TWM406145U - Heat sink and light emitting diode lamp - Google Patents

Description

M406145 - ’ 、 100年05月09日修正替換頁 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 [0001] 本創作係關於一種散熱元件與一種照明裝置，特別 是一種散熱裝置與具有高散熱效率的發光二極體燈。 【先前技術】 [0002] 發光二極體屬於一種半導體裝置。製造發光二極體 的主要材料包含半導體三五族（Π I-V)元素的化合物，例 ' 如磷化鎵（GaP)、砷化鎵（GaAs)等等，利用這些材料將 φ 電能轉化成光；亦即，利用電能^供半導體能量，使電 洞與電子結合釋放出多餘的能量，而發射出光子 (photon)—光。由於發光二極體的發光過程中，不需要 被加熱，也不會放電，因此其壽命可高達100, 〇〇〇小時， 甚至可連續發光，不需要閒置休息。另外，發光二極體 的其他優點還包括，響應時間快速（僅大約1〇_9秒）、體 積小、耗電少、污染低、可靠度高、大量製作容易等等 。因具上述許多優點，發光二極體已被廣泛地應用於各 φ 領域，例如，大型看板的發光與照明裝置、交通燈誌、 行動電話、掃描機、傳真機等等。 [0003] 現今發光二極體的發展，仍以持續改善其發光亮度 與效率為方向。同時，已經可大量製造出具高亮度的白 光發光二極體，使其可廣泛地應用於許多照明裝置，例 如室内照明裝置，或戶外路燈。高亮度的發光二極體意 味同時具有高功率，而對於高功率的發光二極體而言， 其散熱效率更顯得重要。如果發光二極體持續在高溫下 操作，其亮度會衰退、壽命會變短。因而，如何提高發 表單編號A0101 第3頁/共16頁 M406145 光二極體的散熱效率 服的重要課題。 [0004] [0005]

[0006] [0007] 100年05月09日梭正替換寅 成為本領域所屬技藝人士亟需克 現5，發光一極體的散熱元件是由鋁播壓成型 (extrusion)所製成。此方法的缺點是，擠壓成型後的 剩餘銘材料被丢t ’材料無法被充分利用。另外，此方 法只能選用延展性（extensi〇n)良好的材料。 【新型内容】 本創作係關，於一種散熱裝置，用於協助將某產熱裝 置產生的熱散出。 本創作係關於一種具赛_?發光二極體 燈。 S :ί ：,.·' 本創作提供一種散熱裝置，包含一内組件以及一外 組件。外組件被設置於該内組件的周圍，該外組件的一 内表面與該内組件的一側表面互相娜接，而形成一介面 於該内表面與該側表面之間，其中該介面與該侧表面的 面積比率介於0.6至0.95之間。

[0008] 在一實施例，該内組件的材質包含銅、铭、陶究， 或氮化銘。 [0009] 在一實施例，該外組件的材質包含鋁。 [0010] 在一實施例，該内組件的厚度介於1毫米（mm)至10 毫米（mm)之間。 [0011] 在一實施例，該内組件的縱向長度介於〇. 6毫米 (mm)至9. 5毫米（mm)之間。 表單煸號A0101 第4頁/共16頁 [0012] [0012] [0013] [0014] 本創作尚提供一種發光二極體燈，包含一散熱裝置 、一電流控制電路、一發光二極體光源、一連接部分。 該散熱裝置，包含一内組件與一外組件。該内組件具有 [0015] [0016] [0017] [0018] [0019]

