專利名稱：系統(tǒng)構(gòu)裝的高功率高效率二極管燈泡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效率高功率的二極管燈泡，并且特別地，本發(fā)明的二極管燈泡為一種系統(tǒng)構(gòu)裝(System in package)的照明裝置。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(Light emitting diode，LED)具有如省電、耐震、反應(yīng)快以及適合批量生產(chǎn)等許多優(yōu)點(diǎn)，因此目前以發(fā)光二極管為光源的照明產(chǎn)品日益廣泛。然而，現(xiàn)有的高功率發(fā)光二極管在持續(xù)發(fā)亮一段時(shí)間后，會(huì)有溫度過高的問題，使得發(fā)光二極管本身的發(fā)光效率下降，造成亮度無法提升。因此，各種應(yīng)用高功率的發(fā)光二極管的產(chǎn)品均需要良好的散熱機(jī)制。
請(qǐng)參閱圖1。圖1顯示了一現(xiàn)有的整合了散熱裝置的照明器。為了增加單一照明裝置所能提供的光線強(qiáng)度，圖中的導(dǎo)熱板10之上設(shè)置有多個(gè)發(fā)光二極管12。導(dǎo)熱板10的周圍則設(shè)有多個(gè)散熱鰭片14。由于各個(gè)發(fā)光二極管12之間的距離太遠(yuǎn)，該照明裝置無法提供如點(diǎn)光源的發(fā)光效果。
請(qǐng)參閱圖2。圖2是顯示了臺(tái)灣第568,358號(hào)專利所揭示的照明器。圖中的紅色發(fā)光二極管21、綠色發(fā)光二極管22以及藍(lán)色發(fā)光二極管23設(shè)置于一控制電路24之上?？刂齐娐?4用以控制該多個(gè)發(fā)光二極管，在控制電路24之下的載體25則是用以幫助該多個(gè)發(fā)光二極管和控制電路24散熱。如圖2所示的照明器的缺點(diǎn)是控制電路24與發(fā)光二極管太過接近。當(dāng)發(fā)光二極管產(chǎn)生熱能時(shí)，極容易影響甚至破壞控制電路24的運(yùn)作。
因此，本發(fā)明提供了一種高效率高功率的二極管燈泡，并且特別地，本發(fā)明的二極管燈泡為一種系統(tǒng)構(gòu)裝的照明裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一主要目的在于提供一種系統(tǒng)構(gòu)裝(System in package)的高效率高功率二極管燈泡。根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡除了可有效解決先前技術(shù)中的散熱問題外，還可提供相當(dāng)于點(diǎn)光源的發(fā)光效果。
根據(jù)本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡包含一導(dǎo)熱及散熱模塊、一二極管發(fā)光模塊、一光學(xué)模塊以及一控制電路模塊。該導(dǎo)熱及散熱模塊包含一導(dǎo)熱裝置(Heat-conducting device)與至少一散熱鰭片(Heat-dissipating fin)。該二極管發(fā)光模塊設(shè)置于該導(dǎo)熱裝置的一平坦部上，并與該平坦部平整且緊密地接合。該光學(xué)模塊用以將該二極管發(fā)光模塊所發(fā)出的光線聚焦。該控制電路模塊則用以控制該二極管發(fā)光模塊。當(dāng)該二極管燈泡連接至一電源時(shí)，該控制電路模塊選擇性地使該二極管發(fā)光模塊發(fā)光，并且該二極管發(fā)光模塊于發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱由該導(dǎo)熱裝置自該平坦部導(dǎo)引至該至少一散熱鰭片，進(jìn)而由該至少一散熱鰭片散熱。
由于本發(fā)明所提供的二極管燈泡將導(dǎo)熱及散熱模塊與二極管發(fā)光模塊整合在一起，該導(dǎo)熱及散熱模塊可由各散熱鰭片將該二極管發(fā)光模塊所產(chǎn)生的熱能立即發(fā)散至周圍的空氣中，大幅提升散熱效率。因此，相較于先前技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡更適合應(yīng)用于需要高效率的發(fā)光二極管的照明裝置中。
本發(fā)明的第二主要目的是提供一種相當(dāng)于點(diǎn)光源的發(fā)光效果的二極管燈泡。由于根據(jù)本發(fā)明的二極管發(fā)光模塊是將多顆發(fā)光二極管或激光二極管封裝在一起，相對(duì)于光學(xué)模塊內(nèi)的凹面鏡的體積相當(dāng)小，因此可提供相當(dāng)于點(diǎn)光源的發(fā)光效果。
本發(fā)明的第三主要目的是提供一種能廣泛整合于現(xiàn)有的照明設(shè)備中的二極管燈泡。上述較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡可進(jìn)一步包含一外殼。該外殼可被設(shè)計(jì)為與現(xiàn)有的圓柱型電池或方型電池尺寸相搭配。因此，若要將根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡與現(xiàn)有的電源裝置整合在一起相當(dāng)容易。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以由以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖1顯示了一現(xiàn)有的整合了散熱裝置的照明器；圖2顯示了臺(tái)灣第568,358號(hào)專利所揭示的照明器；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡的側(cè)視圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡的立體圖；圖4顯示了導(dǎo)熱及散熱模塊中的導(dǎo)熱及散熱機(jī)制；
