CN202259442U - 具有热管的发光装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有热管的发光装置，其包括至少一发光二极管元件、至少一第一基板、一热管及一冷却液。该第一基板具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞。该至少一发光二极管元件位于该至少一第一基板的该第一表面。该至少一孔洞开口于该至少一第一基板的该第二表面，且相对于该至少一发光二极管元件。该热管具有至少一热管开口或突柱，使得该冷却液位于该至少一孔洞内，从而吸收该至少一发光二极管元件的热以形成一蒸发气体而在该热管内流动。由此，本实用新型可有效地降低该发光二极管元件的工作温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光装置，详言之，涉及一种具有热管的发光装置。
背景技术
随着环保与节能的议题日渐受到重视，具有发光二极管(LED)的发光装置逐渐取代传统的灯泡。然而，发光二极管通常以多颗排列在一起，因此如何有效地散热则是一大课题。
参考图1，显示现有发光装置的剖视示意图。该发光装置1包括一发光二极管(LED)元件10、一基板12、一容器16及一冷却水14。该基板12为一封装基板，且具有一第一表面121、一第二表面122。该发光二极管元件10位于该基板12的第一表面121。该基板12的第二表面122位于该容器16上。该冷却水14在该容器16内流动，以带走该发光二极管元件10发光所产生的热。
该现有发光装置1的缺点如下。该发光二极管元件10的热先通过该基板12及该容器16的侧壁之后才会进入该冷却水14，而被该冷却水14带走。由于该基板12及该容器16通常不是热的良导体，因此，该发光二极管元件10的热并无法快速地传导到该冷却水14，导致该现有发光装置1的散热效率并不高。换言之，现有技术的热阻过大。在一实际测量时，该发光二极管元件10的热阻为7.7℃/W。此外，另一种现有发光装置加装一铝散热基板于该基板12及该容器16之间，其所测得的热阻为8.1℃/W。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有发光装置中发光二极管散热效率不高的问题。
本实用新型提供一种具有热管的发光装置，其包括：至少一发光二极管元件；至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，该至少一发光二极管元件位于该至少一第一基板的该第一表面，该至少一孔洞开口于该至少一第一基板的该第二表面，且相对于该至少一发光二极管元件；一热管，具有至少一热管开口，该至少一热管开口连通该至少一孔洞；以及一冷却液，位于该至少一孔洞内，从而吸收该至少一发光二极管元件的热以形成一蒸发气体而在该热管内流动。
优选地，该至少一孔洞为盲孔。
优选地，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该冷却液能够接触该至少一发光二极管元件。
优选地，该冷却液为水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意组合。
优选地，所述具有热管的发光装置还包括一第二基板，位于该至少一第一基板的该第二表面，该第二基板具有至少一贯穿孔，该至少一贯穿孔连通该至少一第一基板的该至少一孔洞及该至少一热管开口，使得该冷却液能够经由该至少一贯穿孔进入该至少一孔洞。
优选地，该至少一孔洞为盲孔。
优选地，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该冷却液能够接触该至少一发光二极管元件。
优选地，该第二基板为散热基板或电路板。
优选地，该热管包括一外壳体及一毛细结构，该毛细结构位于该外壳体的内侧壁以定义出一中空容置空间，该至少一热管开口贯穿该外壳体及该毛细结构，而连通至该中空容置空间，使得该蒸发气体能够在该中空容置空间内流动，进而隔着该外壳体与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液。
优选地，该热管还包括至少一突出部，每一该突出部对应每一该第一基板，且具有至少一热管开口，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突出部。
优选地，该热管还包括多个鳍片部，该毛细结构及该中空容置空间延伸至所述鳍片部。
优选地，还包括多个散热鳍片，连接至该热管的外壳体的外侧壁。
优选地，该外壳体的材质为金属，且该毛细结构为铜网、铜粉烧解或沟槽。
本实用新型还提供一种具有热管的发光装置，其包括：至少一发光二极管元件；至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，该至少一发光二极管元件位于该至少一第一基板的该第一表面，该至少一孔洞开口于该至少一第一基板的该第二表面，且相对于该至少一发光二极管元件；一热管，具有至少一突柱，该至少一突柱插设于该至少一孔洞内；以及一冷却液，位于该至少一突柱内，从而吸收该至少一发光二极管元件的热以形成一蒸发气体而在该热管内流动。
优选地，该至少一孔洞为盲孔。
优选地，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该至少一突柱能够接触该至少一发光二极管元件。
优选地，该冷却液为水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意组合。
优选地，该热管包括一外壳体及一毛细结构，该毛细结构位于该外壳体的内侧壁以定义出一中空容置空间，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突柱，使得该蒸发气体能够在该中空容置空间内流动，进而隔着该外壳体与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液。
