TWM607434U

TWM607434U - 發光模組及發光裝置

Info

Publication number: TWM607434U
Application number: TW109211428U
Authority: TW
Inventors: 張嘉政
Original assignee: 卡西堤有限公司
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-02-11

Abstract

一種發光模組及發光裝置，用以解決習知大功率發光模組散熱不良的問題。係包含：一均溫板，具有相對的一第一殼層及一第二殼層，該第一殼層及該第二殼層之間具有一密閉腔室，該密閉腔室容置有一工作液體，該均溫板係具有一卡合部；一LED模組，具有一發光組件及一導熱片，該發光組件具有至少一LED元件、二絕緣層及一電路層，該電路層位於該二絕緣層之間，各該LED元件的接腳連接於該電路層，用以產生照明光源，該導熱片位於該發光組件及該均溫板之間；及一散熱鰭片模組，具有一結合部，該均溫板的該卡合部結合於該結合部。

Description

發光模組及發光裝置

本創作係關於一種發光模組及發光裝置，尤其是一種車輛照明用的大功率發光模組及發光裝置。

隨著科技進步及節能減碳之重視，應用於照明領域的技術日新月異，相較於傳統光源，半導體LED具體積小、發光效率高及低耗能等優點，現今車用照明已廣泛採用具有LED的散熱模組及裝置，例如車頭燈之大功率LED光源。然而，大功率LED不利於長期在高溫的工作環境下使用，若長時間使用的廢熱無法立即排出，可能會大幅縮短LED壽命，因此一種習知的LED散熱模組及裝置，可透過包含一風扇來調節LED燈具的溫度，輔助廢熱之排出。

惟，上述習知的LED散熱模組及裝置，因車頭燈內部的安裝空間狹窄，使得風扇的尺寸較小而造成排熱效果不彰，仍然會使廢熱不斷地累積，進而導致光線強度衰弱及LED燈具損毀的問題。

有鑑於此，習知的LED散熱模組及裝置確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本創作的目的是提供一種發光模組及發光裝置，係可以提升LED元件的散熱效率，讓整體裝置處於一較低的工作溫度，以延長LED元件的使用壽命者。

本創作的次一目的是提供一種發光模組及發光裝置，係可以加速構件之間的熱傳導能力，以提升散熱效率者。

本創作的再一目的是提供一種發光模組及發光裝置，係可以提高更多可傳導熱能的接觸面積，可進一步地提升散熱效率者。

本創作全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本創作的各實施例，非用以限制本創作。

本創作全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本創作範圍的通常意義；於本創作中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本創作全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本創作的發光模組，包含：一均溫板，具有相對的一第一殼層及一第二殼層，該第一殼層及該第二殼層之間具有一密閉腔室，該密閉腔室容置有一工作液體，該均溫板係具有一卡合部；一LED模組，具有一發光組件及一導熱片，該發光組件具有至少一LED元件、二絕緣層及一電路層，該電路層位於該二絕緣層之間，各該LED元件的接腳連接於該電路層，用以產生照明光源，該導熱片位於該發光組件及該均溫板之間；及一散熱鰭片模組，具有一結合部，該均溫板的該卡合部結合於該結合部。

本創作的發光裝置，包含：一前述的發光模組；一殼體，具有內部相連通的一外殼及一扇框，該LED模組容納於該外殼，該散熱鰭片模組容納於該扇框，該扇框具有數個散熱孔及一開口；及一風扇，可旋轉地設於該扇框，該風扇用以朝向該散熱鰭片模組吹氣或抽氣，以使該散熱鰭片模組的熱氣流由該數個散熱孔或該開口散出。

