TW201321658A - 光源模組及其光源組件 - Google Patents

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Abstract

一種光源組件包含一印刷電路板、複數個發光二極體以及二金屬夾持部。印刷電路板具有一金屬基板。複數個發光二極體位於印刷電路板上。二金屬夾持部為金屬基板之兩側邊向外延伸且分別朝發光二極體設置的方向彎折而形成。

Description

光源模組及其光源組件
本發明是有關於一種光源模組及其光源組件，且特別是有關於一種發光二極體的光源模組及其光源組件。
習知發光二極體大多直接焊在FR4印刷電路板上。然而，隨著發光二極體功率的提高，為了強化發光二極體的散熱，過去的FR4印刷電路板已不敷應付，因此提出了具金屬核心的印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board)。
習知FR4印刷電路板的熱傳導率約0.36W/m.K左右，具金屬核心的印刷電路板增加了金屬核心層(例如鋁、銅金屬核心層)，使得具金屬核心的印刷電路板將其熱傳導率進一提高達1W/m.K～2.2W/m.K。
然而，即使將發光二極體直接焊在具金屬核心的印刷電路板上，當高功率的發光二極體的焊在印刷電路板上的密集度過高時，仍有散熱上的問題。
有鑑於此，如何進一步提昇發光二極體散熱效果是目前此領域中仍需努力的地方。
因此，本發明之一目的是在提昇光源組件光源組件的散熱效能。
根據上述本發明之目的，提出一種光源組件，其包含一印刷電路板、複數個發光二極體以及二金屬夾持部。印刷電路板具有一金屬基板。複數個發光二極體位於印刷電路板上。二金屬夾持部為金屬基板之兩側邊向外延伸且分別朝發光二極體設置的方向彎折而形成。
依據本發明另一實施例，二金屬夾持部的厚度與金屬基板的厚度相同或大致上相同。
依據本發明另一實施例，金屬基板的厚度大於二金屬夾持部的厚度。
依據本發明另一實施例，印刷電路板更包含一銅箔層及一絕緣層，絕緣層直接黏接於銅箔層與金屬基板之間。
依據本發明另一實施例，銅箔層及絕緣層僅覆蓋部分金屬基板。
依據本發明另一實施例，銅箔層及絕緣層未覆蓋二金屬夾持部。
依據本發明另一實施例，金屬基板之材質為鋁、銅、鋁合金、銅合金或其任意組合。
依據本發明另一實施例，金屬基板之厚度範圍從1mm至4mm。
依據本發明另一實施例，二金屬夾持部具有彈片結構。
根據上述本發明之目的，提出一種光源模組，其包含一導光板以及一種如上述之光源組件，光源組件透過二金屬夾持部以夾持導光板之邊緣。
由上述可知，應用本發明之光源模組中的光源組件，利用其『金屬夾持部從金屬基板向外延伸而形成』及『將具有金屬基板的印刷電路板的兩側邊分別彎折以夾持導光板』等設計，使得印刷電路板中的高導熱層擴大面積，並將低導熱層的層數減到最少，使得光源組件光源組件的散熱效率能夠有效提昇，並同時達到夾持導光板的目的。
請同時參照第1、2圖，第1圖繪示依照本發明一實施例的一種光源組件的上視圖。第2圖係繪示沿第1圖之剖面線2-2’的剖面圖。光源組件100基本上包含一印刷電路板102、複數個發光二極體104以及金屬基板106。發光二極體104可依需求焊接在印刷電路板102上，並電性連接至銅箔層110。印刷電路板102係一具有金屬核心的印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board)，因此具有一金屬基板106(或稱為金屬核心)。二金屬夾持部(106a；106b)為金屬基板106之兩側邊向外延伸而形成，換言之，二金屬夾持部(106a；106b)與金屬基板106為同一塊基板。在本實施中，二金屬夾持部(106a；106b)之厚度與金屬基板106之厚度相同或大致上相同。這裡所謂『厚度大致上相同』指的是金屬基板製造上合理的公差。二金屬夾持部(106a；106b)之厚度也可能與金屬基板106之厚度不同，例如金屬基板106之厚度大於二金屬夾持部(106a；106b)之厚度。
請同時參照第2圖，印刷電路板102由下而上依序包含金屬基板106、絕緣層108、銅箔層110以及防焊層112。絕緣層108直接黏接於銅箔層110與金屬基板106之間。本發明之光源組件100主要解決的是發光二極體的散熱效能，與習知光源組件的差異至少在於二金屬夾持部(106a；106b)為金屬基板106之兩側邊向外延伸而形成，換言之，銅箔層110及絕緣層108等層僅覆蓋部分金屬基板106。具體而言，銅箔層110及絕緣層108等層未覆蓋二金屬夾持部(106a；106b)。因為二金屬夾持部(106a；106b)為金屬基板106向外延伸而形成(換言之，二金屬夾持部(106a；106b)與金屬基板106為同一塊基板)，金屬基板106與二金屬夾持部(106a；106b)之間的傳熱效率能夠大幅提昇。習知的發光二極體燈條係將印刷電路板固定在導熱基板(例如金屬或陶瓷基板)上，但是因為印刷電路板與導熱基板之間的「黏著介面」成為阻礙傳熱效率的原因，很難有效提昇傳熱效率。況且，「黏著介面」傳熱效率終究無法與同一塊導熱基板的傳熱效率相比。此外，二金屬夾持部(106a；106b)自金屬基板106向外延伸而形成，不但提昇傳熱效率，而且增加光源組件100整體的散熱面積，同時也省下額外增加導熱基板的材料成本與加工成本。光源組件100的設計將高導熱的金屬基板106的面積擴大(即二金屬夾持部)，且將低導熱層(即絕緣層108及防焊層112)的層數減到最少，使得光源組件100的散熱效率能夠有效提昇。
在本實施例中，金屬基板106之材質可以是鋁、銅、鋁合金、銅合金、鋁銅合金或其他高導熱金屬。金屬基板106之厚度的較佳範圍從1mm至4mm。
請參照第3圖，其繪示依照本發明一實施例的一種光源組件固定於一導光板的剖面圖。光源模組200係光源組件100’固定於導光板120之邊緣，而使發光二極體104發出的光經導光板120傳導到所需的方向。光源組件100’係將光源組件100的二金屬夾持部(106a；106b)分別朝該些發光二極體104設置的方向彎折而形成。二金屬夾持部(106a；106b)的端部並包含一彈片結構106c，藉以夾持固定於導光板120之邊緣。
二金屬夾持部(106a；106b)彎折的形狀並無限制，只要能夾持導光板120之邊緣即可，圖中的形狀只是一個例子。二金屬夾持部(106a；106b)可利用沖壓、手動或其他方式彎折成能夾持導光板的形狀。二金屬夾持部(106a；106b)的寬度亦無限制，二金屬夾持部(106a；106b)的寬度亦無需等長，只要能夾持導光板120之邊緣即可。由上述可知，二金屬夾持部(106a；106b)不但具有夾持導光板的功能，還兼具增加散熱面積的功能。此外，二金屬夾持部(106a；106b)的內表面還可作些增加光反射率的處理(例如鍍上光反射層或表面拋光等)，藉以將發光二極體104發出的光有效導入導光板120。
請參照第4圖，其繪示依照本發明另一實施例的一種光源組件固定於一導光板的剖面圖。光源模組300與光源模組200差異之處在於：光源模組300之夾持部(114a、114b)為印刷電路板102’的兩側邊，並非只是金屬基板單獨構成的夾持部。換言之，絕緣層108、銅箔層110及防焊層112完全覆蓋於夾持部(114a、114b)區段的金屬基板106上。當印刷電路板102’兩側的夾持部(114a、114b)分別彎折以夾持導光板120之邊緣時，防焊層112直接接觸導光板120。與光源模組200相比較，光源模組300之印刷電路板不需額外加工以形成光源模組200之二金屬夾持部(106a；106b)，但同樣能達到增加散熱面積和夾持導光板的功能。此外，光源模組300之印刷電路板中的銅箔層110面積較光源模組200之印刷電路板中的銅箔層110面積大，也有助於散熱效能的進一步提昇。
在上述的光源模組200與光源模組300的散熱改善設計中，將印刷電路板中的高導熱層(即金屬基板、銅箔層)擴大面積，並且將低導熱層(即絕緣層、防焊層或其他黏著介面層)的層數減到最少，使得光源組件的散熱效率能夠有效提昇。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明之光源模組中的光源組件，利用其『金屬夾持部從金屬基板之兩側邊向外延伸而形成』及『將具有金屬基板的印刷電路板的兩側邊分別彎折以夾持導光板』等設計，使得印刷電路板中的高導熱層擴大面積，並將低導熱層的層數減到最少，使得光源組件的散熱效率能夠有效提昇，並同時達到夾持導光板的目的。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．光源組件
100’．．．光源組件
102．．．印刷電路板
102’．．．印刷電路板
104．．．發光二極體
106a．．．金屬夾持部
106b．．．金屬夾持部
106c．．．彈片結構
106．．．金屬基板
108．．．絕緣層
110．．．銅箔層
112．．．防焊層
114a．．．夾持部
114b．．．夾持部
120．．．導光板
200．．．光源模組
300．．．光源模組
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種光源組件的上視圖。
第2圖係繪示沿第1圖之剖面線2-2’的剖面圖。
第3圖係繪示依照本發明一實施例的一種光源組件固定於一導光板的剖面圖。
第4圖係繪示依照本發明另一實施例的一種光源組件固定於一導光板的剖面圖。
100’．．．光源組件
102．．．印刷電路板
104．．．發光二極體
106．．．金屬基板
106a．．．金屬夾持部
106b．．．金屬夾持部
106c．．．彈片結構
108．．．絕緣層
110．．．銅箔層
112．．．防焊層
120．．．導光板
200．．．光源模組

