TWI589814B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI589814B
TWI589814B TW103125281A TW103125281A TWI589814B TW I589814 B TWI589814 B TW I589814B TW 103125281 A TW103125281 A TW 103125281A TW 103125281 A TW103125281 A TW 103125281A TW I589814 B TWI589814 B TW I589814B
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陳俊道
梁文魁
謝承佑
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光寶電子（廣州）有限公司
光寶科技股份有限公司
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
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    • F21V29/77—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical diverging planar fins or blades, e.g. with fan-like or star-like cross-section
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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Description

發光裝置
本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種具有散熱鰭片的發光裝置。
傳統的發光裝置的發光元件在發光的同時會產生熱量，熱量通常藉由發光裝置的導熱外殼對流至外界。
然而，導熱外殼通常具有複雜結構，因此需要以壓鑄工法成形。如此，完成導熱外殼的整個設計過程無論在設計、製造上都較複雜，且重量重及所耗成本不低。
本發明係有關於一種發光裝置，發光裝置的單件式散熱鰭片可簡化設計及製造複雜度。
根據本發明之一實施例，提出一種發光裝置。發光裝置包括一單件式散熱鰭片、一電路板及一電絕緣外殼。單件式散熱鰭片包括相連接之一承載部及一鰭片部。電路板設於承載部上。電絕緣外殼包覆單件式散熱鰭片之承載部及鰭片部。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、200、300‧‧‧發光裝置
110、210、310‧‧‧電絕緣外殼
110a1‧‧‧第一對流孔
110a2‧‧‧第二對流孔
110s‧‧‧內側面
111‧‧‧突出部
112‧‧‧隔離部
112a‧‧‧貫孔
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧光罩
131‧‧‧透光殼
132‧‧‧凸緣
132r‧‧‧卡合槽
132s‧‧‧外側面
140‧‧‧驅動器
141‧‧‧導電線
150、250、450、550‧‧‧單件式散熱鰭片
150'、250'、450'、550'‧‧‧展開片
151‧‧‧承載部
151a‧‧‧貫孔
152、252、252'、252"‧‧‧鰭片部
1521‧‧‧軸向部
1522‧‧‧第一徑向部
1523‧‧‧第二徑向部
1524‧‧‧周向部
1524s‧‧‧外側面
160‧‧‧電路板
160r‧‧‧凹槽
170‧‧‧焊點
210r‧‧‧散熱凹槽
213‧‧‧第一包覆部
214‧‧‧第二包覆部
215‧‧‧卡合部
252a‧‧‧固定孔
2524‧‧‧第一固定部
2525‧‧‧第二固定部
2524a‧‧‧突出部
2525a‧‧‧凹口
D1‧‧‧外徑
D2‧‧‧內徑
P1‧‧‧間隙
G1‧‧‧氣流
第1A圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置的示意圖。
第1B圖繪示第1A圖的發光裝置沿方向1B-1B'的剖視圖。
第2A圖繪示第1A圖之發光裝置的俯視圖。
第2B圖繪示第2A圖之發光裝置沿方向2B-2B'的剖視圖。
第3圖繪示第1B圖的單件式散熱鰭片的外觀圖。
