專利名稱：具有熱管的發光裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光裝置，詳言之，涉及一種具有熱管的發光裝置。
背景技術：
隨著環保與節能的議題日漸受到重視，具有發光二極管(LED)的發光裝置逐漸取代傳統的燈泡。然而，發光二極管通常以多顆排列在一起，因此如何有效地散熱則是一大課題。參考圖1，顯示現有發光裝置的剖視示意圖。該發光裝置1包括一發光二極管 (LED)元件10、一基板12、一容器16及一冷卻水14。該基板12為一封裝基板，且具有一第一表面121、一第二表面122。該發光二極管元件10位于該基板12的第一表面121。該基板12的第二表面122位于該容器16上。該冷卻水14在該容器16內流動，以帶走該發光二極管元件10發光所產生的熱。該現有發光裝置1的缺點如下。該發光二極管元件10的熱先通過該基板12及該容器16的側壁之后才會進入該冷卻水14，而被該冷卻水14帶走。由于該基板12及該容器16通常不是熱的良導體，因此，該發光二極管元件10的熱并無法快速地傳導到該冷卻水 14，導致該現有發光裝置1的散熱效率并不高。換言之，現有技術的熱阻過大。在一實際測量時，該發光二極管元件10的熱阻為7. 7V /W。此外，另一種現有發光裝置加裝一鋁散熱基板于該基板12及該容器16之間，其所測得的熱阻為8. rc /W。
實用新型內容本實用新型的目的在于解決現有發光裝置中發光二極管散熱效率不高的問題。本實用新型提供一種具有熱管的發光裝置，其包括至少一發光二極管元件；至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，該至少一發光二極管元件位于該至少一第一基板的該第一表面，該至少一孔洞開口于該至少一第一基板的該第二表面， 且相對于該至少一發光二極管元件；一熱管，具有至少一熱管開口，該至少一熱管開口連通該至少一孔洞；以及一冷卻液，位于該至少一孔洞內，從而吸收該至少一發光二極管元件的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管內流動。優選地，該至少一孔洞為盲孔。優選地，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該冷卻液能夠接觸該至少一發光二極管元件。優選地，該冷卻液為水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意組合。優選地，所述具有熱管的發光裝置還包括一第二基板，位于該至少一第一基板的該第二表面，該第二基板具有至少一貫穿孔，該至少一貫穿孔連通該至少一第一基板的該至少一孔洞及該至少一熱管開口，使得該冷卻液能夠經由該至少一貫穿孔進入該至少一孔洞。優選地，該至少一孔洞為盲孔。[0012]優選地，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該冷卻液能夠接觸該至少一發光二極管元件。優選地，該第二基板為散熱基板或電路板。優選地，該熱管包括一外殼體及一毛細結構，該毛細結構位于該外殼體的內側壁以定義出一中空容置空間，該至少一熱管開口貫穿該外殼體及該毛細結構，而連通至該中空容置空間，使得該蒸發氣體能夠在該中空容置空間內流動，進而隔著該外殼體與外界環境形成熱交換，最終冷凝成液態冷卻液。優選地，該熱管還包括至少一突出部，每一該突出部對應每一該第一基板，且具有至少一熱管開口，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突出部。優選地，該熱管還包括多個鰭片部，該毛細結構及該中空容置空間延伸至所述鰭片部。優選地，還包括多個散熱鰭片，連接至該熱管的外殼體的外側壁。優選地，該外殼體的材質為金屬，且該毛細結構為銅網、銅粉燒解或溝槽。本實用新型還提供一種具有熱管的發光裝置，其包括至少一發光二極管元件； 至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，該至少一發光二極管元件位于該至少一第一基板的該第一表面，該至少一孔洞開口于該至少一第一基板的該第二表面，且相對于該至少一發光二極管元件；一熱管，具有至少一突柱，該至少一突柱插設于該至少一孔洞內；以及一冷卻液，位于該至少一突柱內，從而吸收該至少一發光二極管元件的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管內流動。優選地，該至少一孔洞為盲孔。優選地，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該至少一突柱能夠接觸該至少一發光二極管元件。優選地，該冷卻液為水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意組合。優選地，該熱管包括一外殼體及一毛細結構，該毛細結構位于該外殼體的內側壁以定義出一中空容置空間，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突柱，使得該蒸發氣體能夠在該中空容置空間內流動，進而隔著該外殼體與外界環境形成熱交換，最終冷凝成液態冷卻液。優選地，該熱管還包括至少一突出部，每一該突出部對應每一該第一基板，且具有至少一突柱，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突出部。優選地，該熱管還包括多個鰭片部，該毛細結構及該中空容置空間延伸至所述鰭片部。優選地，所述具有熱管的發光裝置還包括多個散熱鰭片，連接至該熱管的外殼體的外側壁。優選地，該外殼體的材質為金屬，且該毛細結構為銅網、銅粉燒解或溝槽。由此，可有效地降低該發光二極管元件的工作溫度。
