CN102878452A - 散热结构及其制造方法以及具备其的发光二极管灯具 - Google Patents

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CN102878452A CN2012102958410A CN201210295841A CN102878452A CN 102878452 A CN102878452 A CN 102878452A CN 2012102958410 A CN2012102958410 A CN 2012102958410A CN 201210295841 A CN201210295841 A CN 201210295841A CN 102878452 A CN102878452 A CN 102878452A
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谢丰仰
曾立伟
杨景福
蔡佩萦
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景智电子股份有限公司
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Abstract

本发明提供一种散热结构及其制造方法以及具备其的发光二极管灯具,至少包含一金属支架以及一绝缘件。金属支架包含:形成于金属支架一端的载置台;以及围成管状通道,从载置台向金属支架另一端延伸并于另一端形成开口的通道部,其中,一贯通孔自金属支架的外侧连通管状通道。绝缘件被覆通道部的内侧面以及至少一部分的通道部的外侧面。此外,本发明亦提供一种具备前述散热结构的发光二极管灯具及其制造方法。

Description

散热结构及其制造方法以及具备其的发光二极管灯具
技术领域
[0001] 本发明关于一种散热结构,特别关于一种用于发光二极管灯具的散热结构,以及具备其散热结构的发光二极管灯具与制造方法。
背景技术
[0002] 因具有节能、寿命 长等的优点,发光二极管灯具已渐渐地普及于世。然而发光二极管灯具工作中产生的高热,除了会影响其寿命,亦有安全性的顾虑,对此,市售的发光二极管灯具通常具有散热结构。公用发光二极管灯具中的散热结构,通常针对发光二极管芯片或发光二极管模块的设置型态,形成平板状或反光面镜状而与发光二极管芯片或发光二极管模块导热性连结地设置,将其产生的热量散热,但并未对于将外部电源变换为驱动发光二极管芯片的电力的驱动电路模块工作中产生的热量进行散热。并且,因金属制的散热结构呈平板状或反光面镜状之故,对于电磁干扰等的噪声屏蔽效果有限。
[0003]另外,此等散热结构通常以铝等的金属材料独自完成散热结构的制作之后,再与发光二极管灯具的其他元件进行组装。制造的过程中,为了使金属制的散热结构与后制作过程的元件能匹配,金属的表面需经过多道加工处理,另外,金属制的散热结构与发光二极管模块、驱动电路模块之间的绝缘亦须费神注意。
[0004] 再者,若散热结构外露的情况时,散热结构直接成为产品的外观。虽亦可对于金属制的散热结构进行表面的涂装,造型变化,花纹等的加工,以应付求新求变的消费市场,但对于金属进行如此的加工,须花费较高的成本,制成的产品单价将会提高,如此的发光二极管灯具的普及化将行困难。
发明内容
[0005] 对此,本发明的目的是提供一种散热结构,其用于发光二极管灯具,不但可提供发光二极管芯片的散热,亦可提供驱动电路模块的散热,并且提供良好的电磁干扰等的噪声屏蔽效果。
[0006] 另外,本发明的目的是提供一种具备上述散热结构的发光二极管灯具,于组装时无须另外费神注意散热结构与发光二极管模块、驱动电路模块之间的绝缘。
[0007] 再者,本发明的目的是提供一种散热结构制造方法,省除金属表面的多道处理加工,利用加工成本较低的材料被覆于散热结构成为产品的外观,利于产品外观的加工,可降低成本,以期容易地达成发光二极管灯具的普及化。
[0008] 为了达成上述目的,本发明提供一种散热结构,至少包含一金属支架以及一绝缘件。金属支架包含:形成于金属支架一端的载置台;以及围成一管状通道,从载置台向金属支架另一端延伸并于另一端形成开口的通道部,其中,一贯通孔自金属支架的外侧连通管状通道。绝缘件被覆通道部的内侧面以及至少一部分的通道部的外侧面。