100年05月09日梭正替换頁I 在一實施例，該内組件的形狀包含圓梯形柱。 在一實施例，該外組件包含一中空結構。 一上表面、一對立於該上表面的下表面，以及一側表面 連接該上表面與該下表面。該外組件設置於該内組件的 外圍，該外組件具有一内表面與該側表面互相鉚接而形 成一介面，該介面與該側表面的面積比率介於〇6至〇95 之間。該電流控制電路，設置於該内組件的上表面上。 該發光二極體光源設置於該電流控制電路上且與該電流 控制電路電性連接。該連接部分設置於該内組件的下表 面下方。 在一實施例，該内組件的材質包含銅、銘、陶瓷、 或氣化銘。 在一實施例，該外組件的材質包含鋁。 在一實施例，該内組件的厚度介於1毫米（111111)至1〇 毫米（mm)之間。 在一實施例’該内組件的縱向長度介於0.6毫米 (mm)至9.5毫米（nrn)之間。 在一實施例，該内組件的該上表面與該外組件的該 内表面的一上部分形成一第一容置空間，該電流控制電 路與該發光二極體光源設置於該第一容置空間内。 表單編號Α0101 第5頁/共16頁 M406145 [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] 100年05月09日修正替換莨 在一實施例，該内組件的下表面與該外組件的該内 表面的一下部分形成一第二容置空間，該連接部分設置 於該第二容置空間内。 在一實施例，該内組件的形狀包含圓梯形柱。 在一實施例，該外組件包含一中空結構。 在一實施例，該電流控制電路包含一印刷電路板。 在一實施例，該發光二極體光源包含一封裝發光二 極體。

在一實施例，尚包含一, 藉此’本創作發光二 置置。 游有一内組 件與一外組件，兩者互相辦設計，使得

散熱裝置相較於習知的一整塊散熱元件，可減少許多材 料用量。並且，在内組件與外組件之間形成的介面，其 熱阻抗可被有效降低。另外，内纽件與外組件的材質可 以不相同，内組件可選用導熱係數較外組件更高的材質 ，如此可進一步提升散熱效率。 【實施方式】 [0027] [0028] 以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示 。在盡可能的情況下，相同的元件符號代表相同或類似 的元件。 圖1顯示根據本創作一實施例之散熱裝置的剖面圖。 參照圖1，一散熱裝置100包括一内組件110與一外組件 120，其元件連接關係與細部構造詳述如下。 表單編號Α0101 第6頁/共16真 [0029] [0029] [0030] [0031]