第4圖繪示第1A圖之單件式散熱鰭片及電絕緣外殼沿方向4-4'的剖視圖。
第5圖繪示第3圖之單件式散熱鰭片的展開圖。
第6圖繪示第2A圖之發光裝置沿方向6-6'的剖視圖。
第7圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的外觀圖。
第8圖繪示第7圖之單件式散熱鰭片的展開圖。
第9A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置的外觀圖。
第9B圖繪示第9A圖的發光裝置沿方向9B-9B'的剖視圖。
第10圖繪示第9A圖的單件式散熱鰭片及電絕緣外殼沿方向10-10'的剖視圖。
第11A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置的外觀圖。
第11B圖繪示第11A圖之發光裝置沿方向11B-11B'的剖視圖。
第12A圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的展開圖。
第12B圖繪示第12A圖之單件式散熱鰭片的摺合圖。
第13A圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的展開圖。
第13B圖繪示第13A圖之單件式散熱鰭片的摺合圖。
請參照第1A及1B圖，第1A圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置的示意圖，而第1B圖繪示第1A圖的發光裝置沿方向1B-1B'的剖視圖。
發光裝置100例如是燈泡或其它可供照明的裝置。發光裝置100包括電絕緣外殼110、發光元件120、光罩130、驅動器140、單件式散熱鰭片150及電路板160。
電絕緣外殼110包覆單件式散熱鰭片150的外側面的至少一部分，以避免單件式散熱鰭片150輕易脫離電絕緣外殼110，且可避免單件式散熱鰭片150與單件式散熱鰭片150以外的元件電性短路。
發光元件120設於電路板160上，並電性連接於驅動器140。驅動器140可控制發光元件120發射光線。發光元件120所發射光線從光罩130出光，使發光裝置100提供一照明功能。此外，發光元件120在發光時會產生熱量，熱量可經由電路板160及單件式散熱鰭片150傳導至電絕緣外殼110，然後透過電絕緣外殼110對流至外界。發光元件120例如可為一發光二極體(LED)源，發光裝置100內可設有多個相同或不同顏色的LED光源，藉由驅動器140控制個別的LED光源以產生需要的照明功能，例如不同的照明形狀或照明顏色。
電絕緣外殼110例如是由塑膠或其它電絕緣材料製成。電絕緣外殼110包括數個第一對流孔110a1及數個第二對流孔110a2。第一對流孔110a1位於電絕緣外殼110的下部，並貫 穿電絕緣外殼110的厚度。第二對流孔110a2位於電絕緣外殼110的上部，並貫穿電絕緣外殼110的厚度。單件式散熱鰭片150位於第一對流孔110a1與第二對流孔110a2之間；如此一來，氣流G1可流通於第一對流孔110a1及第二對流孔110a2之間，以帶走單件式散熱鰭片150的熱量。進一步地說，發光元件120的熱量可透過電路板160傳導至單件式散熱鰭片150，然後再以氣流G1帶動對流至外界。
此外，第二對流孔110a2的位置大致上與發光元件120等高，且環繞發光元件120；如此一來，雖然圖未繪示，然氣流G1亦可橫向地流通於此些第二對流孔110a2之間，以帶走電路板160及發光元件120的熱量。
如第1B圖所示，光罩130包括透光殼131及凸緣132，其中凸緣132呈環形且連接於透光殼131的開口端。凸緣132往透光殼131的內部方向突出，且具有一卡合槽132r。電絕緣外殼110包括數個突出部111，突出部111突出於電絕緣外殼110的內側面。透過突出部111卡合於卡合槽132r，可避免光罩130與電絕緣外殼110脫離。
請參照第2A及2B圖，第2A圖繪示第1A圖之發光裝置的俯視圖，而第2B圖繪示第2A圖之發光裝置沿方向2B-2B'的剖視圖。凸緣132的外側面132s與電絕緣外殼110的內側面110s之間具有一對流間隙P1，氣流G1可流通於對流間隙P1與第一對流孔110a1(第1B圖)之間以及流通於間隙P1與第二對流孔110a2(第 1B圖)之間，以將單件式散熱鰭片150的熱量對流至外界。