[0009] 上述的散热结构,其中该绝缘件由塑胶材料所构成。
[0010] 上述的散热结构,其中该绝缘件由陶瓷材料所构成。[0011] 上述的散热结构,其中该载置台的外缘轮廓大于该管状通道轮廓。
[0012] 上述的散热结构,其中该绝缘件于该通道部的外侧面形成镂空。
[0013] 上述的散热结构,其中该金属支架更包含散热鳍片,其设于该通道部的外侧面。
[0014] 上述的散热结构,其中该散热鳍片外露于该绝缘件。
[0015] 上述的散热结构,其中多个该散热鳍片呈辐射状地设于该通道部的外侧面。
[0016] 上述的散热结构,其中多个该散热鳍片以彼此不接触的层状,沿着该通道部的延伸方向设于该通道部的外侧面。
[0017] 上述的散热结构,其中更包含一通气部,连通该管状通道与外部大气。
[0018] 上述的散热结构,其中该绝缘件被覆该开口边缘。
[0019]另外,本发明提供一种发光二极管灯具,其包含上述的散热结构;设于散热结构的通道部的开口一端的导电接头;设于通道部的管状通道内,并与导电接头电性连接的驱动电路模块;以及导热性连结地设于载置台,并通过散热结构的贯通孔与驱动电路模块电性连接的发光二极管模块。
[0020] 上述的发光二极管灯具,其中该导电接头与该通道部一体地形成,该驱动电路模块可通过该贯通孔。
[0021] 上述的发光二极管灯具,其中该驱动电路模块与该散热结构导热性连结。
[0022] 上述的发光二极管灯具,其中更包含一灯罩,配置于该发光二极管模块上。
[0023] 上述的发光二极管灯具,其中包含:一导电接头,设于该通道部的该开口一端;一驱动电路模块,设于该通道部的该管状通道内,并与该导电接头电性连接;一发光二极管模块,导热性连结地设于该载置台,并通过该贯通孔与该驱动电路模块电性连接。
[0024] 上述的发光二极管灯具,其中该驱动电路模块与该散热结构导热性连结。
[0025] 上述的发光二极管灯具,其中更包含一灯罩,配置于该发光二极管模块上。
[0026] 再者,本发明提供一种散热结构制造方法,其至少包含制作金属支架;以及被覆绝缘件的步骤。该金属支架包含:形成于金属支架一端的载置台;以及围成管状通道,从载置台向金属支架另一端延伸并于另一端形成开口的通道部,其中,一贯通孔自金属支架的外侧连通管状通道。被覆绝缘件时,于通道部的内侧面、以及至少一部分的通道部的外侧面被覆绝缘件。
[0027] 上述的散热结构制造方法,其中该绝缘件由塑胶材料所构成,被覆该绝缘件的步骤以埋入成形法,一次性地被覆该塑胶材料于该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面。
[0028] 上述的散热结构制造方法,其中该绝缘件由陶瓷材料所构成,被覆该绝缘件的步骤以泥状的该陶瓷材料一次性地被覆于该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面,之后经烧结而制成。
[0029] 上述的散热结构制造方法,其中制作金属支架的步骤更包含形成散热鳍片于该通道部的外侧面。
[0030] 上述的散热结构制造方法,其中被覆该绝缘件的步骤包含于该开口边缘被覆绝缘件。
附图说明[0031] 图I为本发明的散热结构一实施例的剖面图;
[0032] 图2为图I的散热结构的分解图;
[0033]图3为本发明的散热结构的其他实施例的示意图;
[0034]图4为本发明的散热结构的其他实施例的示意图;
[0035]图5为本发明的散热结构的其他实施例的示意图;
[0036] 图6为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具一实施例的剖面图;
[0037] 图7为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具一实施例的分解图; [0038]图8为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具的其他实施例的示意图;