优选地，该热管还包括至少一突出部，每一该突出部对应每一该第一基板，且具有至少一突柱，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突出部。
优选地，该热管还包括多个鳍片部，该毛细结构及该中空容置空间延伸至所述鳍片部。
优选地，所述具有热管的发光装置还包括多个散热鳍片，连接至该热管的外壳体的外侧壁。
优选地，该外壳体的材质为金属，且该毛细结构为铜网、铜粉烧解或沟槽。
由此，可有效地降低该发光二极管元件的工作温度。
附图说明
图1显示现有发光装置的剖视示意图；
图2显示本实用新型具有热管的发光装置的一实施例的立体示意图；
图3显示图2的剖视示意图；
图4显示图3中区域A的放大示意图；
图5显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图；
图6显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图；
图7显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图；
图8显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图；
图9显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图；以及
图10显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。
【主要元件符号说明】
1现有发光装置
2本实用新型具有热管的发光装置的一实施例
2a本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
2b本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
2c本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
2d本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
2e本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
2f本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例
10发光二极管(LED)元件
12基板
14冷却水
16容器
20发光二极管(LED)元件
22第一基板
24冷却液
26热管
28第二基板
121第一表面
122第二表面
221第一表面
222第二表面
223孔洞
261热管开口
262外壳体
263毛细结构
264中空容置空间
265突出部
266散热鳍片
267鳍片部
268突柱
281贯穿孔。
具体实施方式
请参考图2，显示本实用新型具有热管的发光装置的一实施例的立体示意图。请参考图3，显示图2的剖视示意图。请参考图4，显示图3中区域A的放大示意图。该具有热管的发光装置2包括至少一发光二极管(LED)元件20、至少一第一基板22、一热管26及一冷却液24。该发光二极管元件20至少包括一晶粒(图中未标号)及一镜头(Lens)(图中未标号)。该第一基板22具有一第一表面221、一第二表面222及至少一孔洞223。该发光二极管元件20位于该第一基板22的该第一表面221。该孔洞223开口于该第一基板22的该第二表面222，且该孔洞223的位置相对于该发光二极管元件20。
该热管26具有至少一热管开口261，且该热管开口261连通该孔洞223。该冷却液24位于该孔洞223内，从而吸收该发光二极管元件20的热以形成一蒸发气体而在该热管26内流动。
在本实施例中，该第一基板22具有三个孔洞223，且该热管26具有三个热管开口261；然而，在其他实施例中，该第一基板22也可以仅具有一个孔洞223，且该热管26仅具有一个热管开口261。所述孔洞223还开口于该第一基板22的该第一表面221。亦即，所述孔洞223贯穿该第一基板22，使得该冷却液24经由所述热管开口261及该第一基板22的该第二表面222而进入所述孔洞223后，可以接触该发光二极管元件20，以直接带走该发光二极管元件20的热。综合所述，本实用新型的主要技术特征即在于去除该热管26中该冷却液24与该发光二极管元件20之间的热阻，使得该热管26中该冷却液24的散热效果可以最大化。
在本实施例中，该第一基板22为一封装基板，其材质为树脂。该冷却液24为水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意组合。该热管26包括一外壳体262及一毛细结构263。该毛细结构263位于该外壳体262的内侧壁以定义出一中空容置空间264。该热管开口261贯穿该外壳体262及该毛细结构263，而连通至该中空容置空间264，使得该冷却液24所形成的蒸发气体可以在该中空容置空间264内流动，进而隔着该外壳体262与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液24。该冷凝而成的液态冷却液24经由该毛细结构263流回所述孔洞223内。优选地，该外壳体262的材质为金属(例如：黄铜、镍、不锈钢、钨或其他合金)，且该毛细结构263为铜网、铜粉烧解或沟槽。
在本实施例中，该热管26还包括至少一突出部265及多个散热鳍片266。每一该突出部265突出于该热管26下方，且对应每一该第一基板22。所述热管开口261位于该突出部265下侧，且该毛细结构263及该中空容置空间264延伸至该突出部265。所述散热鳍片266连接至该热管26的外壳体262的上方外侧壁，以增加散热效率。
