TW201820558A - 用於ｕｖ ｌｅｄ陣列的包括厚膜層之散熱片及形成ｕｖ ｌｅｄ陣列之方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種紫外線LED陣列。該紫外線LED陣列包括一散熱片。該散熱片包括(i)一基底散熱片元件及(ii)施加至該基底散熱片元件之一厚膜層。該紫外線LED陣列亦包括直接耦接至該散熱片之該厚膜層的複數個紫外線LED元件。

Description

用於UV　LED陣列的包括厚膜層之散熱片及形成UV　LED陣列之方法
本發明係關於用於紫外線發光二極體(UV LED)陣列之基板，且更明確言之，係關於用於UV LED陣列的包括厚膜層之散熱片。
紫外線輻射LED (亦被稱作UV LED或紫外線LED)用於許多應用，諸如，例如，紫外線固化應用(例如，墨水、諸如黏著劑之黏合劑、塗層等之紫外線固化)。UV LED附接至基板以形成紫外線LED陣列(亦被稱作UV LED陣列)，該等UV LED可被稱作UV LED晶粒(例如，裸UV LED晶粒、經封裝之UV LED晶粒等)。 紫外線LED陣列應用中之一個挑戰為熱自該陣列之移除。散熱片通常用於熱移除。包括習知散熱片組態之紫外線LED陣列100示出於圖1中。 在圖1所示之組態中，複數個紫外線LED晶粒112 (成組示出)附接至基板110 (例如，FR4基板、氮化鋁基板)。焊錫膏層108 (例如，銦層)設置於基板110與鍍金銅板106之間。導熱墊片104設置於鍍金銅板106與散熱片102之間。散熱片102可為(例如)包括用於空氣冷卻之鰭片的鋁散熱片。 由於圖1所示之紫外線LED陣列100中包括的各種層，存在相對較高之熱阻，藉此使自紫外線LED晶粒112至散熱片102之熱移除變成低效的，而此情況並非所要的。 因此，將希望提供用於紫外線LED陣列的經改良之散熱片。
根據本發明之一示例性實施例，提供一種紫外線LED陣列。該紫外線LED陣列包括一散熱片。該散熱片包括(i)一基底散熱片元件及(ii)施加至該基底散熱片元件之一厚膜層。該紫外線LED陣列亦包括直接耦接至該散熱片之該厚膜層的複數個紫外線LED元件。 根據本發明之另一示例性實施例，提供一種形成紫外線LED陣列之方法。該方法包括：(a)將一厚膜層選擇性地施加至一基底散熱片元件之一表面；(b)燒製該基底散熱片元件及施加至該基底散熱片元件之該厚膜層以形成一散熱片；及(c)將複數個紫外線LED元件直接附接至該散熱片之該厚膜層。 根據本發明之另一示例性實施例，提供另一種形成紫外線LED陣列之方法。該方法包括：(a)將一厚膜介電層選擇性地施加至一基底散熱片元件之一表面；(b)將一厚膜傳導層選擇性地施加至該厚膜介電層，該厚膜介電層係在步驟(a)中施加至該基底散熱片元件之該表面；(c)將一阻焊層選擇性地施加至該厚膜傳導層，該厚膜傳導層係在步驟(b)中施加至該厚膜介電層之該表面；及(d)將複數個UV LED元件附接至該阻焊層。
本申請案主張2016年9月16日提交之美國臨時專利申請案第62/395,690號之利益，該案之內容以引用方式併入本文中。 如本文中使用，術語「紫外線LED元件」及「UV LED元件」意欲被寬泛地理解為指任何紫外線LED發光元件，包括但不限於將連接至基板之紫外線LED晶粒(例如，裸晶粒、經封裝之晶粒等)。根據本發明之示例性實施例，紫外線LED元件直接附接至散熱片(例如，使用焊錫膏)，使得散熱片充當基板。散熱片可為空氣冷卻型紫外線LED燈頭之部分。 亦即，根據本發明之某些示例性實施例，傳導膏及絕緣膏為空氣冷卻型紫外線LED燈頭提供熱性質、絕緣性質及電性質。如與諸如圖1中所示之習知構造相比，可使用厚膜技術來簡化紫外線LED陣列之構造。使用厚膜沈積技術，可產生單塊結構，該結構將散熱片與紫外線LED元件所附接至之基板結合。此類單塊結構提供低熱阻，允許使用散熱片(例如，空氣冷卻型散熱片)有效地移除熱。 如與諸如圖1中所示之習知構造相比，經改良之散熱片/基板提供經改良之機械路徑、熱路徑及電路徑。使用創新技術，提供組裝具有較少部件及經改良之熱路徑的紫外線LED陣列的更有效之方法。施加至基底散熱片元件(例如，其中該基底散熱片元件可由鋁或其他散熱片材料形成)之厚膜膏可按希望地具有非常接近於(或實質上等於)基底散熱片元件之熱膨脹係數的熱膨脹係數。由於厚膜層(該厚膜層可作為一連串層施加至基底散熱片元件)之熱膨脹係數與基底散熱片元件類似，因此裝置(包括該裝置中之焊接接頭)發生故障之風險降低。 圖2示出紫外線LED陣列200之分解圖。