圖5至圖6顯示了發(fā)光二極管芯片32的多種實(shí)現(xiàn)方式；圖7至圖10顯示了散熱鰭片312的多種實(shí)現(xiàn)方式；圖11顯示了本發(fā)明中的導(dǎo)熱裝置與發(fā)光二極管芯片的另一實(shí)施方式；圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的一包含外殼的二極管燈泡；圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一包含外殼的二極管燈泡；圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一包含外殼的二極管燈泡。
其中，附圖標(biāo)記說明如下10導(dǎo)熱板 12發(fā)光二極管14散熱鰭片 21紅色發(fā)光二極管22綠色發(fā)光二極管 23藍(lán)色發(fā)光二極管24控制電路 25載體30二極管燈泡31導(dǎo)熱及散熱模塊 32二極管發(fā)光模塊33控制電路模塊 34光學(xué)模塊311導(dǎo)熱裝置 312散熱鰭片313孔洞 314外殼320基材 322電極324光源具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供一種系統(tǒng)構(gòu)裝的高效率高功率二極管燈泡。
請(qǐng)參閱圖3A及圖3B。圖3A及圖3B分別為根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡的側(cè)視圖及立體圖。根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡30包含一導(dǎo)熱及散熱模塊31、一二極管發(fā)光模塊32、一控制電路模塊33以及一光學(xué)模塊34。導(dǎo)熱及散熱模塊31包含一導(dǎo)熱裝置311與至少一散熱鰭片312。二極管發(fā)光模塊32設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311的一平坦部。光學(xué)模塊34用以將該二極管發(fā)光模塊32所發(fā)出的光線聚焦?？刂齐娐纺K33則是用以控制該二極管發(fā)光模塊32。當(dāng)二極管燈泡30連接至一電源時(shí)，控制電路模塊33選擇性地使二極管發(fā)光模塊32發(fā)光，并且二極管發(fā)光模塊32在發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱是由導(dǎo)熱裝置311自該平坦部導(dǎo)引至散熱鰭片312，進(jìn)而由散熱鰭片312散熱。
如圖3A及圖3B所示，由于根據(jù)本發(fā)明中的的控制電路模塊33與二極管發(fā)光模塊32之間有一段距離，可避免控制電路33直接受到二極管發(fā)光模塊32所產(chǎn)生的熱能影響。
根據(jù)本發(fā)明，與二極管燈泡30連接的電源可為直流電源，也可為交流電源。當(dāng)該電源為交流電源時(shí)，控制電路模塊33還進(jìn)一步包含一交流至直流(AC-to-DC)轉(zhuǎn)換器，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后供給二極管燈泡30使用。
在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)熱裝置311可能為一以銅制成的熱導(dǎo)柱或熱導(dǎo)管。請(qǐng)參閱圖4。圖4顯示了導(dǎo)熱及散熱模塊31中的導(dǎo)熱及散熱機(jī)制。導(dǎo)熱及散熱模塊31內(nèi)部包含毛細(xì)組織311A以及工作流體311B。當(dāng)二極管發(fā)光模塊32產(chǎn)生熱時(shí)，會(huì)使導(dǎo)熱及散熱模塊31中較靠近二極管發(fā)光模塊32的工作流體311B由液體蒸發(fā)為氣體。氣化后的工作流體311B可將熱傳至導(dǎo)熱及散熱模塊31的另一端，經(jīng)散熱鰭片312散熱冷卻后的工作流體311B會(huì)再度凝結(jié)為液體。毛細(xì)組織311A是用以將再度凝結(jié)為液體的工作流體311B傳送回導(dǎo)熱及散熱模塊31中較靠近二極管發(fā)光模塊32的一端。由如圖4所示的循環(huán)方式，可達(dá)到導(dǎo)熱及散熱效果。
請(qǐng)參閱圖5。在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)光二極管芯片32可能如圖5所示，包含一由硅材料或金屬材料所制成的基材(Substrate)320、兩電極(Electrode)322以及一發(fā)光模塊324。發(fā)光模塊324與電極322分別設(shè)置于基材320之上。發(fā)光模塊324分別通過該兩電極322連接至控制電路模塊33。請(qǐng)參閱圖6。發(fā)光二極管芯片32中的發(fā)光模塊324與兩電極322也可能如圖6所示，直接被設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311的平坦部之上，其中該兩電極322與導(dǎo)熱裝置311之間分別有一絕緣體。