第3圖繪示第1B圖的單件式散熱鰭片的外觀圖。本實施例的散熱鰭片150係一體成型的單件式散熱鰭片，如此可節省組裝成本及製造成本。單件式散熱鰭片150包括相連接之承載部151及數個鰭片部152，其中承載部151大致上沿XY平面延伸，而鰭片部152大致上沿Z軸向延伸，其中Z軸向例如是光軸方向。上述電路板160設於承載部151上，而電絕緣外殼110包覆單件式散熱鰭片150之承載部151的外表面的至少一部分及鰭片部152的外表面的至少一部分。
各鰭片部152連接於承載部151且大致上垂直於承載部151，然本發明實施例不限於此；另一實施例中，鰭片部152與承載部151之間也可夾一相異於90度的角度。各鰭片部152包括軸向部1521、第一徑向部1522及第二徑向部1523，其中軸向部1521大致上沿Z軸方向延伸，而第一徑向部1522及第二徑向部1523分別從軸向部1521的第一側及第二側徑向地往外延伸，使第一徑向部1522及第二徑向部1523呈一輻射狀分佈。
此外，各鰭片部152更包括二個周向部1524，各周向部1524分別從第一徑向部1522及第二徑向部1523周向地(例如是繞Z軸方向)延伸。周向部1524可穩定單件式散熱鰭片150與電絕緣外殼110的相對位置。
第4圖繪示第1A圖之單件式散熱鰭片及電絕緣外殼沿方向4-4'的剖視圖。周向部1524的外側面1524s接觸電絕緣外殼110 的內側面110s，且周向部1524的外側面1524s提供一面積與電絕緣外殼110接觸，如此一來，可增加單件式散熱鰭片150與電絕緣外殼110的相對穩定性。在此設計下，電絕緣外殼110可另外獨立成形後，單件式散熱鰭片150再放置於電絕緣外殼110內部。然本發明實施例不限於此，另一實施例中，於電絕緣外殼110的射出成形製程中，單件式散熱鰭片150可先預埋於射出成形模具內，在射出成形後，電絕緣外殼110包覆單件式散熱鰭片150的外表面的至少一部分。
第5圖繪示第3圖之單件式散熱鰭片的展開圖。就單件式散熱鰭片150的成形方法而言，單件式散熱鰭片150可先採用板金沖壓形成如第5圖所示的單件之展開片150'。板金沖壓製程後，鰭片部152與承載部151係一次形成；然後，再將展開片150'折彎成第3圖所示的單件式散熱鰭片150。採用板金成形的單件式散熱鰭片150的結構較簡單且重量較輕(相較於壓鑄成形而言)。就單件式散熱鰭片150的材料而言，單件式散熱鰭片150的材料可包括銅、鋁或其組合。
第6圖繪示第2A圖之發光裝置沿方向6-6'的剖視圖。驅動器140包括二導電線141，而承載部151具有一貫孔151a。電絕緣外殼110更包括一隔離部112，隔離部112穿過貫孔151a，並具有二貫孔112a。二導電線141分別穿過二貫孔112a並延伸至與電路板160電性連接。由於隔離部112隔離導電線141與承載部151，因此可避免承載部151與導電線141電性短路。發光裝置100更包括二焊點170，各焊點170焊合在對應之導電線141 的周圍，以電性連接導電線141與形成於電路板160上的線路(未繪示)。
電路板160具有容置凹槽160r，隔離部112的一部分位於貫孔151a，隔離部112的另一部分位於容置凹槽160r。由於容置凹槽160r的設計，使隔離部112不會與電路板160的實體材料干涉，進而避免隔離部112頂起電路板160而負面影響電路板160的定位性。
此外，電路板160例如是金屬基印刷电路板(Metal Core PCB,MCPCB)。電路板160包括絕緣層161及導熱層162，其中發光元件120設於絕緣層161上。導熱層162例如是鋁層，且具有上述容置凹槽160r，以容置部分隔離部112。
第7圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的外觀圖。相較於單件式散熱鰭片150，單件式散熱鰭片250省略二周向部1524。單件式散熱鰭片250包括相連接之承載部151及數個鰭片部252。各鰭片部252連接於承載部151且大致上垂直於承載部151。另一實施例中，鰭片部152與承載部151之間可夾一大致上等於或相異於90度的角度。各鰭片部252包括軸向部1521、第一徑向部1522及第二徑向部1523，其中第一徑向部1522及第二徑向部1523分別從軸向部1521的第一側及第二側徑向地往外延伸，使第一徑向部1522及第二徑向部1523呈一輻射狀分佈。