據此，本創作的發光模組及發光裝置，可以快速地將該發光組件運作時所產生的廢熱導向該導熱片及該均溫板，係可以達到快速、有效的散熱，且由於設有該散熱鰭片模組，係可以使該均溫板能維持在低溫狀態，以及，藉由該風扇的吹送，使該散熱鰭片模組能更有效率的達到散熱效果，從而僅需使用較小尺寸的風扇也能讓LED元件長時間保持在正常的工作溫度，係可以因應車頭燈內部等安裝空間狹窄的需求，且可以改善光衰問題及延長LED元件的使用壽命。

其中，該均溫板具有一毛細結構，該毛細結構位於該密閉腔室中。如此，該LED元件所產生的廢熱，係可以透過該密閉腔室的氣、液態相變化形成毛細循環作用，使該毛細結構保持濕潤，藉此，該均溫板整體可以達到等溫，具有提升散熱效率的功效。

其中，該均溫板呈現一T型板狀或一長條型板狀。如此，該均溫板係可以置入於車用燈具內有限的空間內，係具有可及在有限空間內使用的功效。

其中，該均溫板為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成，且導熱係數介於350~450W/m・k之間。如此，該均溫板可以快速地傳導熱能，係具有提升熱傳導效率的功效。

其中，該毛細結構為金屬網、粉末燒結、多孔材、發泡材或溝槽構造。如此，係可以使該工作流體的流動更順暢，並促進該工作流體的沸騰及蒸發速率，係具有提升熱傳導性的功效。

其中，各該LED元件各自或共同置於一通孔中。如此，各該LED元件係可以透過該通孔與該導熱片接觸，係可以直接傳導熱能至該導熱片，係具有提升熱傳導效率及散熱的功效。

其中，該導熱片具有相對的一第一導熱面及一第二導熱面，該第一導熱面與包覆該電路層的絕緣層接觸，該第二導熱面與該均溫板接觸。如此，係可以使導電和散熱在空間內相互分隔，並將熱能傳導至該均溫板，係具有提升熱傳導效率及散熱的功效。

其中，該導熱片為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成，且導熱係數介於350~450W/m・k之間。如此，該導熱片係可以快速地傳導熱能，係具有提升熱傳導效率的功效。

其中，該均溫板的體積可以大於該導熱片的體積。如此，該均溫板可以蓄積更多熱能，能充分地將該導熱片所吸收的熱能散逸，係具有提升熱傳導性的功效。

其中，該散熱鰭片模組係具有數個散熱鰭片，該數個散熱鰭片係相互間隔地排列並連接於一中隔板的上下方。如此，該均溫板連接於該散熱鰭片模組後，可以增加該均溫板的熱傳導面積，係具有良好的熱傳導效率及散熱的功效。

其中，該散熱鰭片模組為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成，且導熱係數介於350~450W/m・k之間。如此，該散熱鰭片模組可以快速地傳導熱能，係具有提升熱傳導效率的功效。

其中，該發光模組具有二發光組件及二導熱片，各該發光組件分別與該二導熱片之第一導熱面接觸，該二導熱片之第二導熱面分別與該均溫板的二表面接觸。如此，係可以設置更多的該發光組件，係具有進一步提升發光亮度的功效。

其中，該外殼具有至少一槽孔，各該LED元件對應於各該槽孔。如此，各該LED元件可以避免光源被該外殼遮擋，係具有提升發光亮度的功效。

為讓本創作之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1、2圖所示，其係本創作的第一實施例，係包含：一均溫板1、一LED模組2及一散熱鰭片模組3，該LED模組2與該均溫板1接觸，該均溫板1結合於該散熱鰭片模組3。