在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)光模塊324包含至少一發(fā)光二極管或激光二極管(Laserdiode)。發(fā)光模塊324中的發(fā)光二極管可能為一白光二極管，或是由一藍(lán)光二極管與熒光粉所組成的白光二極管。發(fā)光模塊324也可能包含至少一紅光二極管、至少一藍(lán)光二極管以及至少一綠光二極管；控制電路模塊33可選擇性地使該紅光二極管、該藍(lán)光二極管以及該綠光二極管發(fā)光，使得該多個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管以不同的發(fā)光比例組成各種不同顏色的光線。
由于根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡是將多顆發(fā)光二極管封裝在一起，發(fā)光模塊324相對(duì)于與發(fā)光模塊324配合的凹面境或整個(gè)二極管燈泡的體積相當(dāng)小，因此可提供相當(dāng)于點(diǎn)光源的發(fā)光效果。
請(qǐng)參閱圖7至圖10。本發(fā)明中的散熱鰭片312可以多種不同的樣式實(shí)現(xiàn)。一般的散熱鰭片312環(huán)設(shè)于導(dǎo)熱裝置311的周圍。散熱鰭片312除了如圖7所示的圓盤狀之外，也可為如圖8所示的不規(guī)則狀，例如，鋸齒狀、花瓣?duì)?，或是如圖9所示具有孔洞。圖9中的每一散熱鰭片312上均具有至少一孔洞313，該多個(gè)孔洞313可供空氣流通，幫助加速散熱。圖10顯示了散熱鰭片312的另一種實(shí)施方式，該多個(gè)散熱鰭片312與導(dǎo)熱裝置311的該平坦部垂直，并環(huán)繞在導(dǎo)熱裝置311的周圍。
請(qǐng)參閱圖11。圖11顯示了本發(fā)明中的導(dǎo)熱裝置311與發(fā)光二極管芯片32的另一實(shí)施方式。如圖11所示，導(dǎo)熱裝置311的一端可被設(shè)計(jì)為扁平狀，而發(fā)光二極管芯片32設(shè)置于該導(dǎo)熱裝置311的扁平部份之上。
在實(shí)際應(yīng)用中，二極管燈泡30可進(jìn)一步包含一外殼314。請(qǐng)參閱圖12。圖12顯示了一包含外殼的二極管燈泡30的實(shí)施例。外殼314配合能容納該多個(gè)散熱鰭片312，不會(huì)影響散熱鰭片312的散熱功能。外殼314可被設(shè)計(jì)為與現(xiàn)有的圓柱型電池方型電池尺寸相搭配。因此，若要將根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡與現(xiàn)有的電源裝置整合在一起相當(dāng)容易。
請(qǐng)參閱圖13。圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡。在本實(shí)施例中，導(dǎo)熱裝置311為一彎曲的導(dǎo)熱管，發(fā)光二極管芯片32設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311的一端的平坦部。散熱鰭片312設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311的側(cè)壁的周圍。發(fā)光二極管芯片32所產(chǎn)生的熱能透過導(dǎo)熱裝置311傳遞至散熱鰭片312，再發(fā)散至周圍的空氣中，由此達(dá)成散熱的效果。非封閉式的外殼314配合能容納該至少一散熱鰭片，并不會(huì)影響散熱鰭片312的散熱。
請(qǐng)參閱圖14。圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實(shí)施例的二極管燈泡。在本實(shí)施例中，導(dǎo)熱裝置311為一彎曲的導(dǎo)熱管，而發(fā)光二極管芯片32設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311側(cè)壁上的一平坦部上。散熱鰭片312設(shè)置于導(dǎo)熱裝置311的兩端的周圍。發(fā)光二極管芯片32所產(chǎn)生的熱能透過導(dǎo)熱裝置311傳遞至散熱鰭片312，再發(fā)散至周圍的空氣中，由此達(dá)成散熱的效果。
由于本發(fā)明所提供的二極管燈泡是將導(dǎo)熱及散熱模塊與發(fā)光二極管芯片整合在一起，該導(dǎo)熱及散熱模塊可由散熱鰭片將該發(fā)光二極管芯片所產(chǎn)生的熱能立即發(fā)散至周圍的空氣中，大幅提升散熱效率。通過改善二極管燈泡的散熱效率，解決了因過熱造成發(fā)光二極管效率下降的問題，根據(jù)本發(fā)明的二極管燈泡的發(fā)光效率也可以提升。因此，相較于先前技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的整合散熱模塊的二極管燈泡更適合應(yīng)用于需要高功率高效率的二極管燈泡的照明裝置中。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)構(gòu)裝的高效率高功率二極管燈泡，其特征在于，包含一導(dǎo)熱及散熱模塊，包含一導(dǎo)熱裝置和至少一散熱鰭片，該導(dǎo)熱裝置具有一平坦部；該至少一散熱鰭片設(shè)置于該導(dǎo)熱裝置的周圍；一二極管發(fā)光模塊，該二極管發(fā)光模塊設(shè)置于該導(dǎo)熱裝置的該平坦部；一光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊用以將該二極管發(fā)光模塊所發(fā)出的光線聚焦；以及一控制電路模塊，該控制電路模塊用以控制該二極管發(fā)光模塊；其中當(dāng)該二極管燈泡連接至一電源時(shí)，該控制電路模塊選擇性地使該二極管發(fā)光模塊發(fā)光，并且該二極管發(fā)光模塊在發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱由該導(dǎo)熱裝置自該平坦部導(dǎo)引至該至少一散熱鰭片，進(jìn)而由該至少一散熱鰭片散熱。