该具有热管的发光装置2的操作方式如下。当该发光二极管元件20产生热时，该热管26的突出部265为较高温处，而该热管26的上方为较低温处。此时该冷却液24吸收该发光二极管元件20的热而形成一蒸发气体。该蒸发气体会在该中空容置空间264内流动至该热管26的上方。由于该热管26的上方是接触到较低温处，所以当该蒸发气体到此端时，便开始产生冷凝作用，此时热量就是由该蒸发气体通过该外壳体262而传到较低温的热管26外部。同时，该蒸发气体会凝结成液体，而这些因冷凝后所产生的液态冷却液24经由该毛细结构263的毛细现象(Capillary Pumping)的作用而流回该突出部265，之后再进入所述孔洞223内。如此循环会持续进行从而提升散热效果。
在本实施例中，该发光二极管元件20的热阻为3.992℃/W，与现有技术相比，本实用新型可有效降低该发光二极管元件20的热阻。换言之，热阻下降代表着该发光二极管元件20所产生的热源可与外界环境形成更有效的热交换，并据以提升散热效率。
请参考图5，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2a与图3及4的具有热管的发光装置2大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2a与图3及4的具有热管的发光装置2的不同处在于，在本实施例中，所述孔洞223为盲孔。亦即，所述孔洞223不开口于该第一基板22的该第一表面221。综合所述，本实用新型的主要技术特征即在于去除该冷却液24与该发光二极管元件20之间的热阻，使得该冷却液24的冷却效果可以最大化。
在本实施例中，该发光二极管元件20的热阻为5.395℃/W，与现有技术相比，本实用新型的另一实施例仍可有效降低该发光二极管元件20的热阻。
请参考图6，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2b与图3及4的具有热管的发光装置2大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2b与图3及4的具有热管的发光装置2的不同处在于，在本实施例中，该具有热管的发光装置2b还包括一第二基板28。该第二基板28的材质为铝、铜或陶瓷，该第二基板28为散热基板或电路板，且其位于该第一基板22的该第二表面222与该热管26之间。该第二基板28具有至少一贯穿孔281。在本实施例中，该第二基板28具有三个贯穿孔281。所述贯穿孔281连通该第一基板22的所述孔洞223及所述热管开口261，使得该冷却液24可以经由所述贯穿孔281进入所述孔洞223。
请参考图7，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2c与图6的具有热管的发光装置2b大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2c与图6的具有热管的发光装置2b的不同处在于，在本实施例中，所述孔洞223为盲孔。亦即，所述孔洞223不开口于该第一基板22的该第一表面221。
请参考图8，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2d与图3的具有热管的发光装置2大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2d与图3的具有热管的发光装置2的不同处在于，在本实施例中，该热管26的散热鳍片266(图3)被多个鳍片部267所取代。所述鳍片部267与所述散热鳍片266所不同的是，所述鳍片部267为该热管26的一部分，亦即，该毛细结构263及该中空容置空间264延伸至所述鳍片部267。此实施例的热管26为鳍片式热管。
请参考图9，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2e与图3的具有热管的发光装置2大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2e与图3的具有热管的发光装置2的不同处在于，在本实施例中，该热管26不具有所述散热鳍片266(图3)、所述突出部265(图3)及所述鳍片部267(图8)。此实施例的热管26为平板式热管。
请参考图10，显示本实用新型具有热管的发光装置的另一实施例的剖视示意图。本实施例的具有热管的发光装置2f与图3及4的具有热管的发光装置2大致相同，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的具有热管的发光装置2f与图3及4的具有热管的发光装置2的不同处在于，在本实施例中，该热管26不具有热管开口261(图4)，而是具有至少一突柱268。该突柱268为该热管26的一部份，且该毛细结构263及该中空容置空间264延伸至该突柱268。在本实施例中，该突柱268插设于该孔洞223内，使得该突柱268可以接触该发光二极管元件20。可以理解的是，图10中该热管26具有该突柱268的技术特征可应用在图5-9的具有热管的发光装置2a，2b，2c，2d，2e上，于此不再赘述。
上述实施例仅为说明本实用新型的原理及其功效，并非限制本实用新型。因此，本领域技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱离本实用新型的精神。本实用新型的权利范围应如权利要求所列。
Claims (22)
1.一种具有热管的发光装置，其特征在于，包括：
至少一发光二极管元件；
至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，该至少一发光二极管元件位于该至少一第一基板的该第一表面，该至少一孔洞开口于该至少一第一基板的该第二表面，且相对于该至少一发光二极管元件；