各鰭片部252更包括第一固定部2524及第二固定部 2525。第一固定部2524連接於第一徑向部1522並往遠離第一徑向部1522的方向延伸，以與鄰近之鰭片部252'的第二固定部2525(因為視角關係，所以看不到)連接。第二固定部2525連接於第二徑向部1523並往遠離第二徑向部1523的方向延伸，以與鄰近之鰭片部252"的第一固定部2524連接。如此一來，相鄰二鰭片部可彼此連接，以增加單件式散熱鰭片250的整體剛性。由於單件式散熱鰭片250的整體剛性提升，使在電絕緣外殼的射出成形製程中，單件式散熱鰭片250可更穩固地預埋於射出成型模具內。
如第7圖所示，第一固定部2524及第二固定部2525係周向地延伸，且第一固定部2524包括一突出部2524a，第二固定部2525包括一凹口2525a，突出部2524a卡合於凹口2525a。本實施例中，突出部2524a具有一往凹口2525a的方向擴大的外徑D1，而凹口2525a具有一往突出部2524a的方向縮小的內徑D2；如此一來，突出部2524a可卡合於凹口2525a內，且不容易分離。本實施例中，突出部2524a的形狀與凹口2525a的形狀互補，然此非用以限制本發明實施例。此外，本發明實施例不限定第一固定部2524與第二固定部2525的連接方式，其可採用鎖合、卡合、焊合、鉚合、膠合、其它暫時性或永久性結合方式連接。此外，第一固定部2524與第二固定部2525不限於機械式連接，其也可以採用化學方式連接。
第8圖繪示第7圖之單件式散熱鰭片的展開圖。就單件 式散熱鰭片250的成形方法而言，單件式散熱鰭片250可先採用板金沖壓形成如第8圖所示的單件之展開片250'。板金沖壓製程後，鰭片部252與承載部151係一次形成。然後，再將展開片250'折彎成第7圖所示的單件式散熱鰭片250。就單件式散熱鰭片250的材料而言，單件式散熱鰭片250的材料可包括銅、鋁或其組合。
請參照第9A至9B圖，第9A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置的外觀圖，而第9B圖繪示第9A圖的發光裝置沿方向9B-9B'的剖視圖。發光裝置200包括電絕緣外殼210、發光元件120、光罩130、驅動器140、上述單件式散熱鰭片250及電路板160。
請同時參照第9A及7圖，由於第7圖的單件式散熱鰭片250省略周向部1524，使在射出成形製程中，電絕緣外殼210的材料不會受到周向部1524的阻擋而能順利地流入第一徑向部1522與第二徑向部1523之間，以包覆第一徑向部1522與第二徑向部1523。包覆第一徑向部1522與第二徑向部1523電絕緣外殼210的材料之間形成一散熱凹槽210r。具體而言，電絕緣外殼210包括數個第一包覆部213(如第9A圖所示)及數個第二包覆部214(如第9A圖所示)，第一包覆部213及第二包覆部214分別包覆同一個鰭片部152的第一徑向部1522(如第7圖所示)及第二徑向部1523(如第7圖所示)。第一包覆部213與第二包覆部214彼此間隔，使其間形成散熱凹槽210r。由於散熱凹槽210r的內凹設計，可增加電絕緣外殼210外露的散熱面積，進而提升散熱效率。
第10圖繪示第9A圖的單件式散熱鰭片及電絕緣外殼沿方向10-10'的剖視圖。各鰭片部252具有至少一固定孔252a，電絕緣外殼210包括一卡合部215，卡合部215卡合於固定孔252a，以穩定單件式散熱鰭片250與電絕緣外殼210的相對位置。就電絕緣外殼210的成形方法而言，單件式散熱鰭片250可先預埋於射出成形模具內，在射出成形後，電絕緣外殼210包覆單件式散熱鰭片250的外表面的至少一部分，且電絕緣外殼210的部分材料(如卡合部215)流經固定孔252a。待電絕緣外殼210的部分材料冷卻凝固後，位於固定孔252a內的電絕緣材料形成卡合部215。
請參照第11A及11B圖，第11A圖繪示依照本發明另一實施例之發光裝置的外觀圖，第11B圖繪示第11A圖之發光裝置沿方向11B-11B'的剖視圖。
發光裝置300包括電絕緣外殼310、發光元件120、光罩130、驅動器140、單件式散熱鰭片150及電路板160。然而本實施例之單件式散熱鰭片150亦可替換為單件式散熱鰭片250，在此不受限制。
與上述實施例之發光裝置不同的是，本實施例之發光裝置300的電絕緣外殼310省略任何的對流孔、卡合孔及凹槽，使電絕緣外殼310的側壁不具任何鏤空部或凹陷部，使其外觀為一平滑的表面。舉例來說，相較於上述實施例之發光裝置100，本實施例之發光裝置300的電絕緣外殼310省略第一對流孔110a1及第二對流孔110a2；相較於上述實施例之發光裝置200，本實施例之發光裝置300的 電絕緣外殼310省略散熱凹槽210r，由於省略了上述第一對流孔110a1、第二對流孔110a2及凹槽210r，電絕緣外殼310具有一平滑外輪廓。