100年05月09日g正替換頁I 内組件110具有一上表面112、一對立於上表面112 的下表面114，以及一連接上表面112與下表面114的側 表面116。在本實施例’内組件11〇為具有厚度τ的圓梯形 柱’其中厚度T介於1毫米（millimeter)至10毫米之間 。另外’内組件11 〇是由金屬材料製成，而金屬材料可包 含銅（copper)、銅合金（copper alloy)、i呂 (aluminum)、鋁合金（aluminum alloy)、包含銅或銅 合金的複合材料、包含紹或紹合金的複合材料，藉此可 增加散熱裝置100的散熱效率。當然，内組件11〇的材質 也可以包括陶免（〇6^111丨(：）或氮化紹（8111111丨111111111卜 tride) ° 外組件120被設置於内組件11〇的外圍。外組件12〇 具有一内表面122，且外組件120的内表面122與内組件 110的側表面116鉚接（rivet)，藉此形成一介面130於 内表面122與側表面116之間，且介面130與侧表面116的 面積比率介於0. 6至0 · 9 5之間。在本實施例，外組件1 2 〇 是一個中空的套狀結構，且介面丨3〇的一縱向長度[介於 0.6至9.5毫米之間。另外’外組件12〇是由金屬材質製 成，例如，鋁或鋁合金，以便增加散熱裝置1〇〇的散熱效 率。 此外’在本創作實施例，散熱裝置1〇〇可以使用單一 種或多種材料製成；換句話說，内組件11 0與外組件1 2 0 的材質可為相同或不相同。例如，在本實施例，散熱裝 置100的製造方法，首先，是以擠壓成型將鋁或鋁合金製 成外組件120，其功能為提供大的散熱面積，並且特別的 表單編號A0101 M406145 100年05月09日庚正替換肓 是，由於外組件120的中空套狀結構’使其相較於習知技 術撥壓成型之散熱元件’可減少許多材料（例如鋁或鋁合 金）用量。接著，提供一具有與外組件12〇相同材質的内 r 組件110。最後’使内組件11 〇的側表面U 6與外組件120 的内表面122鉚接形成介面13 0，且介面130與側表面116 的面積比率介於0. 6至0. 9 5之間。藉此，位於内組件11 〇 與外組件120的介面熱阻抗可被有效降低，而提升散熱效 率。另外’為了更進一步提升散熱效率，於其他實施例 ’内組件110的材質可選用銅或其他具高熱傳導係數 (thermal conductivity)的材質。注意以上所提眾材 質僅為舉例’並非用於限域技藝人 士可根據設計需要，選用其_^^。 $ ' 驢,..疏观义 [0032] 簡言之’本創作之散熱裝置100具有一内組件11〇與 一外組件120，兩者互相鉚接。藉由此結構設計，使得散 熱裝置100相較於習知的一整塊散熱元件，可減少許多材 料用量。並且，在内組件110與外組件120之間形成的介 面130 ’其熱阻抗可被有效降低。另外，内組件ι1〇與外 組件120的材質可以不相同，例如，内組件11〇為銅，外 組件120為鋁》由於材料選擇性與搭配性提高，不同於習 知散熱元件僅能使用單一種材料，可進一步提升散熱裝 置100的散熱效率》 [0033] 圖2顯示根據本創作一實施例之發光二極體燈的剖面 圖。參照圖2，一發光二極體燈200包括一上述的散熱裝 置100、一電流控制電路210、一發光二極體光源220、 一連接部分230。電流控制電路210被設置於内組件11〇 表單編號A0101 第8頁/共16頁 [0034] 100年05月09日修正替換頁 的上表面112上。發光二極體光源220被設置於電流控制 電路2 10上，並且與電流控制電路21〇電性連接。連接部 分230被設置於内組件丨10之下表面丨14以及外組件12〇的 下方。 更進一步說明，内組件110的上表面112與外組件 120的内表面122的上部分形成一第一容置空間132，而 電流控制電路21 0與發光二極體光源220被設置於第一容 置空間132 »内組件11〇的下表面114與外組件120的内表 面122的下部分形成一第二容置空間134，而連接部分 2 3 0被設置於第二容置空間13 4上方。此外，電流控制電 路210’ 例如一印刷電路板（printed circuit b〇ard) ，可以是具有單層電路層或多層電路層的電路板。發光 二極體光源220 ’例如，一種表面黏接裝置（surface mounted device，SMD)或其他形式封裝的發光二極體 光源。連接部分230可被包含在一連接器内（未圖示）與複 數個内元件（未圖示）以傳導電源給予發光二極體燈源22〇 與電流控制電路210 » [0035] 另外，發光二極體燈200尚包含一燈罩240連接散熱 裝置100 ’以保護發光二極體光源220。一般而言，燈罩 240是以可透光的霧面玻璃或塑膠材料製成，且可具有使 光線均勻射出的功能，使發出光線柔和不刺眼。 [0036] 另外’發光二極體光源220可直接封裝設置於内組件 110上’因此在發光二極體光源220操作時，其產生的熱 可直接由金屬材質的内組件U〇傳導至外組件丨2〇，如此 可改善散熱效率。 表單編號A0101 第9頁/共16頁 M406145 [0037] [0038] [0039] 100年05月09日修正替換百 總之，本創作發光二極體燈2 0 0之散熱裝置1 〇 〇具有 一内組件11 0與一外組件1 2 0，兩者互相鉚接。藉由此結 構設計’使得散熱裝置1 〇 〇相較於習知的一整塊散熱元件 ，可減少許多材料用量。並且，在内組件11 〇與外組件 1 2 0之間形成的介面1 3 0，其熱阻抗可被有效降低。另外 ’内組件110與外組件120的材質可以不相同，例如，内 組件110可選用導熱係數較外組件120更高的材質，如此 可進一步提升散熱裝置1〇〇的散熱效率。另外，發光二極 體光源2 2 0可直接封裝設置於内組件11 〇上，因此在發光 二極體光源220操作時，其產生的熱可直接由金屬材質的 罐 内組件110傳導至外組件i坤.'可德熱效率。 以上所述僅為本創作之^/並非用以 限定本創作之申請專利範圍；凡其他未脫離創作所揭示 之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之 申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖顯示根據本創作一實施例之散熱裝置的剖面圖； 讀 以及 第一圖顯示根據本創作另一實施例之發光二極體燈的剖 面圖。 [0040] 【主要元件符號說明】 100 110 112 114 散熱裝置 内組件 上表面 下表面 表單編號A0101 第丨0頁/共16頁 M406145 116 側表面 120 外組件 122 内表面 130 介面 132 第一容置空間 134 第二容置空間 200 發光二極體燈 210 電流控制電路 220 發光二極體光源 230 連接部分 240 燈罩 L 縱向長度 T 厚度 表單編號A0101 第11頁/共16頁 100年05月09日核正替換頁