紫外線LED陣列200包括一散熱片，該散熱片包括基底散熱片元件202 (例如，包括用於空氣冷卻之冷卻脊或鰭片202a或類似者的鋁元件)及厚膜層204，該厚膜層將施加至基底散熱片元件202的、最接近於晶粒附接LED 206 (亦即，將施加至散熱片之複數個紫外線LED元件，諸如裸紫外線LED晶粒元件或經封裝之紫外線LED晶粒元件)之表面。可(例如)使用印刷(例如，網板印刷、絲網印刷等)技術或類似者來選擇性地施加厚膜層204。如將在下文更詳細地闡釋，可藉由多個印刷步驟及/或其他處理步驟來將厚膜層204以一連串層之形式施加。 在圖2中，該複數個紫外線LED元件206係成組示出；然而，將瞭解，該複數個紫外線LED元件206可按任何所要方式來施加(例如，一次一個元件、在「分組」結合或附接製程中一次多個元件等)。圖2示出將施加於複數個紫外線LED元件206與基底散熱片元件202之間的厚膜層204。 圖3示出創新型紫外線LED陣列300之另一示例性組態。紫外線LED陣列300包括基底散熱片元件302，該基底散熱片元件可由鋁或適合於散熱片之另一材料形成。雖然圖3示出簡化之基底散熱片元件，但應理解，基底散熱片元件可具有任何所要組態，諸如包括空氣冷卻型脊/鰭片或類似者。將(例如)使用網板印刷技術將厚膜層304選擇性地施加至基底散熱片元件。厚膜層304可經印刷以具有所要傳導路徑，例如，使得所印刷之傳導路徑/跡線與將附接至散熱片之複數個紫外線LED元件對準。 在厚膜層304施加至基底散熱片元件302且接著進行固化/燒製(例如，在爐子或類似者中)之後，提供散熱片。該散熱片經組態以充當基板，該基板經組態以收納複數個紫外線LED元件306。使用焊錫膏306b將紫外線LED元件306附接至散熱片(亦即，散熱片之厚膜部分)。如圖3中所示，可在紫外線LED元件附接至散熱片之前將焊錫膏306b施加至紫外線LED元件中之每一者的背面。 圖4A至圖4E為示出根據本發明之態樣的用於組裝紫外線LED陣列200 (諸如圖2之分解圖中所示的陣列200)之示例性方法的一連串方塊圖。在圖4A中，提供基底散熱片元件202。例如使用網板印刷製程(例如，絲網印刷製程等)來將介電層204a施加至基底散熱片元件202之表面。在圖4A中施加了介電層204a之後，如圖4B中所示，施加傳導層204b。舉例而言，可使用網板印刷製程(例如，絲網印刷製程等)來將傳導層204b施加至介電層204a (該介電層已施加至基底散熱片元件202)上。在圖4B中施加了傳導層204b之後，如圖4C中所示，施加阻焊層204c。舉例而言，可使用網板印刷製程(例如，絲網印刷製程等)來將阻焊層204c施加至傳導層204b (該傳導層已施加至介電層204a，該介電層已施加至基底散熱片元件202)上。 在施加了包括示例性厚膜之三個層(亦即，介電層204a、傳導層204b及阻焊層204c)之後，可固化/燒製(例如，在爐子或類似者中)散熱片(包括基底散熱片元件202及三個已施加層204a、204b及204c)，使得該三個層204a、204b及204c形成現在被稱作厚膜層204 (例如，參看圖4D)之物。接著，如圖4D中所示，將複數個紫外線LED元件206施加至現已固化之厚膜層204。紫外線LED元件206 (該等紫外線LED元件可包括焊錫膏，為簡單起見，未示出焊錫膏)可按任何所要方式(例如，按拾取與放置方法一次一個元件、按分組結合/附接方法等)來施加。圖4E示出完全組裝好之紫外線LED陣列200，該紫外線LED陣列包括(i)散熱片(包括基底散熱片元件202及施加至基底散熱片元件之厚膜層204)及(ii)複數個紫外線LED元件206。 圖5至圖6為根據本發明之某些示例性實施例的流程圖。如熟習此項技術者所理解，可省去該流程圖中包括之某些步驟；可添加某些額外步驟；且可更改步驟之次序使之不同於所示之次序。 圖5示出形成紫外線LED陣列之一種方法。在步驟500中，(例如，使用網板印刷或類似者)將厚膜層選擇性地施加至基底散熱片元件(例如，包括用於空氣冷卻之冷卻脊/鰭片的鋁散熱片元件)之表面。舉例而言，可使用上文結合圖4A至圖4D描述之技術來施加厚膜層。在步驟502中，燒製基底散熱片元件及施加至基底散熱片元件之厚膜層以形成散熱片。因此，提供一單塊結構(諸如圖4D中所示之散熱片，該散熱片包括基底散熱片元件202及厚膜層204)，該單塊結構將充當基板(用於收納複數個紫外線LED元件)與散熱片(用於移除藉由該複數個紫外線LED元件產生之熱)。在步驟504中，例如，使用焊錫膏(例如，銦焊錫膏)將複數個紫外線LED元件(諸如圖4D中所示之紫外線LED元件206)直接附接至散熱片之厚膜層。 