[0039] 图9A为导电接头与散热结构的连结的实施例的示意图;
[0040] 图9B为导电接头与散热结构的连结的实施例的示意图;
[0041]图10为本发明的散热结构的其他实施例的示意图;
[0042]图11为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具的其他实施例的示意图;
[0043]图12为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具的其他实施例的示意图。
[0044] 其中,附图标记:
[0045] 100:散热结构 110:金属支架
[0046] 111 :载置台 112 :通道部
[0047] 113:开口 114:端缘
[0048] 115:贯通孔 116:辐射状散热鳍片
[0049] 117:层状散热鳍片 118:管状通道
[0050] 119:通气部 120 :绝缘件
[0051] 121 :镂空 200:导电接头
[0052] 300:驱动电路模块 400 :发光二极管模块
[0053] 500 :灯罩
具体实施方式
[0054] 图I为本发明的散热结构一实施例的剖面图,图2为图I的散热结构的分解图。本发明的散热结构100可用于发光二极管灯具,如图I、图2所示,其包含金属支架110、以及绝缘件120。在不同的实施例中,散热结构100亦可用于其他类型的灯具。
[0055] 金属支架110较佳由导热性良好的铜、铝等金属材料所构成,其包含形成于金属支架110 —端的载置台111 ;以及围成管状通道118,从载置台111向下延伸并于金属支架110另一端形成开口 113的通道部112。另外,贯通孔115自金属支架110的外侧连通管状通道118。以本实施例而言,载置台111用以载置发光二极管灯具的发光二极管模块。通道部112的管状通道118内可容纳发光二极管灯具中的驱动电路模块。将发光二极管模块设于载置台111并将驱动电路模块设于通道部112的管状通道118内时,发光二极管模块与驱动电路模块之间可经由贯通孔115电性连接。
[0056] 绝缘件120较佳由耐热性及加工性良好的材料,例如可由塑胶材料或陶瓷材料等所构成。再者,更可采用于塑胶材料或陶瓷材料中掺杂铝粉、铜粉等热良导体所成的散热塑胶材料或散热陶瓷材料。
[0057] 绝缘件120直接被覆通道部112的内侧面以及至少一部分的通道部112的外侧面。虽然绝缘件120的被覆厚度因材料的被覆性、强度等因素而异,但为了顾及散热效果,绝缘件120的被覆厚度以薄层为佳。
[0058] 以绝缘件120被覆金属支架110时,如图I与图3所示,绝缘件120并未被覆作为载置台111的部分,借此,以载置台111载置发光二极管模块时可有较佳的导热性连结,但不限于此,如图6所示,绝缘层120亦可部分地被覆于载置台111。
[0059] 因通道部112的管状通道118内可配设发光二极管灯具的驱动电路模块,通过绝缘件120被覆通道部112的内侧面,使金属支架110与通道部112的管状通道118内部空间绝缘,若为如此的构成,组装发光二极管灯具时,驱动电路模块就无须再施以绝缘加工而可直接置入通道部112的管状通道118内部空间。并且,因驱动电路模块配设于通道部112的管状通道118内,通 过金属的通道部112环绕于驱动电路模块,可提供驱动电路模块良好的电磁干扰等的噪声屏蔽效果。以绝缘件120被覆通道部112的外侧面时可被覆于其外侧面的整体;但若顾虑到散热效果,除了上述薄层地被覆绝缘件120之外,绝缘件120亦可于通道部112的外侧面形成镂空121 (参照图7),使金属支架110的露出部分可直接向大气散热。另外,以绝缘件120被覆金属支架110时除了上述通道部112的内侧面以及至少一部分的通道部112的外侧面之外,绝缘件120亦可被覆于开口 113的边缘114。借此,使金属支架110开口 113的边缘114亦电性绝缘。