請參照第1、2及4圖所示，該均溫板1具有相對的一第一殼層11及一第二殼層12，該第一殼層11及該第二殼層12之間具有一密閉腔室13，該密閉腔室13容置有一工作液體L。該第一殼層11或該第二殼層12可以為傳導熱能的熱端，本創作均不限制之。在本實施例中，該均溫板1還可以具有一毛細結構14，該毛細結構14位於該密閉腔室13中，該毛細結構14較佳鄰近該第一殼層11，該第一殼層11可以為傳導熱能的熱端，係可以將熱能導向至該密閉腔室13，使該工作液體L蒸發為氣態，而蒸氣會散布於整個該密閉腔室13的內部空間，並於第二殼層12內之一冷凝面121將該工作液體L冷凝為液態，以促進該工作液體L快速回流至該第一殼層11內之一蒸發面111。如此，透過熱交換之氣、液態的相變化過程中，在該冷凝面121與該蒸發面111進行的毛細循環作用，係可以使該毛細結構14保持濕潤，藉此使該均溫板1整體達到等溫，而提升散熱效果。

該均溫板1可用以加速熱能的發散，本創作不限制該均溫板1的形狀及材質。舉例而言，該均溫板1可以呈現一T型板狀或一長條型板狀，以利置入車用燈具內有限的空間中。此外，該均溫板1可以採用鋁、鐵或純度較低的銅材等金屬材質製成，該材質的導熱係數可以介於350~450W/m・k之間，較佳地，該材質的導熱係數可以為437W/m・k的T3紫銅，係具有更優異的熱傳導性能。另外，該毛細結構14可以為金屬網、粉末燒結、多孔材、發泡材或溝槽等構造，在本實施例中，該毛細結構14為金屬網構造，係可以具有更好的傳導特性，可使該工作流體L的流動更順暢，並促進該工作流體L的沸騰及蒸發速率。

請參照第2、4圖所示，該LED模組2具有一發光組件21及一導熱片22，該發光組件21可以具有至少一LED元件211、二絕緣層212及一電路層213，該電路層213位於該二絕緣層212之間，各該LED元件211可各自或共同置於一通孔214中，各該LED元件211的接腳連接於該電路層213，用以產生照明光源，該LED元件211的數量可以依照如亮度或美感等需求而予以改變，不以本實施例圖式所揭露之數量及排列方式為限。該導熱片22可以與該發光組件21接觸，該導熱片22位於該發光組件21及該均溫板1之間。該電路層213可以呈現一T型板狀或一長條型板狀，使該電路層213與該導熱片22有較大的接觸面積，有助提升該發光組件2的熱傳導性能，係具有提升熱傳導速度及散熱效率的作用。

較佳地，該LED元件211可以直接接觸該導熱片22，使該LED元件211形成零熱阻，該LED元件211散出的熱係可以快速地傳導至該導熱片22，而該二絕緣層212將該電路層213包覆其間，係可以根據熱電分離之原理形成電絕緣，以將導電和散熱在空間內相互分隔，用以避免發生短路，係具有導電及散熱的作用。

請參照第4圖所示，該導熱片22具有相對的一第一導熱面221及一第二導熱面222，該第一導熱面221可以與包覆該電路層213的絕緣層212接觸，該第二導熱面222可以與該均溫板1接觸，用以將該LED模組2運作時所產生的廢熱快速地傳導至該均溫板1。本創作不限制該導熱片22的形狀及材質。舉例而言，該導熱片22可以呈現一長條型板狀，使該導熱片22有較大的接觸面積。此外，該導熱片22可以採用鋁、鐵或純度較低的銅材等金屬材質製成，該導熱片22的導熱係數可以介於350~450W/m・k之間，較佳地，該導熱片22的導熱係數為437W/m・k的T3紫銅，係具有更優異的熱傳導性能。

又，該均溫板1的體積可以大於該導熱片22的體積，藉由體積較大的該均溫板1可以蓄積更多熱能，係可以確保該均溫板1能充分地將該導熱片22所吸收的熱能散逸，以避免該導熱片22中的熱能無法順利散出。