一热管，具有至少一热管开口，该至少一热管开口连通该至少一孔洞；以及
一冷却液，位于该至少一孔洞内，从而吸收该至少一发光二极管元件的热以形成一蒸发气体而在该热管内流动。
2.如权利要求1所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞为盲孔。
3.如权利要求1所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该冷却液能够接触该至少一发光二极管元件。
4.如权利要求1所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该冷却液为水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意组合。
5.如权利要求1所述的具有热管的发光装置，其特征在于，还包括一第二基板，位于该至少一第一基板的该第二表面，该第二基板具有至少一贯穿孔，该至少一贯穿孔连通该至少一第一基板的该至少一孔洞及该至少一热管开口，使得该冷却液能够经由该至少一贯穿孔进入该至少一孔洞。
6.如权利要求5所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞为盲孔。
7.如权利要求5所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该冷却液能够接触该至少一发光二极管元件。
8.如权利要求5所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该第二基板为散热基板或电路板。
9.如权利要求1所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管包括一外壳体及一毛细结构，该毛细结构位于该外壳体的内侧壁以定义出一中空容置空间，该至少一热管开口贯穿该外壳体及该毛细结构，而连通至该中空容置空间，使得该蒸发气体能够在该中空容置空间内流动，进而隔着该外壳体与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液。
10.如权利要求9所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管还包括至少一突出部，每一该突出部对应每一该第一基板，且具有至少一热管开口，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突出部。
11.如权利要求9所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管还包括多个鳍片部，该毛细结构及该中空容置空间延伸至所述鳍片部。
12.如权利要求9所述的具有热管的发光装置，其特征在于，还包括多个散热鳍片，连接至该热管的外壳体的外侧壁。
13.如权利要求9所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该外壳体的材质为金属，且该毛细结构为铜网、铜粉烧解或沟槽。
14.一种具有热管的发光装置，其特征在于，包括：
至少一发光二极管元件；
至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，该至少一发光二极管元件位于该至少一第一基板的该第一表面，该至少一孔洞开口于该至少一第一基板的该第二表面，且相对于该至少一发光二极管元件；
一热管，具有至少一突柱，该至少一突柱插设于该至少一孔洞内；以及
一冷却液，位于该至少一突柱内，从而吸收该至少一发光二极管元件的热以形成一蒸发气体而在该热管内流动。
15.如权利要求14所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞为盲孔。
16.如权利要求14所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该至少一孔洞还开口于该至少一第一基板的该第一表面，使得该至少一突柱能够接触该至少一发光二极管元件。
17.如权利要求14所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该冷却液为水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意组合。
18.如权利要求14所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管包括一外壳体及一毛细结构，该毛细结构位于该外壳体的内侧壁以定义出一中空容置空间，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突柱，使得该蒸发气体能够在该中空容置空间内流动，进而隔着该外壳体与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液。
19.如权利要求18所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管还包括至少一突出部，每一该突出部对应每一该第一基板，且具有至少一突柱，该毛细结构及该中空容置空间延伸至该至少一突出部。
20.如权利要求18所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该热管还包括多个鳍片部，该毛细结构及该中空容置空间延伸至所述鳍片部。
21.如权利要求18所述的具有热管的发光装置，其特征在于，还包括多个散热鳍片，连接至该热管的外壳体的外侧壁。
22.如权利要求18所述的具有热管的发光装置，其特征在于，该外壳体的材质为金属，且该毛细结构为铜网、铜粉烧解或沟槽。
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