[0060]图3至图5为本发明的散热结构的其他实施例的示意图。如图3所示,当载置台111的外缘轮廓大于通道部112的管状通道118轮廓时,可于载置面111承载较大型的发光二极管模块,制作发光面较大的发光二极管灯具。图3所示的散热结构100中,载置台111的反面(即非载置发光二极管模块的一面)一部分外露于通道部112外侧,此外露的部分可自由地选择被覆或不被覆绝缘件120 (图3表示未被覆的情况)。另外,为了有更佳的散热效果,亦可于通道部112的外侧面设置散热鳍片,例如,如图4所示,可于通道部112的外侧面设置呈辐射状排列的多个散热鳍片116,另外,如图5所示,亦可于通道部112的外侧面,沿着通道部112的延伸方向,设置互不接触而层状排列的多个散热鳍片117。又,上述散热鳍片可如图8所示,通过上述镂空121外露于大气,亦可被绝缘件120所包覆。
[0061] 以下,说明本发明的散热结构制造方法。
[0062] 制作本发明的散热结构100时,首先,制作金属支架110。此时,于金属支架110 —端形成载置台111,从载置台111向下延伸管状通道118而于金属支架110另一端形成开口 113,以形成通道部112,并且,形成自金属支架110外侧连通管状通道118的贯通孔115。此步骤中,可采用例如模铸、削切、研磨、冲压等公用的加工法,制作预定型态的金属支架。
[0063] 之后,被覆绝缘件120于通道部112的内侧面、以及至少一部分的通道部112的外侧面。如上所述,绝缘件120可由例如塑胶材料或陶瓷材料等所构成。此时,被覆绝缘件120的步骤可采用埋入成形法。绝缘件120由塑胶材料构成时,将已制作完成的金属支架110置于塑胶射出成形用的模具中,以溶融状态的塑胶材料注入模具中,一次性地被覆于通道部112的内侧面、以及至少一部分的通道部112的外侧面,经冷却、脱模之后,制成本发明的散热结构100。再者,绝缘件120由陶瓷材料构成时,将已制作完成的金属支架110置于填浆用的模具中,以均匀混合的泥状陶瓷材料填入模具中,一次性地被覆于通道部112的内侧面、以及至少一部分的通道部112的外侧面,经干燥、脱模、烧结、冷却等步骤之后,制成本发明的散热结构100。[0064] 如上所述,以绝缘件120作为产品外观被覆金属支架110,可利用成本较低的加工法对于绝缘件120进行加工,且可省除对于金属支架110的金属表面的多道处理加工,降低成本,以期容易地达成发光二极管灯具的普及化。
[0065] 接着,说明具备本发明的散热结构的发光二极管灯具。图6为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具一实施例的剖面图,图7为具备本发明的散热结构的发光二极管灯具一实施例的分解图。如图6、图7所示,发光二极管灯具包含上述的散热结构100、导电接头200、驱动电路模块300、以及发光二极管模块400。导电接头200设于散热结构100的通道部112的开口一端,用以与外部电路电性连接。导电接头200可为例如公用的E12、E14、E27等规格的灯泡接头,或者为PL、FML、FPL等规格的灯管接头。驱动电路模块300为设于散热结构100的通道部112管状通道118内,并与导电接头200电性连接。发光二极管模块400为导热性连结地设于散热结构100的载置台111,并通过贯通孔115与驱动电路模块300电性连接。
[0066] 将此发光二极管灯具装设于对应的外部电路并导通电源时,导电接头200接受来 自外部电路的供电,将该供电传送至驱动电路模块300。驱动电路模块300将该供电变换为使发光二极管模块400工作用的电力,传送至发光二极管模块400。发光二极管模块400接受来自驱动电路模块300的电力,开始工作(发光),此时,伴随发光二极管模块400的工作产生的热量通过与发光二极管模块400导热连结的载置台111,传热至散热结构100整体,之后,通过散热结构100将热量散热至外部。
[0067] 另外,因驱动电路模块300工作中亦会产生热量,因此,驱动电路模块300设于通道部112的管状通道118内时,驱动电路模块300亦可导热连结于被覆通道部112的内侧面的薄层绝缘件120,透过绝缘件120将驱动电路模块300工作产生的热量传达至通道部112再传热至散热结构100整体,之后,通过散热结构100将热量散热至外部。如上所述,即驱动电路模块300亦可与散热结构100导热性连结。