圖1顯示現有發光裝置的剖視示意圖；圖2顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的一實施例的立體示意圖；[0031]圖3顯示圖2的剖視示意圖；圖4顯示圖3中區域A的放大示意圖；圖5顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖；圖6顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖；圖7顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖；圖8顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖；圖9顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖；以及圖10顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。主要元件符號說明1現有發光裝置2本實用新型具有熱管的發光裝置的一實施例2a本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例2b本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例2c本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例2d本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例2e本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例2f本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例10發光二極管(LED)元件12 基板14冷卻水16 容器20發光二極管(LED)元件22第一基板24冷卻液26 熱管28第二基板121 第一表面122 第二表面221 第一表面222 第二表面223 孔洞261 熱管開口262夕卜殼體263毛細結構264中空容置空間265突出部266散熱鰭片267鰭片部268 突柱[0070]281 貫穿孔。
具體實施方式
請參考圖2，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的一實施例的立體示意圖。請參考圖3，顯示圖2的剖視示意圖。請參考圖4，顯示圖3中區域A的放大示意圖。該具有熱管的發光裝置2包括至少一發光二極管(LED)元件20、至少一第一基板22、一熱管沈及一冷卻液對。該發光二極管元件20至少包括一晶粒(圖中未標號)及一鏡頭(Lens)(圖中未標號)。該第一基板22具有一第一表面221、一第二表面222及至少一孔洞223。該發光二極管元件20位于該第一基板22的該第一表面221。該孔洞223開口于該第一基板22 的該第二表面222，且該孔洞223的位置相對于該發光二極管元件20。該熱管沈具有至少一熱管開口沈1，且該熱管開口 261連通該孔洞223。該冷卻液M位于該孔洞223內，從而吸收該發光二極管元件20的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管沈內流動。在本實施例中，該第一基板22具有三個孔洞223，且該熱管沈具有三個熱管開口 261 ；然而，在其他實施例中，該第一基板22也可以僅具有一個孔洞223，且該熱管沈僅具有一個熱管開口 261。所述孔洞223還開口于該第一基板22的該第一表面221。亦即，所述孔洞223貫穿該第一基板22，使得該冷卻液M經由所述熱管開口 261及該第一基板22 的該第二表面222而進入所述孔洞223后，可以接觸該發光二極管元件20，以直接帶走該發光二極管元件20的熱。綜合所述，本實用新型的主要技術特征即在于去除該熱管沈中該冷卻液M與該發光二極管元件20之間的熱阻，使得該熱管沈中該冷卻液M的散熱效果可以最大化。在本實施例中，該第一基板22為一封裝基板，其材質為樹脂。該冷卻液M為水、 甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意組合。該熱管沈包括一外殼體262及一毛細結構沈3。該毛細結構263位于該外殼體沈2的內側壁以定義出一中空容置空間沈4。該熱管開口 261貫穿該外殼體262及該毛細結構沈3，而連通至該中空容置空間沈4，使得該冷卻液M所形成的蒸發氣體可以在該中空容置空間264內流動，進而隔著該外殼體262與外界環境形成熱交換，最終冷凝成液態冷卻液24。該冷凝而成的液態冷卻液M經由該毛細結構263流回所述孔洞223內。優選地，該外殼體沈2的材質為金屬(例如黃銅、鎳、不銹鋼、鎢或其他合金)，且該毛細結構沈3為銅網、銅粉燒解或溝槽。在本實施例中，該熱管沈還包括至少一突出部265及多個散熱鰭片沈6。每一該突出部265突出于該熱管沈下方，且對應每一該第一基板22。所述熱管開口 261位于該突出部265下側，且該毛細結構263及該中空容置空間264延伸至該突出部沈5。所述散熱鰭片266連接至該熱管沈的外殼體沈2的上方外側壁，以增加散熱效率。該具有熱管的發光裝置2的操作方式如下。當該發光二極管元件20產生熱時，該熱管沈的突出部265為較高溫處，而該熱管沈的上方為較低溫處。此時該冷卻液M吸收該發光二極管元件20的熱而形成一蒸發氣體。該蒸發氣體會在該中空容置空間沈4內流動至該熱管26的上方。由于該熱管沈的上方是接觸到較低溫處，所以當該蒸發氣體到此端時，便開始產生冷凝作用，此時熱量就是由該蒸發氣體通過該外殼體262而傳到較低溫的熱管26外部。同時，該蒸發氣體會凝結成液體，而這些因冷凝后所產生的液態冷卻液M經由該毛細結構263的毛細現象(Capillary Pumping)的作用而流回該突出部沈5，之后再進入所述孔洞223內。如此循環會持續進行從而提升散熱效果。在本實施例中，該發光二極管元件20的熱阻為3. 