Claims (10)

  1. 一種光源組件，包含：一印刷電路板，具有一金屬基板；複數個發光二極體，位於該印刷電路板上；以及二金屬夾持部，為該金屬基板之兩側邊向外延伸且分別朝該些發光二極體設置的方向彎折而形成。
  2. 如請求項1所述之光源組件，其中該二金屬夾持部的厚度與該金屬基板的厚度相同或大致上相同。
  3. 如請求項1所述之光源組件，其中該金屬基板的厚度大於該二金屬夾持部的厚度。
  4. 如請求項1所述之光源組件，其中該印刷電路板更包含：一銅箔層；以及一絕緣層，直接黏接於該銅箔層與該金屬基板之間。
  5. 如請求項4所述之光源組件，其中該銅箔層及該絕緣層僅覆蓋部分金屬基板。
  6. 如請求項4所述之光源組件，其中該銅箔層及該絕緣層未覆蓋該二金屬夾持部。
  7. 如請求項1所述之光源組件，其中該金屬基板之材質為鋁、銅、鋁合金、銅合金或其任意組合。
  8. 如請求項1所述之光源組件，其中該金屬基板之厚度範圍從1mm至4mm。
  9. 如請求項1所述之光源組件，其中該二金屬夾持部具有彈片結構。
  10. 一種光源模組，至少包含：一導光板；以及一種如請求項1～9任一項所述之光源組件，透過該二金屬夾持部以夾持該導光板之邊緣。
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