CN201180947Y

CN201180947Y - 发光二极管组合结构

Info

Publication number: CN201180947Y
Application number: CNU2008200091180U
Authority: CN
Inventors: 熊麒
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhang Peilun
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2018-04-02

Abstract

本实用新型提供一种发光二极管组合结构，包括：多个发光二极管单元；一电路基板，具有多个穿孔，所述发光二极管单元穿设于所述穿孔中；以及一设置在所述电路基板下方的散热基座，所述散热基座上表面凸设有多个对应于所述发光二极管单元的凸块，其中每一凸块顶抵在相对应的发光二极管单元。通过所述凸块直接接触发光二极管单元，可快速地将发光二极管单元伴随发光而生成的热量散逸至环境中。

Description

发光二极管组合结构

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管组合结构，特别指一种利用高导热系数的散热基座提供高热量传输路径的发光二极管组合结构。

背景技术

发光二极管(Ligh Emitting Diode，LED)已成为未来照明时代众所瞩目的应用产品，为了提升亮度，由电能转换为发光的效率成为首要课题，目前在低功率的发光二极管发光效率约为64％；而在高功率的发光二极管应用上，仅有15～20％的输入功率产生光，却有80％以上的能量用于产生热量，而热对发光二极管本身又将造成不可预期的损害，若组件无法散去这些高热，除了各种封装材料会因为彼此间膨胀系数的不同而有产品可靠度的问题，例如环氧树脂的封装达到玻璃转移温度时，树脂材料会很快速的膨胀，在半导体与焊点接触的位置产生应力，导致连接点的变形或断裂；同时发光二极管晶粒温度上升也将对于发光效率及组件寿命造成极大影响。目前在高亮度发光二极管的应用上，研究发光二极管散热系统是很重要的技术方向。

然而，另一方面，降低发光二极管界面温度更可以提高发光二极管组件色彩稳定度、组件使用寿命以及加强光输出强度等优势，故解决发光二极管散热问题实为发光二极管产业进一步发展的一大技术瓶颈。

最初的单芯片发光二极管的功率不高，发热量有限，热的问题不大，因此其封装方式相对简单。但近年随着发光二极管材料技术的不断突破，发光二极管的封装技术也随之改变，从早期单芯片的炮弹型封装逐渐发展成扁平化、大面积的多芯片封装模块；其工作电流由早期20mA左右的低功率的发光二极管，发展到目前的1/3至1A左右的高功率的发光二极管。由于高亮度、高功率发光二极管系统所衍生的热问题将是影响产品功能优劣的关键，要将发光二极管组件的发热量迅速排出至周遭环境，首先必须从封装层的热管理着手，而目前业界的作法是将发光二极管晶粒以焊料或导热膏接着在一均热片上，经由均热片降低封装模块的热阻抗；或是通过散热片、热管、风扇及热界面材料所组成的气冷模块将热量导出。然而上述现有构造在实际使用时，仍具有以下缺点：

1、高单价及可靠度的问题；以及

2、风扇耗电及噪音等问题。

故本实用新型的发明人有鉴于上述现有的发光二极管的散热系统在实际使用时的缺点，且积累个人从事相关产业开发实务上多年的经验，精心研究，终于提出一种设计合理且有效改善上述问题的发光二极管组合结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发光二极管组合结构，通过高导热系数的散热基座直接接触在发光二极管单元，以提供快速导出热量的要求。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种发光二极管组合结构，包括：多个发光二极管单元；一电路基板，具有多个穿孔，所述发光二极管单元穿设于所述穿孔中；以及一设置在所述电路基板下方的散热基座，所述散热基座上表面凸设有多个对应于所述发光二极管单元的凸块，每一凸块顶抵在相对应的发光二极管单元。

为了达到上述目的，本实用新型还提供一种发光二极管组合结构，包括：多个发光二极管单元；两个长条形的电路基板，所述发光二极管单元跨接在所述电路基板；以及一散热基座，所述散热基座上表面凸设置有一对应于所述发光二极管单元的长条形凸块，所述长条形凸块顶抵在所述发光二极管单元。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提出的发光二极管组合结构，可利用散热基座提供快速的导热模式，用于迅速将发光二极管所产生的热量由系统中导出。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型的发光二极管组合结构的第一实施例的分解示意图；