圖6示出形成紫外線LED陣列之另一種方法。在步驟600中，將厚膜介電層選擇性地施加至基底散熱片元件之表面(例如，參見圖4A中被施加至基底散熱片元件202之表面的層204a)。在步驟602中，燒製(例如，在爐子或類似者中固化)已施加有厚膜介電層之基底散熱片元件。在步驟604中，將厚膜傳導層選擇性地施加至厚膜介電層(例如，參見圖4B中被施加至層204a之層204b)，該厚膜介電層係在步驟600中施加至基底散熱片元件之表面。在步驟606中，燒製(例如，在爐子或類似者中固化)已施加有厚膜介電層及厚膜傳導層之基底散熱片元件。在步驟608中，將阻焊層選擇性地施加至厚膜傳導層(例如，參見圖4C中被施加至層204b之層204c)，該厚膜傳導層係在步驟604中施加至厚膜介電層。在步驟610中，燒製(例如，在爐子或類似者中固化)已施加有厚膜介電層及厚膜傳導層及阻焊層之基底散熱片元件。在完成步驟610之後，已形成一散熱片，該散熱片包括基底散熱片元件(例如，圖4A中所示之元件202)及施加至其之厚膜層(例如，包括圖4A至圖4C中之層204a、204b及204c之厚膜層204)。在步驟612中，將複數個UV LED元件附接至散熱片之厚膜(例如，施加至圖4E中之厚膜層204)。特定言之，該複數個UV LED元件可被視為直接附接至阻焊層(或經由厚膜層之阻焊層施加至厚膜層)。 藉由本發明之各種示例性實施例達成許多好處。提供初步之好處，原因在於可省去在習知紫外線LED陣列總成中利用之構件中的某些構件。單塊結構，其中散熱片功能性與基板功能性結合在單個散熱片元件中，藉此實現經改良之機械路徑、熱路徑及電路徑。具體言之，提供與習知散熱片界面相比得到改良之熱效能，例如，因為創新界面可具有實質上減小之厚度(例如，約幾密耳對幾微米)。 用於形成厚膜層之膏可按希望地具有非常接近於基底散熱片元件之熱膨脹係數(例如，接近於鋁之熱膨脹係數)的熱膨脹係數。厚膜技術可(例如)使用用於pcb製作之產業標準技術來施加，且因此可大量生產且甚至自動化。此類簡化之製作方法與需要大量人工步驟將層結合在一起的習知設計中之「多層堆疊」形成鮮明對比。 如與創新型紫外線LED陣列(諸如圖2至圖4中所示之紫外線LED陣列)相比，對習知紫外線LED陣列(諸如圖1中所示之紫外線LED陣列)的測試說明了創新型紫外線LED陣列之某些經改良特性。舉例而言，當對圖1所示之陣列與圖2至圖4中所示之陣列施加相同之電流及電壓時，創新陣列之峰值溫度遠低於習知陣列(例如，低約20℃)。此類較低溫度允許創新型紫外線LED陣列在較高功率輸出(且因此來自紫外線LED陣列之較高紫外線輸出)下操作。 熟習此項技術者將瞭解，為簡單起見，在本申請案中省去了關於紫外線LED陣列之某些細節。舉例而言，紫外線LED陣列將包括用於散熱片上之每一紫外線LED元件的電接觸區(例如，跡線、墊片等)。 雖然本文中主要參考紫外線LED陣列總成來說明和闡述了本發明，但本發明不限於此。舉例而言，本發明之教示亦可應用於利用熱管理之高電流驅動器總成。 雖然本文中參考特定實施例來說明和闡述本發明，但本發明不意欲限於所示之細節。而是，可在申請專利範圍之等效物的範疇及範圍內且在不脫離本發明之情況下對細節進行各種修改。
100‧‧‧紫外線LED陣列
102‧‧‧散熱片
104‧‧‧導熱墊片
106‧‧‧鍍金銅板
108‧‧‧焊錫膏層
110‧‧‧基板
112‧‧‧紫外線LED晶粒
200‧‧‧紫外線LED陣列
202‧‧‧基底散熱片元件
202a‧‧‧冷卻脊或鰭片
204‧‧‧厚膜層
204a‧‧‧介電層
204b‧‧‧傳導層
204c‧‧‧阻焊層
206‧‧‧紫外線LED元件
300‧‧‧紫外線LED陣列
302‧‧‧基底散熱片元件
304‧‧‧厚膜層
306‧‧‧紫外線LED元件
306b‧‧‧焊錫膏
在結合附圖閱讀時，自以下詳細描述中最好地理解本發明。要強調的係，根據慣例，圖式中之各種特徵並未按比例繪製。相反地，為清楚起見，任意地誇大或縮減各種特徵之尺寸。圖式中包括以下諸圖： 圖1為習知紫外線LED陣列之分解透視圖； 圖2為根據本發明之示例性實施例的紫外線LED陣列之分解透視圖； 圖3為根據本發明之另一示例性實施例的另一紫外線LED陣列之分解透視圖； 圖4A至圖4E為示出圖2所示之紫外線LED陣列之組裝的一連串方塊圖；及 圖5至圖6為示出根據本發明之示例性實施例的組裝紫外線LED陣列之方法的流程圖。

Claims (20)