[0068] 具备本发明的散热结构的发光二极管灯具中更可于发光二极管模块400上配置一灯罩500,以保护发光二极管模块400不因水气、灰尘等而受损,另外,灯罩500亦可改变发光二极管模块400发出的光线态样,例如利用凸透镜的灯罩使发出的光线聚光、利用雾面灯罩使发出的光线散光、利用混有萤光体或染色剂的灯罩使发出的光线改变颜色等。
[0069] 制作本发明的散热结构100时,开口 113的端缘114可选择被覆或不被覆绝缘件120。若端缘114未被覆绝缘件120的情况下,组装发光二极管灯具的导电接头200时,可选择如图9A所示,将导电接头200嵌于通道部112内侧面被覆的绝缘件120,或者如图9B所示,将导电接头200套于通道部112外侧面被覆的绝缘件120。
[0070] 再者,若已顾虑到金属支架110整体与驱动电路模块300及发光二极管模块400之间的绝缘性,并且,贯通孔115的大小足以将驱动电路模块300组装至通道部112内的情况时,如图10所示,可直接于金属支架110中异于载置台111的一端,一体地形成导电接头200。
[0071] 上述的说明以及附图的各图中,主要以圆管状的管状通道的通道部112为例进行说明,但如将本发明应用于PL、FML、FPL等规格的灯管的灯具时,对应灯具的型态,通道部112可为扁管状的管状通道,载置台111亦可为从金属支架110—端延伸出的片状型态。
[0072] 上述各实施例中,贯通孔115设于载置台111以贯通通道部112的内侧与外侧,但不限于此,例如,如图11所示,贯通孔115亦可设于通道部112,对应贯通孔115的位置,形成绝缘件120时,亦预留走线的空间,如此,发光二极管模块400即可通过导线通过贯通孔115与驱动电路模块300电性连接。再者,驱动电路模块300亦可经由开口 113与发光二极管模块400电性连接,亦即开口 113亦可直接作为贯通孔的功能。
[0073] 图12所示的发光二极管灯具中,散热结构100更可包含至少一通气部119,连通管状通道与外部大气。图12所示的实施例中,通气部119透过绝缘件120的镂空121并穿过金属支架110使管状通道与外部大气连通,但绝缘件120未设有镂空121的情况时,通气部119可直接穿过绝缘件120与金属支架110,连通管状通道与外部大气。借此,管状通道内的受热空气可与外部大气换气。
[0074] 于散热结构100仅设置一个如此的通气部119即可产生上述换气的效果,但如图12所示,发光二极管灯具设有二通气部119时,如图所示地安装发光二极管灯具于天花板的灯座的状态下,二通气部119呈上下方向地配置。发光二极管灯具于此状态下工作中,管 状通道内的空气受到发光二极管工作中产生的热量加热而上升,从上方的通气部119排出外部大气,使得管状通道中成为拟真空的状态。借此,未受热的外部空气即从下方的通气部119被引入管状通道中,受热之后上升从上方的通气部119排出外部大气,即发生烟囱效应。如此不断地循环,更有助益于散热效果的改善。
[0075] 如上所述,依据本发明的散热结构,不但可提供发光二极管芯片的散热,因散热结构亦提供通道部的容置空间以容置驱动电路模块,因此亦可提供驱动电路模块的散热。另夕卜,驱动电路模块容置于管状的通道部中,可有良好的电磁干扰等的噪声屏蔽效果。
[0076] 另外,依据本发明的发光二极管灯具,因通道部的内侧面已被覆绝缘件,于组装发光二极管灯具时,无须另外费神注意散热结构与发光二极管模块、驱动电路模块之间的绝缘,操作性良好。
[0077] 再者,依据本发明的散热结构制造方法,即可省除金属表面的多道处理加工,并利用加工成本较低的材料被覆于散热结构成为产品的外观,利于产品外观的加工,可降低成本,以期容易地达成发光二极管灯具的普及化。

Claims (23)

1. 一种散热结构,用于发光二极管灯具,其特征在于,至少包含: 一金属支架,其包含: 一载置台,形成于该金属支架一端;以及 一通道部,围成一管状通道,该通道部从该载置台向该金属支架另一端延伸并于该另一端形成一开口,其中一贯通孔自该金属支架的外侧连通该管状通道;以及一绝缘件,被覆该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面。
