具有散热结构的发光二极管光源模块制造技术

本发明专利技术公开了一种具有散热结构的发光二极管光源模块，其特征在于，包括：至少一热管，在该热管的表面直接形成一电绝缘层，并在该绝缘层的表面上直接形成电路层；多个发光二极管，直接固定于所述热管的表面，并与该电路层电性连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有散热结构的发光二极管光源模块，尤其涉及一种以发光二极 管为光源并结合高效率散热结构的模块。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode ;LED)是一种可将电能转换为光能的高效率冷光发光元件，也是一种微小的固态光源。元件主要的构成部分是一个半导体p-n接面结构，在接面两端加入电压通入电流后，利用电子与空穴的结合，可释放出光子的能量，并辐射出特定波长范围的光线。由于发光二极管具有色彩再现性及具有单一波长的特性，使得近年来发光二极管已成为提升液晶显示器背光源的色域的主流技术。除此之外，发光二极管也被广泛应用于户外的大型显示屏，并将逐渐取代现有的照明设备。 现行发光二极管应用于液晶显示器作为背光源的相对位置关系，常见有直下式(direct type)与侧边式(edge type)两种。 一般大尺寸液晶显示器常采用直下式作为背光源的光线照射模式，常见的直下式发光二极管背光模块的散热结构是将发光二极管元件粘着于印刷电路板的表面，再通过固定于印刷电路板的另一相对表面的热管将热量传递到散热片以进行热交换。 图1是常规背光模块的剖面结构示意图。美国专利早期公开号US2006/0002142A1 揭示一背光模块10，其包含发光二极管元件11、印刷电路板12、热管(heat pipe) 13及底 盖14。发光二极管元件ll是表面粘着在金属核心(metal core)印刷电路板12的上表面， 所述印刷电路板12具有控制发光二极管元件11亮暗的电路层。当发光二极管元件11持 续点亮时会产生热量，然而所述热量如果累积于发光二极管元件11内会造成光线亮度的 衰减。因此通过贴着于印刷电路板12背面的热管13将热量带走，并经过底盖14的热途径 (heatpath)传递到周边的散热片(图未示出)以散热到环境中。 另外，尚有一种常规技术揭示一背光模块20，如图2所示。所述背光模块20包含 多个固着于印刷电路板22的发光二极管元件21，同样于印刷电路板22的下表面贴着热管 23。热管23的外围设有散热片24，所以能将热管23从印刷电路板22带走的热量逸散于大 气。类似的散热结构也被日本第JP2005317480号专利所揭示。 然而，上述常规技术均有着相同的散热途径，即发光二极管元件产生的热量须先 经由印刷电路板才能传递到热管。然而印刷电路板至少包括一承载基板及基板上的披覆层 或绝缘层、电路层，且印刷电路板的披覆层或绝缘层均为低热传导性的材料，例如防焊漆 (solder mask)或树脂(resin)，所以会造成印刷电路板的热阻值偏大，因而发光二极管元 件产生的热量无法有效迅速地传递到热管。纵使印刷电路板置换为热阻值较低的金属核心 印刷电路板(metal corePCB)，然而发光二极管元件产生的热量还是需要经过金属核心印4刷电路板的各叠层材料，并通过界面的粘着材料或焊锡(solder)及基板才能到达热管。 因此，市场上急切需要一种能縮短传热途径及降低对应总热阻值的发光二极管光 源模块，藉此发光二极管元件所产生的热量能迅速且直接传递到热管，进而提升发光二极 管元件的热可靠度及发光效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高散热效率的发光二极管光源模块，其直接在扁平状的热管或平板热管表面形成绝缘层及金属电路层，因此固着于电路层的发光二极管元件或晶粒所产生的热量可以迅速且直接传递到热管。此种散热性良好的发光二极管光源模块可广泛应用于液晶显示面板的背光源，并可作为公共场所的显示屏及照明设备等。 本专利技术另一揭示的目的是提供一种成本低廉的具有散热结构发光二极管光源模块，其是将多个发光二极管元件直接固定于扁平状的热管，并电性连接到一印刷电路板。因此可以使用现有的扁平状热管及印刷电路板，并还能兼具高散热效率的优点，确实为一具有竞争力的发光二极管光源模块。 