992 0C /W，與現有技術相比，本實用新型可有效降低該發光二極管元件20的熱阻。換言之，熱阻下降代表著該發光二極管元件20所產生的熱源可與外界環境形成更有效的熱交換，并據以提升散熱效率。請參考圖5，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。本實施例的具有熱管的發光裝置加與圖3及4的具有熱管的發光裝置2大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置加與圖3及4的具有熱管的發光裝置2的不同處在于，在本實施例中，所述孔洞223為盲孔。亦即，所述孔洞223不開口于該第一基板22的該第一表面221。綜合所述，本實用新型的主要技術特征即在于去除該冷卻液M與該發光二極管元件20之間的熱阻，使得該冷卻液M的冷卻效果可以最大化。在本實施例中，該發光二極管元件20的熱阻為5. 395 0C /W，與現有技術相比，本實用新型的另一實施例仍可有效降低該發光二極管元件20的熱阻。請參考圖6，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。本實施例的具有熱管的發光裝置2b與圖3及4的具有熱管的發光裝置2大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置2b與圖3及4的具有熱管的發光裝置2的不同處在于，在本實施例中，該具有熱管的發光裝置2b還包括一第二基板觀。 該第二基板觀的材質為鋁、銅或陶瓷，該第二基板觀為散熱基板或電路板，且其位于該第一基板22的該第二表面222與該熱管沈之間。該第二基板觀具有至少一貫穿孔觀1。在本實施例中，該第二基板觀具有三個貫穿孔觀1。所述貫穿孔281連通該第一基板22的所述孔洞223及所述熱管開口沈1，使得該冷卻液M可以經由所述貫穿孔281進入所述孔洞 223。請參考圖7，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。本實施例的具有熱管的發光裝置2c與圖6的具有熱管的發光裝置2b大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置2c與圖6的具有熱管的發光裝置 2b的不同處在于，在本實施例中，所述孔洞223為盲孔。亦即，所述孔洞223不開口于該第一基板22的該第一表面221。請參考圖8，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。本實施例的具有熱管的發光裝置2d與圖3的具有熱管的發光裝置2大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置2d與圖3的具有熱管的發光裝置2 的不同處在于，在本實施例中，該熱管沈的散熱鰭片沈6 (圖幻被多個鰭片部267所取代。 所述鰭片部267與所述散熱鰭片266所不同的是，所述鰭片部267為該熱管沈的一部分， 亦即，該毛細結構263及該中空容置空間264延伸至所述鰭片部沈7。此實施例的熱管沈為鰭片式熱管。請參考圖9，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。本實施例的具有熱管的發光裝置加與圖3的具有熱管的發光裝置2大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置加與圖3的具有熱管的發光裝置2的不同處在于，在本實施例中，該熱管沈不具有所述散熱鰭片266 (圖幻、所述突出部265 (圖 3)及所述鰭片部沈7 (圖8)。此實施例的熱管沈為平板式熱管。[0084]請參考圖10，顯示本實用新型具有熱管的發光裝置的另一實施例的剖視示意圖。 本實施例的具有熱管的發光裝置2f與圖3及4的具有熱管的發光裝置2大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的具有熱管的發光裝置2f與圖3及4的具有熱管的發光裝置2的不同處在于，在本實施例中，該熱管沈不具有熱管開口 261 (圖4)，而是具有至少一突柱268。該突柱沈8為該熱管沈的一部份，且該毛細結構263及該中空容置空間 264延伸至該突柱沈8。在本實施例中，該突柱268插設于該孔洞223內，使得該突柱沈8 可以接觸該發光二極管元件20。可以理解的是，圖10中該熱管沈具有該突柱沈8的技術特征可應用在圖5-9的具有熱管的發光裝置2a，2b, 2c, 2d，2e上，于此不再贅述。上述實施例僅為說明本實用新型的原理及其功效，并非限制本實用新型。因此，本領域技術人員對上述實施例進行修改及變化仍不脫離本實用新型的精神。本實用新型的權利范圍應如權利要求所列。
權利要求1.一種具有熱管的發光裝置，其特征在于，包括至少一發光二極管元件；至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，該至少一發光二極管元件位于該至少一第一基板的該第一表面，該至少一孔洞開口于該至少一第一基板的該第二表面，且相對于該至少一發光二極管元件；一熱管，具有至少一熱管開口，該至少一熱管開口連通該至少一孔洞；以及一冷卻液，位于該至少一孔洞內，從而吸收該至少一發光二極管元件的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管內流動。
2.如權利要求1所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞為盲孔。
3.如權利要求1所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該冷卻液能夠接觸該至少一發光二極管元件。
4.如權利要求1所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該冷卻液為水、甲醇、乙醇、 氨、丙酮或其任意組合。