2.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该绝缘件由塑胶材料所构成。
3.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该绝缘件由陶瓷材料所构成。
4.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该载置台的外缘轮廓大于该管状通道轮廓。
5.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该绝缘件于该通道部的外侧面形成镂空。
6.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该金属支架更包含散热鳍片,其设于该通道部的外侧面。
7.如权利要求6所述的散热结构,其特征在于,该散热鳍片外露于该绝缘件。
8.如权利要求6所述的散热结构,其特征在于,多个该散热鳍片呈辐射状地设于该通道部的外侧面。
9.如权利要求6所述的散热结构,其特征在于,多个该散热鳍片以彼此不接触的层状,沿着该通道部的延伸方向设于该通道部的外侧面。
10.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,更包含一通气部,连通该管状通道与外部大气。
11.如权利要求I所述的散热结构,其特征在于,该绝缘件被覆该开口边缘。
12. 一种发光二极管灯具,其特征在于,包含: 权利要求I至10的任一项所述的散热结构; 一导电接头,设于该通道部的该开口一端; 一驱动电路模块,设于该管状通道内,并与该导电接头电性连接; 一发光二极管模块,导热性连结地设于该载置台,并通过该贯通孔与该驱动电路模块电性连接。
13.如权利要求12所述的发光二极管灯具,其特征在于,该导电接头与该通道部一体地形成,该驱动电路模块可通过该贯通孔。
14.如权利要求12所述的发光二极管灯具,其特征在于,该驱动电路模块与该散热结构导热性连结。
15.如权利要求12所述的发光二极管灯具,其特征在于,更包含一灯罩,配置于该发光二极管模块上。
16. 一种发光二极管灯具,其特征在于,包含: 权利要求11所述的散热结构; 一导电接头,设于该通道部的该开口一端; 一驱动电路模块,设于该通道部的该管状通道内,并与该导电接头电性连接; 一发光二极管模块,导热性连结地设于该载置台,并通过该贯通孔与该驱动电路模块电性连接。
17.如权利要求16所述的发光二极管灯具,其特征在于,该驱动电路模块与该散热结构导热性连结。
18.如权利要求16所述的发光二极管灯具,其特征在于,其中更包含一灯罩,配置于该发光二极管模块上。
19. 一种散热结构制造方法,其特征在于,至少包含下述步骤: 制作一金属支架,该金属支架包含:一载置台,形成于该金属支架一端;以及一通道部,围成一管状通道,该通道部从该载置台向该金属支架另一端延伸并于该另一端形成一开口,其中一贯通孔自该金属支架的外侧连通该管状通道;以及 被覆一绝缘件于该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面。
20.如权利要求19所述的散热结构制造方法,其特征在于,该绝缘件由塑胶材料所构成,被覆该绝缘件的步骤以埋入成形法,一次性地被覆该塑胶材料于该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面。
21.如权利要求19所述的散热结构制造方法,其特征在于,该绝缘件由陶瓷材料所构成,被覆该绝缘件的步骤以泥状的该陶瓷材料一次性地被覆于该通道部的内侧面以及至少一部分的该通道部的外侧面,之后经烧结而制成。
22.如权利要求19所述的散热结构制造方法,其特征在于,制作金属支架的步骤更包含形成散热鳍片于该通道部的外侧面。
23.权利要求19至22的任一项所述的散热结构制造方法,其中被覆该绝缘件的步骤包含于该开口边缘被覆绝缘件。
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