缘层与其铝层(Aluminum of MCPCB)间具有热阻(r7)。其中，我们可以把r1、r2及r3的加总视为此传统习知LED元件50所造成的热阻值；r4、r5、r6及r7则可视为铝基板52所造成之热阻值。

因此，若把热阻R1’予以细部分解，则热阻R1’＝r1+r2+r3+r4+r5+r6+r7，故此习知结构有热阻偏高，造成散热效能不佳之缺点。

再反观本发明LED模组10的热阻值R1细部分解，包含有晶片PN介面与晶片基板间的热阻(r1)、晶片基板与银胶间的热阻(r2)，以及银胶与基座(base)间的热阻(r3)，则R1＝r1+r2+r3，与习知结构R1’＝r1+r2+r3+r4+r5+r6+r7相较之下，亦使热阻大为降低而散热能力大幅提升。

最后总结习知结构中的总热阻值R＝R1’+R2＝(r1+r2+r3+r4+r5+r6+r7)+R2；而本发明结构LED模组10与并联之第一散热构件11、第二散热构件12间具有热阻(R2/2)，因此总热阻值则R＝R1+(R2/2)＝r1+r2+r3+(R2/2)，两者相较之下，确实具有降低热阻的显著功效。

如图4至图11所示，是揭示本发明包含热阻并联式LED光源的灯具之数种较佳实施例，该灯具主要是包含一组热阻并联式LED光源1、一电路板2、一灯具后盖3以及一灯罩4，其中：

所述热阻并联式LED光源1系如图1及图2所示者，该电路板2是与该热阻并联式LED光源1的电极脚102电性连接，该灯具后盖3提供该电路板2置设其中，该灯罩4具有可透光材质所成形的透光部，且系设置于灯具后盖3前端，该灯罩4将该热阻并联式LED光源1罩盖于内。

如图4、5所示，是揭示本发明灯具为灯泡型态的第一种较佳实施例，该灯具后盖3具有一灯泡接头30，灯泡接头30上具有二电连接部电性连接电路板2，且灯具后盖3于灯泡接头30上端设有一盖体31，提供电路板2以及热阻并联式LED光源1置设其中，该盖体31上设有复数散热槽311，提供空气对流之用。如图6、7与图8、9所示，是揭示本发明灯具为灯泡型态的第二、三种较佳实施例，该灯具后盖3同样具有一灯泡接头30，灯泡接头30上具有二电连接部电性连接电路板2，于灯泡接头30上端具有一盖部32，该第二散热构件12周边分布设置复数散热鳍片122，并以该复数散热鳍片122后端连接盖部32，灯罩4接设于该复数散热鳍片122前端。

如图10、11所示，是揭示本发明灯具为嵌灯型式的较佳实施例，于热阻并联式LED光源1中，该第一散热构件11具有一灯杯112，贯穿孔111设于灯杯112底部，并以灯杯112底部接触LED模组10的基座101上表面，第二散热构件12外环段形成复数散热孔123，提供气流流通之用，灯杯112内表面为一反射面，用以集聚LED模组10所发出的光朝外投射，灯罩4具有一平板状的透光部40设置于一罩框41中，以罩框41组设于第一散热构件11上。

本发明藉由前述各式灯具设计，使其可外接电源，而令其中热阻并联式LED光源点亮，该热阻并联式LED光源的LED晶片所产生的热可双向同时分别热传热至第一散热构件与第二散热构件，并可进一步传导至灯具后盖或散热鳍片等等，使LED晶片所产生的热得以有效散发，使灯具及其热阻并联式LED光源得以长久使用。

综上所述，本发明已具备显著功效增进，并符合专利要件，爰依法提起申请。本发明虽已于前述实施例中所揭露，但并不仅限于前述实施例中所提及之内容，在不脱离本发明之精神和范围内所作之任何变化与修改，均属于本发明之保护范围。

Claims

1.一种热阻并联式LED光源，其包含：

一第二散热构件，系接触基座的下表面，第二散热构件具有至少一通孔，电极脚穿过所述的通孔中，藉此，使LED晶片产生的热可双向同时分别传导至第一散热构件与第二散热构件，达到热阻并联式散热功能。

2.一种包含热阻并联式LED光源的灯具，是包含一组如权利要求1所述的热阻并联式LED光源、一电路板、一灯具后盖以及一灯罩，该电路板电性连接该热阻并联式LED光源的电极脚，该灯具后盖提供该电路板置设其中，该灯罩将该热阻并联式LED光源罩盖于内。

3.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该灯具后盖具有一灯泡接头以及一设于灯泡接头上的盖体，灯泡接头上具有二电连接部电性连接电路板，盖体提供电路板及热阻并联式LED光源置设其中。

4.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该灯具后盖具有一灯泡接头及设于灯泡接头上的盖部，灯泡接头上具有二电连接部电性连接电路板，该第二散热构件周边分布设置复数散热鳍片，并以该复数散热鳍片后端连接盖部。

5.如权利要求2所述的包含热阻并联式LED光源的灯具，其特征在于，其中，该第一散热构件具有一内有反射面的灯杯，贯穿孔设于灯杯底部，且以灯杯底部接触LED模组的基座上表面，灯罩具有一透光部设置于一罩框中，以罩框组设于第一散热构件上。