5.如權利要求1所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，還包括一第二基板，位于該至少一第一基板的該第二表面，該第二基板具有至少一貫穿孔，該至少一貫穿孔連通該至少一第一基板的該至少一孔洞及該至少一熱管開口，使得該冷卻液能夠經由該至少一貫穿孔進入該至少一孔洞。
6.如權利要求5所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞為盲孔。
7.如權利要求5所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該冷卻液能夠接觸該至少一發光二極管元件。
8.如權利要求5所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該第二基板為散熱基板或電路板。
9.如權利要求1所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管包括一外殼體及一毛細結構，該毛細結構位于該外殼體的內側壁以定義出一中空容置空間，該至少一熱管開口貫穿該外殼體及該毛細結構，而連通至該中空容置空間，使得該蒸發氣體能夠在該中空容置空間內流動，進而隔著該外殼體與外界環境形成熱交換，最終冷凝成液態冷卻液。
10.如權利要求9所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管還包括至少一突出部，每一該突出部對應每一該第一基板，且具有至少一熱管開口，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突出部。
11.如權利要求9所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管還包括多個鰭片部，該毛細結構及該中空容置空間延伸至所述鰭片部。
12.如權利要求9所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，還包括多個散熱鰭片，連接至該熱管的外殼體的外側壁。
13.如權利要求9所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該外殼體的材質為金屬， 且該毛細結構為銅網、銅粉燒解或溝槽。
14.一種具有熱管的發光裝置，其特征在于，包括至少一發光二極管元件；至少一第一基板，具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞，該至少一發光二極管元件位于該至少一第一基板的該第一表面，該至少一孔洞開口于該至少一第一基板的該第二表面，且相對于該至少一發光二極管元件；一熱管，具有至少一突柱，該至少一突柱插設于該至少一孔洞內；以及一冷卻液，位于該至少一突柱內，從而吸收該至少一發光二極管元件的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管內流動。
15.如權利要求14所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞為盲孔。
16.如權利要求14所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該至少一孔洞還開口于該至少一第一基板的該第一表面，使得該至少一突柱能夠接觸該至少一發光二極管元件。
17.如權利要求14所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該冷卻液為水、甲醇、乙醇、氨、丙酮或其任意組合。
18.如權利要求14所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管包括一外殼體及一毛細結構，該毛細結構位于該外殼體的內側壁以定義出一中空容置空間，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突柱，使得該蒸發氣體能夠在該中空容置空間內流動，進而隔著該外殼體與外界環境形成熱交換，最終冷凝成液態冷卻液。
19.如權利要求18所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管還包括至少一突出部，每一該突出部對應每一該第一基板，且具有至少一突柱，該毛細結構及該中空容置空間延伸至該至少一突出部。
20.如權利要求18所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該熱管還包括多個鰭片部，該毛細結構及該中空容置空間延伸至所述鰭片部。
21.如權利要求18所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，還包括多個散熱鰭片，連接至該熱管的外殼體的外側壁。
22.如權利要求18所述的具有熱管的發光裝置，其特征在于，該外殼體的材質為金屬， 且該毛細結構為銅網、銅粉燒解或溝槽。
專利摘要本實用新型涉及一種具有熱管的發光裝置，其包括至少一發光二極管元件、至少一第一基板、一熱管及一冷卻液。該第一基板具有一第一表面、一第二表面及至少一孔洞。該至少一發光二極管元件位于該至少一第一基板的該第一表面。該至少一孔洞開口于該至少一第一基板的該第二表面，且相對于該至少一發光二極管元件。該熱管具有至少一熱管開口或突柱，使得該冷卻液位于該至少一孔洞內，從而吸收該至少一發光二極管元件的熱以形成一蒸發氣體而在該熱管內流動。由此，本實用新型可有效地降低該發光二極管元件的工作溫度。
文檔編號H01L33/64GK202259442SQ201120353289
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年8月8日
發明者傅圣文, 吳炫達, 施權峰, 郭鐘亮 申請人:樂利士實業股份有限公司