  1. 一種紫外線LED陣列，其包括： 一散熱片，該散熱片包括(i)一基底散熱片元件，及(ii)施加至該基底散熱片元件之一厚膜層；及 複數個紫外線LED元件，該複數個紫外線LED元件直接耦接至該散熱片之該厚膜層。
  2. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該複數個紫外線LED元件係使用一焊錫膏直接耦接至該散熱片之該厚膜層。
  3. 如請求項2之紫外線LED陣列，其中該焊錫膏包括銦。
  4. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該複數個紫外線LED元件係使用傳導性環氧樹脂直接耦接至該散熱片之該厚膜層。
  5. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該基底散熱片元件為鋁。
  6. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該基底散熱片元件與該厚膜層之一熱膨脹係數實質上相同。
  7. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該厚膜層係使用一網板印刷製程來施加至該基底散熱片元件。
  8. 如請求項7之紫外線LED陣列，其中在該厚膜層施加至該基底散熱片元件之後燒製包括該基底散熱片元件及該厚膜層之該散熱片。
  9. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該紫外線LED陣列為一空氣冷卻型UV LED燈頭。
  10. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該複數個紫外線LED元件為裸半導體晶粒LED元件。
  11. 如請求項1之紫外線LED陣列，其中該複數個紫外線LED元件為經封裝之半導體晶粒LED元件。
  12. 一種形成一紫外線LED陣列之方法，該方法包括以下步驟： (a)將一厚膜層選擇性地施加至一基底散熱片元件之一表面； (b)燒製該基底散熱片元件及施加至該基底散熱片元件之該厚膜層以形成一散熱片；及 (c)將複數個UV LED元件直接附接至該散熱片之該厚膜層。
  13. 如請求項12之方法，其中步驟(c)包括使用一焊錫膏將該複數個UV LED元件直接附接至該散熱片之該厚膜層。
  14. 如請求項12之方法，其中步驟(c)包括使用一包括銦之焊錫膏將該複數個UV LED元件直接附接至該散熱片之該厚膜層。
  15. 如請求項12之方法，其中步驟(c)包括使用一傳導性環氧樹脂將該複數個UV LED元件直接附接至該散熱片之該厚膜層。
  16. 如請求項12之方法，其中步驟(a)包括使用一網板印刷製程將該厚膜層選擇性地施加至該基底散熱片元件之該表面。
  17. 如請求項12之方法，其中該所形成之紫外線LED陣列為一空氣冷卻型UV LED燈頭。
  18. 如請求項12之方法，其中步驟(a)包括藉由一連串步驟將該厚膜層施加至該基底散熱片元件之該表面，該一連串步驟包括(a1)將一介電層施加至該基底散熱片元件之該表面、(a2)將一傳導層施加至該介電層及(a3)將一阻焊層施加至該傳導層。
  19. 如請求項12之方法，其中在步驟(c)中附接之該複數個紫外線LED元件為裸半導體晶粒LED元件。
  20. 一種形成一紫外線LED陣列之方法，該方法包括以下步驟： (a)將一厚膜介電層選擇性地施加至一基底散熱片元件之一表面； (b)將一厚膜傳導層選擇性地施加至該厚膜介電層，該厚膜介電層係在步驟(a)中施加至該基底散熱片元件之該表面； (c)將一阻焊層選擇性地施加至該厚膜傳導層，該厚膜傳導層係在步驟(b)中施加至該厚膜介電層之該表面；及 (d)將複數個UV LED元件附接至該阻焊層。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019218941A1 (de) * 2018-12-10 2020-06-10 Koito Manufacturing Co., Ltd. Lampenmodul
JP7365866B2 (ja) * 2018-12-10 2023-10-20 株式会社小糸製作所 灯具モジュール
US12005148B2 (en) 2021-04-30 2024-06-11 International Business Machines Corporation Coolant-cooled heat sink(s) with associated ultra-violet light assembly