图2为本实用新型的发光二极管组合结构的第一实施例的侧视图；

图3为本实用新型的发光二极管组合结构的第二实施例的分解示意图；

图4为本实用新型的发光二极管组合结构的第二实施例的侧视图。

主要组件符号说明

发光二极管组合结构1

发光二极管单元10

导线支架101

电路基板11、11A、11B

穿孔111

导电线路112

散热基座12

凸块121

长条形凸块121A

散热结构122

侧部123

反光杯单元13

具体实施方式

首先，请参阅图1与图2所示，为本实用新型提出的一种发光二极管组合结构1，包括：多个发光二极管单元10；一电路基板11，上述电路基板11具有多个穿孔111，上述发光二极管单元10穿设于上述穿孔111中；以及一设置在上述电路基板11下方的散热基座12，上述散热基座12上表面凸设有多个对应于上述发光二极管单元10的凸块121，每一凸块121顶抵在相对应的发光二极管单元10。

每一个发光二极管单元10两端分别具有至少一导线支架101，上述导线支架101电性连接在上述电路基板11上的导电线路112上，以传输讯号与电源，进而提供上述发光二极管单元10发出光源。另外，上述发光二极管单元10的尺寸大小略小于上述穿孔111，以使上述发光二极管单元10穿设在上述穿孔111之中。

再者，上述发光二极管单元10与电路基板11可放置在一散热基座12上，上述散热基座12可提供上述发光二极管单元10散热功能；而该散热基座12为金属材质，例如：高导热率的铝、铜金属，但不限于此。该散热基座12的上表面凸设有多个凸块121，且每一凸块121对应于每一穿孔111以及每一发光二极管单元10。而每一凸块121的大小尺寸也略小于该穿孔111，当该电路基板11放置在该散热基座12的上表面，每一个凸块121可延伸至该凸块121对应的穿孔111内部，并顶抵在该凸块121对应的发光二极管单元10；同样通过该电路基板11上的穿孔111，该散热基座12的每一个凸块121可接触该凸块121对应的发光二极管单元10。

另外，该散热基座12的下表面更进一步成型有多个散热结构122，例如：散热鳍片等，以提供良好散热功能的结构。当上述发光二极管单元10发出光源时，所产生的热量可以通过与凸块121的接触而快速导出，由于该散热基座12具有高导热性，且设有散热结构122，上述发光二极管单元10所产生的热量可以通过散热基座12所提供的良好的纵向(垂直)以及横向(水平)导热模式快速散逸，进而降低上述发光二极管单元10的界面温度，以提升上述发光二极管单元10的发光特性。

另一方面，本实施例中发光二极管组合结构1更进一步设有反光杯单元13，上述反光杯单元13对应于上述穿孔111，且固定在该电路基板11上。反光杯单元13的作用是收集晶粒侧面、界面发出的光，并朝期望的方向角发射。而每一个反光杯单元13顶部具有包封的环氧树脂，可以保护上述发光二极管单元10等不受外界影响；采用不同的形状和材料性质(例如：添加色散剂等)，以达成透镜或漫射透镜的功能，进而控制光的发散角；另外，封顶所使用的环氧树脂一般须具有耐湿性、绝缘性及机械强度，且对于晶粒发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与LED晶粒结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。

接着，请参考图2及图3，为本实用新型的第二实施例。在本实施例中，该发光二极管组合结构1，包括多个发光二极管单元10；两个长条形的电路基板11A、11B，上述发光二极管单元10跨接在该两电路基板11A、11B上；以及一散热基座12。该散热基座12上表面凸设有一对应于上述发光二极管单元10的长条形凸块121A，其中该长条形凸块121A顶抵在上述发光二极管单元10。