該散熱鰭片模組3係具有一結合部31，該均溫板1另具一卡合部15，該卡合部15可以位於該均溫板1的一端，該結合部31可以結合於該卡合部15中。該散熱鰭片模組3係具有數個散熱鰭片32，該數個散熱鰭片32係相互間隔地排列並連接於一中隔板33的上下方，該數個散熱鰭片33的形狀、材質本創作不予限制。該數個散熱鰭片32可以為片狀、管狀或柱狀等形狀。此外，該散熱鰭片模組3可以採用鋁、鐵或純度較低的銅材等金屬材質製成，該導熱係數可以介於350~450W/m・k之間，較佳地，可以採用導熱係數為437W/m・k的T3紫銅，係具有更優異的熱傳導性能。如此，係可以藉由該數個散熱鰭片32用以提升該均溫板1的散熱面積，及在高溫環境中能快速地吸、放熱，係具有提升熱傳導速度及散熱效率的作用。

請參照第1圖所示，在本實施例中，該發光裝置還可以另包含一殼體4及一風扇5。該殼體4可以為PVC或PP等其他高分子材質製成，使該殼體4的耐熱溫度可以高達220℃，較佳地，該殼體4的耐熱溫度約為200℃的PA33+30%GF，使該殼體4在高溫的環境中具有較佳的機械強度。該殼體4具有內部相連通的一外殼41及一扇框42，該LED模組2可以容納於該外殼41，較佳地，該外殼41具有至少一槽孔411，各該LED元件211可對應於各該槽孔411，以避免光源被該外殼41遮擋。該扇框42具有數個散熱孔43及一開口44，該扇框42用以容置該散熱鰭片模組3及該風扇5，該扇框42可以為散熱性良好的鋁合金等材料，可輔助該殼體4內部的熱能排散。

該風扇5可旋轉地設於該扇框42中，該風扇5運作時，可以透過該扇框42之該開口44引入較低溫的冷空氣，用以吹向該散熱鰭片模組3，以使該散熱鰭片模組3的熱氣流由該數個散熱孔43散出；或者，該風扇5也可以由該數個散熱孔43引入較低溫的冷空氣，用以吹向該散熱鰭片模組3，以使該散熱鰭片模組3的熱氣流由該開口44散出，本創作不予限制。

本實施例的發光模組的發光裝置可以應用於車用燈具內，且該發光組件21的LED元件211發光時所產生的廢熱可以傳遞至該導熱片22，再透過該均溫板1快速地傳導熱能至該散熱鰭片模組3以分散熱能，再由該風扇5冷卻該散熱鰭片模組3，藉此該發光模組不需搭配大尺寸的風扇即可使該LED元件211長時間保持在正常的工作溫度，可以避免廢熱累積在該發光組件21，係可以有效改善光衰問題及延長該LED元件211的使用壽命。

請參照第5圖所示，其係本創作發光模組的第二實施例，與第一實施例相較，在本實施例中，該發光模組可以具有兩個該LED模組2，該二LED模組2之該二發光組件21分別與該二導熱片22之該二第一導熱面221接觸，該二第二導熱面222分別與該均溫板1的二表面接觸，該二導熱片22及該二電路層213的尺寸較佳小於該均溫板1的尺寸，如此，透過設置更多的該LED組件21，可進一步提升發光模組的照明需求。

綜上所述，本創作的發光模組及發光裝置，可以快速地將該發光組件運作時所產生的廢熱導向該導熱片及該均溫板，係可以達到快速、有效的散熱，且由於設有該散熱鰭片模組，係可以使該均溫板能維持在低溫狀態，以及，藉由該風扇的吹送，使該散熱鰭片模組能更有效率的達到散熱效果，從而僅需使用較小尺寸的風扇也能讓LED元件長時間保持在正常的工作溫度，係可以因應車頭燈內部等安裝空間狹窄的需求，且可以改善光衰問題及延長LED元件的使用壽命。