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271074A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Toshiba Corp 冷却装置及び冷却装置を内蔵した電子機器
US7165603B2 (en) * 2002-04-15 2007-01-23 Fujikura Ltd. Tower type heat sink
US20040035558A1 (en) * 2002-06-14 2004-02-26 Todd John J. Heat dissipation tower for circuit devices
CN1678252B (zh) * 2002-07-25 2011-06-29 乔纳森·S·达姆 传输热能的器械、提供预定方向的光的装置及发光装置
WO2004038759A2 (en) * 2002-08-23 2004-05-06 Dahm Jonathan S Method and apparatus for using light emitting diodes
US7175712B2 (en) * 2003-01-09 2007-02-13 Con-Trol-Cure, Inc. Light emitting apparatus and method for curing inks, coatings and adhesives
US6918429B2 (en) * 2003-11-05 2005-07-19 Cpumate Inc. Dual-layer heat dissipating structure
CN2694359Y (zh) * 2004-04-02 2005-04-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管散热装置
CN100338767C (zh) * 2004-05-26 2007-09-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管散热装置及其制造方法
US6945319B1 (en) * 2004-09-10 2005-09-20 Datech Technology Co., Ltd. Symmetrical heat sink module with a heat pipe for spreading of heat
US20060286358A1 (en) 2005-03-14 2006-12-21 Tower Steven A Heat spreader for use with light emitting diode
JP2008547216A (ja) * 2005-06-23 2008-12-25 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） 冷却構体
CN101005108B (zh) * 2006-01-16 2011-07-13 深圳大学 功率型发光二极管热沉及其方法
CN100444714C (zh) * 2006-02-10 2008-12-17 富准精密工业(深圳)有限公司 散热器
JP2009043914A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Ishida Yukio 配線板の製造法および配線板
US7650929B2 (en) * 2007-09-30 2010-01-26 Tsung-Hsien Huang Cooler module
US8018139B2 (en) * 2007-11-05 2011-09-13 Enertron, Inc. Light source and method of controlling light spectrum of an LED light engine
EP2133625A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-16 Hon-Wen Chen Light emitting diode lamp high heat-dissipation capacity
KR101737752B1 (ko) * 2008-12-30 2017-05-18 울트라덴트 프로덕츠, 인코포레이티드 방열기로서 작용하는 단일체 설계를 갖는 치과용 경화 광