Claims (1)

1. 料υ〇ΐ45 六、申請專利範圍： 一種散熱裝置，包含： 一内組件’具有一側表面；以及 一外組件，設置於該内組件的周圍，該外組件具有 ~内表面與該側表面互相鉚接，而形成一介面於該内表面 與戎側表面之間，其中該介面與該侧表面的面積比率介於 0, 6至〇. 95之間。 如申請專利範圍第1項的散熱裝置，其中該内組件的材質 包含銅、鋁、陶瓷、或氮化鋁。 如申請專利範圍第1項的散熱裝置，其中該外組件的材質 包含紹。 义…、: • . .Γ 如申請專利範圍第1項的散魏I _，^秦丰姐件的厚度 介於1毫米（mm)至10毫米（mm)之'間。' 如申請專利範圍第1項的散熱裝置，其中該内組件的縱向 長度介於0. 6毫米（mm)至9. 5毫米（職）之間。 如申請專利範圍第1項的散熱裝置，其中該内組件的形狀 包含圓梯形柱。 如申請專利範圍第1項的散熱裝置，其中該外組件包含一 中空結構。 一發光二極體燈，包含： 一散熱裝置，包含： 一内組件具有一上表面'一對立於該上表面的下 表面，以及一側表面連接該上表面與該下表面；以及 一外組件設置於該内組件的外圍，該外组件具有 一内表面與該側表面互相鉚接而形成一介面，該介面與該 100200035 表單編號A0101 第12頁/共16頁 1003161885-0 1100年05月09日修正替换百 側表面的面積比率介於0.6至0.95之間； —電流控制電路，設置於該内組件的上表面上； 發光一極體光源，設置於該電流控制電路上且與該 電流控制電路電性連接；以及 —連接部分設置於該内組件的下表面下方。 9.如:請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該内組件的 材質包含銅、鋁、陶瓷、或氮化鋁。 10 .如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該外組件的 材質包含鋁。 11 ·如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該内組件的 厚度介於1毫米（mm)至10毫米（mm)之間。 12 .如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該内組件的 縱向長度；I於〇· 6毫米（mm)至g. 5毫米（mm)之間。 13 .如申請專利範圍第8項的發光二極體燈’其中該内組件的 該上表面與該外組件的該内表面的一上部分形成—第一容 置空間，該電流控制電路與該發光二極體光源設置於該第 容置空間内。 如申請專利範圍第13項的發光二極體燈，其中該内組件的 下表面與該外組件的該内表面的一下部分形成一第二容置 空間，該連接部分設置於該第二容置空間内。 如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該内組件的 形狀包含圓梯形柱。 如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該外組件包 含一中空結構" 如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該電流控制 電路包含一印刷電路板。 100200035 14 15 . 16 . Π . 表單編號A0101 第13頁/共16頁 1003161885-0 M406145 __._j_ 100年05月09日核正替換寅] 18 .如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，其中該發光二極 體光源包含一封裝發光二極體。 19 .如申請專利範圍第8項的發光二極體燈，尚包含一燈罩連 接該散熱裝置。

   1003161885-0 100200035 表單編號A0101 第14頁/共16頁