2.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該電源為交流電源，并且該控制電路模塊進(jìn)一步包含一交流至直流轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該發(fā)光二極管芯片裝置包含一基材、一發(fā)光模塊以及兩電極，該發(fā)光模塊以及該兩電極分別設(shè)置于該基材上。
4.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該二極管發(fā)光模塊包含至少一發(fā)光二極管或激光二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該發(fā)光模塊包含一白光二極管。
6.如權(quán)利要求5所述的二極管燈泡，其特征在于，該白光二極管包含藍(lán)光二極管與熒光粉。
7.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該發(fā)光模塊包含至少一紅光二極管、至少一藍(lán)光二極管以及至少一綠光二極管。
8.如權(quán)利要求7所述的二極管燈泡，其特征在于，該控制電路模塊選擇性地使該紅光二極管、該藍(lán)光二極管以及該綠光二極管發(fā)光。
9.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該基材是由一硅材料或一金屬材料所制成。
10.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該發(fā)光裝置包含一發(fā)光模塊以及兩電極，該發(fā)光模塊以及該兩電極分別安置于該導(dǎo)熱裝置的該平坦部上。
11.如權(quán)利要求10所述的二極管燈泡，其特征在于，該兩電極與該導(dǎo)熱裝置之間分別有一絕緣體。
12.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該導(dǎo)熱裝置為一熱導(dǎo)柱或熱導(dǎo)管。
13.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該導(dǎo)熱裝置以銅材料制成。
14.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的二極管燈泡，其特征在于，該至少一散熱鰭片中的每一散熱鰭片環(huán)設(shè)于該導(dǎo)熱裝置的周圍。
15.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該至少一散熱鰭片中的每一散熱鰭片為圓盤狀。
16.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該至少一散熱鰭片中的每一散熱鰭片為不規(guī)則狀。
17.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該至少一散熱鰭片中的每一散熱鰭片均具有至少一孔洞。
18.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該平坦部位于該導(dǎo)熱裝置的一端。
19.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該平坦部位于該導(dǎo)熱裝置的側(cè)壁。
20.如權(quán)利要求1所述的二極管燈泡，其特征在于，該二極管燈泡進(jìn)一步包含一外殼，該外殼配合并能容納該至少一散熱鰭片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)構(gòu)裝的高效率高功率二極管燈泡。該二極管燈泡包含一導(dǎo)熱及散熱模塊、一二極管發(fā)光模塊、一光學(xué)模塊以及一控制電路模塊。該導(dǎo)熱及散熱模塊包含一導(dǎo)熱裝置與至少一散熱鰭片。該二極管發(fā)光模塊設(shè)置于該導(dǎo)熱裝置的一平坦部。該光學(xué)模塊用以將該二極管發(fā)光模塊所發(fā)出的光線聚焦。該控制電路模塊用以控制該二極管燈泡。當(dāng)該二極管燈泡連接至一電源時(shí)，該控制電路模塊選擇性地使該二極管發(fā)光模塊發(fā)光，并且該二極管發(fā)光模塊在發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱由該導(dǎo)熱裝置自該平坦部導(dǎo)引至該至少一散熱鰭片，由該多個(gè)散熱鰭片散熱。
文檔編號(hào)H01L33/50GK1840958SQ200510062450
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者陳振賢 申請(qǐng)人:新燈源科技有限公司