为达到上述目的，本专利技术揭示一种具有散热结构的发光二极管光源模块，其包含 多个发光二极管及一表面具有至少一电路层的热管装置。所述电路层直接形成于所述热管 装置表面的热传导性佳的电绝缘层上，又所述多个发光二极管与所述电路层电性相连。所 述热管装置可为一平板状的热管，或者为由多个扁平状热管、散热片及风扇结合成的组件， 且所述热管可折弯打扁以适应设计的需要。所述多个发光二极管直接固着于所述热管装置 的表面，因此通过所述热管装置内的相变化作用，能有效地将所述发光二极管于发亮时产 生的热能迅速逸散到大气中，或者携带到设于远端的所述散热片以进行热交换的目的，进 而达到较佳的散热效果且节省空间。 所述发光二极管可以是封装完后的发光二极管元件，还可为裸晶的晶粒(die)。因 此，如果以晶粒直接固定于所述热管装置的表面，不仅可降低封装材料所形成的热阻，而且 同时也能省下每个发光二极管元件封装所需花费的成本。 本专利技术另外揭示一种具有散热结构的发光二极管光源模块，其包含多个发光二极 管、一印刷电路板及一热管装置。所述多个发光二极管直接固定于所述热管装置的表面，并 与所述印刷电路板电性相连。不同于前一揭示的结构，所述热管表面无需披覆一层电路层。 且所述热管装置可为一平板状的热管，或者为由多个扁平状热管、散热片及风扇结合成的 组件。附图说明 图1是常规背光模块的剖面结构示意图； 图2是另一常规背光模块的剖面结构示意图； 图3是本专利技术具有散热结构的发光二极管光源模块的上视图； 图4是图3中沿1-1剖面线的剖面示意图； 图5是本专利技术第二实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的剖视图； 图6(a)是本专利技术第三实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的剖视图； 图6(b)是本专利技术第四实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的剖视图 图7是本专利技术第五实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的上视图； 图8是本专利技术第六实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的上视图；以及 图9是本专利技术第六实施例具有散热结构的发光二极管光源模块的剖视图。具体实施例方式图3是本专利技术具有散热结构的发光二极管光源模块的上视图。发光二极管光源模 块30包含多个发光二极管元件31及至少一热管32，另外还可包含多个散热片33及多个 增加光线利用率的反光板34。发光二极管元件31被点亮时所产生的热量会直接由热管32 传递到设有散热片33的冷凝区，并通过散热片33逸散到大气中。热管32由铜或铝等热传 导性佳的金属制成，其内部具有一可在液体及蒸汽间进行潜热相变化的工作物质，所以能 将发光二极管元件31产生的热量通过热传导传递到热管32的加热区中，管内液体型态的 工作物质迅速吸热相变而形成蒸汽，经由蒸汽快速移动将热能传输到冷凝区，再通过散热 片33以自然对流形式将热能迅速带走，以解决散热的问题。如果于散热片33处加装风扇 (图未示)形成强制对流，则将增加热能逸散的速度。 图4是图3中沿1-1剖面线的剖面示意图。在热管32的上表面披覆至少一电绝 缘层35，例如陶瓷材料或金属氧化物(三氧化二铝(A1203))等，再利用涂布印制或堆叠等 方式将电路层36形成于电绝缘层35上。所述热管32、电绝缘层35及电路层36形成一热 管装置37。另外，可在电路层36再依序形成一上电绝缘层及一上电路层(图未示)，所述 发光二极管元件31直接与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有散热结构的发光二极管光源模块，其特征在于包含：至少一热管；至少一印刷电路板；以及多个发光二极管，直接固定于所述热管表面，并与所述印刷电路板电性连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书荣，谭瑞敏，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]