本实用新型的第二实施例与第一实施例的区别在于，第二实施例利用两个长条形的电路基板11A、11B进行电路与讯号的连接；也就是每一个发光二极管单元10具有两导线支架101，该两导线支架101跨接并电性连接在该两长条形的电路基板11A、11B上，以传输讯号与电源进而提供上述发光二极管单元10发出光源，而上述发光二极管单元10是设置在上述两长条形的电路基板11A、11B之间而形成一列的发光源。

而上述发光二极管单元10与上述两长条形的电路基板11A、11B可放置在一散热基座12上，该散热基座12可提供上述发光二极管单元10的散热功能；而该散热基座12为金属材质，例如：高导热率的铝、铜金属，但并不限于此。该散热基座12的上表面凸设有一长条形凸块121A，且该长条形凸块121A是对应于上述成串排列的发光二极管单元10。当上述两长条形的电路基板11A、11B放置在上述散热基座12的上表面时，该长条形凸块121A可延伸至该两长条形的电路基板11A、11B所形成的空间，并顶抵在上述成串排列的发光二极管单元10；也就是通过上述两长条形的电路基板11A、11B所形成的空间，上述长条形凸块121A可接触上述发光二极管单元10，而上述两长条形的电路基板11A、11B可分别放置在该长条形凸块121A的两侧。另一方面，该散热基座12上表面最佳地成型有两侧部123在该散热基座12的两侧，而该两长条形的电路基板11A、11B可分别容置在该长条形凸块121A与该两侧部123所形成的凹部空间，使该两长条形的电路基板11A、11B可更加稳固的设置在该散热基座12上，进而提高该发光二极管组合结构1的可靠度。

同样的，该散热基座12的下表面更进一步成型有多个散热结构122，例如：散热鳍片等提供良好散热功能的结构。当上述发光二极管单元10发出光源时，其所产生的热量可以借着与长条形凸块121A的接触而快速导出，由于该散热基座12具有高导热性且设有散热结构122，上述发光二极管单元10所产生的热量可以通过散热基座12所提供的良好的纵向(垂直)以及横向(水平)导热模式快速散逸，进而降低上述发光二极管单元10的界面温度，以提升上述发光二极管单元10的发光特性以及使用寿命。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型的发光二极管组合结构1可应用在多种不同类型的发光二极管上，可提供高导热效率的传导路径，以快速将发光二极管所产生的热量散逸至环境中，进而降低发光二极管的界面温度。

2、本实用新型通过散热基座12所凸设的凸块121或长条形凸块121A直接接触发光二极管单元10，可大幅提升导热效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并不是以此局限本实用新型的保护范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效技术变化，均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种发光二极管组合结构，其特征在于，包括：

多个发光二极管单元；

一电路基板，具有多个穿孔，所述发光二极管单元穿设于所述穿孔中；以及

一设置在所述电路基板下方的散热基座，所述散热基座上表面凸设有多个对应于所述发光二极管单元的凸块，每一个所述凸块顶抵在相对应的所述发光二极管单元。

2.如权利要求1所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述散热基座下表面成型有多个散热结构。

3.如权利要求2所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述散热结构为多个散热鳍片。

4.如权利要求1所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述散热基座为金属材质。

5.如权利要求1所述的发光二极管组合结构，其特征在于，还包括多个反光杯单元，所述反光杯单元对应于所述穿孔，且固定在所述电路基板上。

6.如权利要求1所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述电路基板上包括至少一个导电线路，且所述发光二极管单元电连接在所述导电线路上。

7.一种发光二极管组合结构，其特征在于，包括：

多个发光二极管单元；

两个长条形的电路基板，所述发光二极管单元跨接在所述两个长条形的电路基板；以及

一散热基座，所述散热基座上表面凸设置有一对应于所述发光二极管单元的长条形凸块，所述长条形凸块顶抵在所述发光二极管单元。

8.如权利要求7所述的发光二极管组合结构，其特征在于，每一个所述发光二极管单元的两侧设置有至少一个导线支架，所述导线支架连接在所述电路基板上。

9.如权利要求7所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述电路基板设置在所述长条形凸块的两侧。

10.如权利要求7所述的发光二极管组合结构，其特征在于，所述散热基座下表面成型有多个散热结构。