請參照第12A及12B圖，第12A圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的展開圖，第12B圖繪示第12A圖之單件式散熱鰭片的摺合圖。
相較於單件式散熱鰭片150及250，本實施例之單件式散熱鰭片450或展開片450’的熱傳導通道的數量較多。詳細來說，單件式散熱鰭片150的軸向部1521的數量係6個，而本實施例之單件式散熱鰭片450的軸向部1521的數量係10個。藉由增加軸向部1521的數量，可提升熱傳導效率。
請參照第13A及13B圖，第13A圖繪示依照本發明另一實施例之單件式散熱鰭片的展開圖，第13B圖繪示第13A圖之單件式散熱鰭片的摺合圖。相似地，相較於單件式散熱鰭片150及250，本實施例之單件式散熱鰭片550或展開片550’的熱傳導通道的數量較多。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，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‧‧‧發光裝置
110‧‧‧電絕緣外殼
110a1‧‧‧第一對流孔
110a2‧‧‧第二對流孔
111‧‧‧突出部
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧光罩
131‧‧‧透光殼
132‧‧‧凸緣
132r‧‧‧卡合槽
140‧‧‧驅動器
150‧‧‧單件式散熱鰭片
160‧‧‧電路板
G1‧‧‧氣流

Claims (9)

  1. 一種發光裝置，包括：一單件式散熱鰭片，包括相連接之一承載部及一鰭片部；一電路板，設於該承載部上；以及一電絕緣外殼，包覆該單件式散熱鰭片之該承載部及該鰭片部，其中該鰭片部包括：一軸向部，連接於該承載部；以及一第一徑向部，從該軸向部的一第一側徑向地往外延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該鰭片部更包括：一第二徑向部，從該軸向部的一第二側徑向地往外延伸；其中，該電絕緣外殼包括彼此間隔的一第一包覆部與一第二包覆部，該第一包覆部包覆該第一徑向部，且該第二包覆部包覆該第二徑向部，且該第一包覆部與該第二包覆部之間形成一散熱凹槽。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，該鰭片部更包括：一周向部，從該第一徑向部周向地延伸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該鰭片部具有一固定孔，該電絕緣外殼包括一卡合部，該卡合部卡合於該固定孔內。
  5. 一種發光裝置，包括：一單件式散熱鰭片，包括相連接之一承載部及多個鰭片部；一電路板，設於該承載部上；以及一電絕緣外殼，包覆該單件式散熱鰭片之該承載部及該鰭片部，其中各該鰭片部包括：一第一徑向部；一第二徑向部； 一第一固定部，連接於該第一徑向部並往遠離該第一徑向部的方向延伸，以與相鄰之該鰭片部的該第二固定部連接；以及一第二固定部，連接於該第二徑向部並往遠離該第二徑向部的方向延伸，以與相鄰之該鰭片部的該第一固定部連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該第一固定部及該第二固定部係周向地延伸，且該第一固定部與該第二固定部之一者包括一突出部，該第一固定部與該第二固定部之另一者包括一凹口，該突出部卡合於該凹口。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該電絕緣外殼包括：一第一對流孔；以及一第二對流孔；其中，該單件式散熱鰭片位於該第一對流孔與該第二對流孔之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括：一驅動器，包括一導電線；其中，該電絕緣外殼包括一隔離部，該隔離部及該承載部各具有一貫孔，該隔離部位於該承載部之該貫孔內，該導電線穿過該隔離部之該貫孔，且透過該隔離部與該承載部電性隔離。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該電路板包括：一絕緣層；以及一導熱層，具有一容置凹槽，以容置該電絕緣外殼的一隔離部。
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