CN101839658B (zh) * 2009-03-20 2012-12-26 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置
EP2421062A4 (en) 2009-04-13 2013-08-28 Panasonic Corp ELECTROLUMINESCENT DIODE UNIT
JP2011094888A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Fujitsu Ltd 放熱装置、放熱装置の製造方法
CN102454971A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置及应用该散热装置的发光二极管灯具
US8508040B2 (en) * 2010-12-01 2013-08-13 Intel Corporation In-situ foam materials as integrated heat spreader (IHS) sealant
DE102011053493A1 (de) * 2011-04-05 2012-10-11 Jb-Lighting Lichtanlagentechnik Gmbh Scheinwerfer mit Leuchtdioden
EP2761225A4 (en) * 2011-09-26 2015-05-27 Posco Led Co Ltd OPTICAL SEMICONDUCTOR LIGHTING DEVICE
JP2014146689A (ja) 2013-01-29 2014-08-14 Panasonic Corp 紫外線発光装置
US9627599B2 (en) * 2013-07-08 2017-04-18 Lg Electronics Inc. LED lighting apparatus and heat dissipation module
JP2015023244A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 富士フイルム株式会社 Ｌｅｄ発光素子用反射基板、ｌｅｄ発光素子用配線基板およびｌｅｄパッケージならびにｌｅｄ発光素子用反射基板の製造方法
KR20150043778A (ko) * 2013-10-15 2015-04-23 엘지전자 주식회사 조명장치
US9966522B2 (en) 2014-04-23 2018-05-08 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device substrate, light-emitting device, and method for manufacturing light-emitting device substrate
CN107148685B (zh) * 2014-10-28 2019-12-06 夏普株式会社 基板、发光装置以及照明装置
JP6126644B2 (ja) * 2015-05-29 2017-05-10 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
JP6379118B2 (ja) * 2016-01-10 2018-08-22 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
JP6294898B2 (ja) * 2016-01-15 2018-03-14 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
EP3225945B1 (en) * 2016-03-31 2018-12-12 Hoya Candeo Optronics Corporation Heat radiating apparatus and light illuminating apparatus with the same
US9894803B1 (en) * 2016-11-18 2018-02-13 Abaco Systems, Inc. Thermal sink with an embedded heat pipe

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