雖然本創作已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者在不脫離本創作之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:均溫板 11:第一殼層 111:蒸發面 12:第二殼層 121:冷凝面 13:密閉腔室 14:毛細結構 15:卡合部 2:LED模組 21:發光組件 211:LED元件 212:絕緣層 213:電路層 214:通孔 22:導熱片 221:第一導熱面 222:第二導熱面 3:散熱鰭片模組 31:結合部 32:散熱鰭片 33:中隔板 4:殼體 41:外殼 411:槽孔 42:扇框 43:散熱孔 44:開口 5:風扇 L:工作液體

［第1圖］本創作第一實施例發光裝置的立體圖。［第2圖］本創作第一實施例發光裝置的局部分解立體圖。［第3圖］本創作第一實施例發光裝置的底視圖。［第4圖］沿第3圖的A-A線剖面圖。［第5圖］本創作第二實施例發光裝置的局部分解立體圖。

1:均溫板

15:卡合部

2:LED模組

21:發光組件

211:LED元件

212:絕緣層

213:電路層

214:通孔

22:導熱片

3:散熱鰭片模組

31:結合部

32:散熱鰭片

33:中隔板

4:殼體

41:外殼

411:槽孔

42:扇框

43:散熱孔

44:開口

5:風扇

Claims

一種發光模組，包含：一均溫板，具有相對的一第一殼層及一第二殼層，該第一殼層及該第二殼層之間具有一密閉腔室，該密閉腔室容置有一工作液體，該均溫板係具有一卡合部；一LED模組，具有一發光組件及一導熱片，該發光組件具有至少一LED元件、二絕緣層及一電路層，該電路層位於該二絕緣層之間，各該LED元件的接腳連接於該電路層，用以產生照明光源，該導熱片位於該發光組件及該均溫板之間；及一散熱鰭片模組，具有一結合部，該結合部結合於該均溫板的該卡合部。
如請求項1之發光模組，其中，該均溫板具有一毛細結構，該毛細結構位於該密閉腔室中。
如請求項1之發光模組，其中，該均溫板呈現一T型板狀或一長條型板狀。
如請求項1之發光模組，其中，該均溫板為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成。
如請求項1之發光模組，其中，該均溫板材質的導熱係數介於350~450W/m・k之間。
如請求項2之發光模組，其中，該毛細結構為金屬網、粉末燒結、多孔材、發泡材或溝槽構造。
如請求項1之發光模組，其中，各該LED元件各自或共同置於一通孔中。
如請求項1之發光模組，其中，該導熱片具有相對的一第一導熱面及一第二導熱面，該第一導熱面與包覆該電路層的絕緣層接觸，該第二導熱面與該均溫板接觸。
如請求項1之發光模組，其中，該導熱片為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成。
如請求項1之發光模組，其中，該導熱片材質的導熱係數介於350~450W/m・k之間。
如請求項1之發光模組，其中，該均溫板的體積大於該導熱片的體積。
如請求項1之發光模組，其中，該散熱鰭片模組係具有數個散熱鰭片，該數個散熱鰭片係相互間隔地排列並連接於一中隔板的上下方。
如請求項1之發光模組，其中，該散熱鰭片模組材質的導熱係數介於350~450W/m・k之間。
如請求項1之發光模組，其中，該散熱鰭片模組為鋁、鐵、銅或紫銅金屬材質製成。
如請求項8之發光模組，其中，該發光模組具有二發光組件及二導熱片，各該發光組件分別與該二導熱片之第一導熱面接觸，該二導熱片之第二導熱面分別與該均溫板的二表面接觸。
一種發光裝置，包含：如請求項1至15項中任一項所述之發光模組；一殼體，具有內部相連通的一外殼及一扇框，該LED模組容納於該外殼，該散熱鰭片模組容納於該扇框，該扇框具有數個散熱孔及一開口；及一風扇，可旋轉地設於該扇框，該風扇用以朝向該散熱鰭片模組吹氣或抽氣，以使該散熱鰭片模組的熱氣流由該數個散熱孔或該開口散出。
如請求項16之發光裝置，其中，該外殼具有至少一槽孔，各該LED元件對應於各該槽孔。