(57)【要約】【課題】構造が簡単で合理的であり、放熱効果に優れ、重量が軽く、コストが低い半導体モジュールの放熱構造及びこの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】半導体モジュールの放熱構造は、基板１と、基板１の上表面に設置された半導体モジュール２を含み、基板１の上表面に半導体モジュール２の周縁を囲んで設置された放熱層３が設けられ、半導体モジュール２が直接基板１の上表面に接触する。半導体モジュールの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置は、半導体モジュールがＬＥＤ光源モジュールであり、基板１上に半導体モジュールを内部に被覆するカバーが設置される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体モジュールの放熱構造であって、基板と、前記基板の上表面に設置された半導体モジュールを含み、前記基板の上表面に前記半導体モジュールの周縁を囲んで設置された放熱層が設けられ、前記半導体モジュールが直接前記基板の上表面に接触されることを特徴とする、半導体モジュールの放熱構造。
【請求項２】
前記基板の下表面が前記放熱層で被覆されたことを特徴とする、請求項１に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項３】
前記基板の外周面が前記放熱層で被覆されたことを特徴とする、請求項２に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項４】
前記基板に、前記基板の厚み方向に沿って貫通された複数の放熱通孔が設けられ、前記放熱通孔が対応する前記基板表面上の前記放熱層を貫通することを特徴とする、請求項１に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項５】
前記放熱層が焼付塗装層であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項６】
前記焼付塗装層が、硬化温度８０℃〜４００℃の高温フッ素樹脂焼付塗装層、または硬化温度８０℃〜４００℃のエポキシ樹脂焼付塗装層であることを特徴とする、請求項５に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項７】
前記放熱層がエナメル層であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項８】
前記エナメル層が、硬化温度４００℃〜１４００℃のエナメル層であることを特徴とする、請求項７に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項９】
前記放熱層の厚さが０.０１ｍｍ〜１.０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の半導体モジュールの放熱構造。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の半導体モジュールの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置であって、前記半導体モジュールがＬＥＤ光源モジュールであり、前記基板上に前記半導体モジュールを内部に被覆するカバーが設置されたことを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体モジュールの放熱構造及びこの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールは半導体素子で構成された機能コンポーネントであり、照明装置に広く応用されている。半導体モジュールは、近年、主にＬＥＤモジュールを採用し、現在のＬＥＤ照明装置に合わせている。半導体モジュールの通電動作時、半導体モジュールが熱を発生するが、この熱が半導体モジュールの正常な動作に悪影響を与えるため、すばやく半導体モジュールに放熱させる措置を採る必要がある。
通常は、放熱片を追加設置する方法で半導体モジュールの放熱を行うが、放熱片の追加設置は製品の製造コストを増加させ、照明装置全体が重くなり、照明装置の落下を招きやすく、取り付けに不利である。
【０００３】
製造コストを抑え、放熱効果を高めるものとして、特許文献１に半導体モジュールの放熱構造とＬＥＤ照明装置が開示されている。
これは、金属板上に放熱層が設けられ、半導体モジュールが放熱層の表面に貼付され、放熱層が焼付塗装またはエナメルで成り、焼付塗装とエナメルの高い赤外線放射率と高い遠赤外線放射率を利用して、半導体モジュールが発生する熱を放熱層から空気中に転移させるものである。
【０００４】
上記特許文献１に記載のものは、放熱層を介して半導体モジュールの熱を熱放射の方式で転移させることはできるが、半導体モジュールの熱は金属板を介して間接的に外部へと伝送されることで、半導体モジュールの放熱を実現している。このような間接的放熱方式は放熱速度が遅くなるだけでなく、金属板上に熱が集まり、半導体モジュールの正常な動作に重大な影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国実用新案第ＣＮ２０１２２０１２５１７２.８号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案が解決しようとする課題は、上述の問題を解決し、構造が簡単で合理的であり、放熱効果に優れ、重量が軽く、コストが低い半導体モジュールの放熱構造及びこの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の半導体モジュールの放熱構造は、基板と、前記基板の上表面に設置された半導体モジュールを含み、前記基板の上表面に前記半導体モジュールの周縁を囲んで設置された放熱層が設けられ、前記半導体モジュールが直接前記基板の上表面に接触される。
【０００８】
前記基板の下表面が前記放熱層で被覆され、半導体モジュールが発生する熱を基板の下表面から放出しても良い。
この場合、前記基板の外周面を前記放熱層で被覆し、半導体モジュールの熱を基板の外周面から放出して、半導体モジュールの放熱効果を高めることができる。
前記基板に、前記基板の厚み方向に沿って貫通された複数の放熱通孔が設けられ、前記放熱通孔が対応する前記基板表面上の前記放熱層を貫通することにより、さらに放熱を加速するとよい。
【０００９】
前記放熱層として、焼付塗装層を選択することが可能である。例えば、前記焼付塗装層は、硬化温度８０℃〜４００℃の高温フッ素樹脂焼付塗装層、または硬化温度８０℃〜４００℃のエポキシ樹脂焼付塗装層とする。
前記放熱層の別の選択肢として、エナメル層がある。
例えば、前記エナメル層は、硬化温度４００℃〜１４００℃のエナメル層とすることができる。
比較的良好な放熱効果を保証すると同時に、放熱層の製造コストを抑えるために、好ましくは、前記放熱層の厚さは０.０１ｍｍ〜１.０ｍｍとする。
本考案の半導体モジュールの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置は、前記半導体モジュールがＬＥＤ光源モジュールであり、前記基板上に前記半導体モジュールを内部に被覆するカバーが設置される。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の半導体モジュールの放熱構造は、半導体モジュールが動作して熱を発生するとき、この熱はまず直接基板に伝導され、基板の熱がその表面の放熱層を経て熱放射の形式で空気中に効果的に伝達され、放熱方式がより直接的で有効であり、放熱効果が背景技術よりも優れている。同時に本放熱構造は放熱層で従来の放熱片を代替することで、基板の消耗材を減少し、製造コストを抑え、放熱構造の重量を大幅に減少することができる。
本考案の半導体モジュールの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置は、同様に放熱効果が高く、重量が軽く、コストが低いという利点を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の実施例を示す半導体モジュールの放熱構造の表面側から見た斜視図である。
【図２】本考案の実施例を示す半導体モジュールの放熱構造の断面図である。
【図３】図２のＡ部分の拡大図である。
【図４】図１の半導体モジュールの放熱構造の底面側から見た斜視図である。
【図５】本考案の実施例を示すＬＥＤ照明装置の斜視図である。
【図６】本考案の実施例を示すＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜４に示すように、本実施例の半導体モジュールの放熱構造は、基板１と、基板１の上表面に設置された半導体モジュール２を含み、基板１の上表面に半導体モジュール２の周縁を囲んで設置された放熱層３が設けられ、半導体モジュール２が基板１の上表面に直接接触される。
【００１３】
半導体モジュール２が動作して熱を発生するとき、この熱がまっすぐにその周囲の放熱層３に直接伝達され、放熱層３が直接熱を送り出す。
半導体モジュール２の底部で発生する熱は、基板１を介して放熱層３に伝達され、放熱層３がこの部分の熱を放出する。そのうち、半導体モジュール２が発生する熱は基板１の底部からも放出され、改善点として、基板１の下表面をさらに放熱層３で被覆することができる。
さらに、基板１の外周面も放熱層３で被覆することができ、半導体モジュール２の熱を基板１の外周面上から放出させ、十分な放熱効果を達することができる。
【００１４】
放熱層３を利用して半導体モジュール２が発生する熱を放熱すると同時に、さらに放熱を加速するため、改善として、基板１上に、基板１の厚み方向に貫通された複数の放熱通孔１０を設ける。放熱通孔１０は対応する基板１表面上の放熱層３をも貫通する。放熱通孔１０の設置状況を図１に示す。
半導体モジュール２の動作時に発生する熱の一部が放熱通孔１０箇所の基板１に伝達された後、放熱通孔１０の上側の空気、放熱通孔１０の下側の空気、及び放熱通孔１０箇所の基板の熱の間に熱交換が生じ、流動する気流が形成され、流動する気流が絶えず放熱通孔１０箇所の基板１の熱を放出させ、半導体モジュール２の放熱速度を加速する。
なお、気流の流動速度を加速して放熱効果を強化するために、放熱通孔１０は、選択的に矩形孔または楕円孔にすることができる。
【００１５】
放熱通孔１０を利用して半導体モジュール２に対する均一な放熱を実現するために、選択的に、放熱通孔１０の数量は少なくとも４つとし、各放熱通孔１０は半導体モジュール２の周囲に対称に配置される。
【００１６】
放熱層３の１つの選択可能な方式として、本実施例の半導体モジュールの放熱構造において、放熱層３は焼付塗装層とすることができる。焼付塗装層はスプレーコーティングの方式を選択して採用することができ、基板１の表面にスプレーコーティングされ、かつ半導体モジュール２の周囲にスプレーコーティングされる。
焼付塗装層の焼付塗装は硬化温度が８０℃〜４００℃の高温フッ素樹脂焼付塗装、または硬化温度は８０℃〜４００℃のエポキシ樹脂焼付塗装とする。
図５と図６に示すように、まずカバー４で基板１の表面上の半導体モジュール２を覆った後、カバー４を囲む周囲の基板１表面上に上述の焼付塗装層をスプレーコーティングし、図１に示す構造を得ることができる。
また、基板１の下表面と基板１の外周面も上述の焼付塗装層をスプレーコーティングすることができる。
【００１７】
当然、放熱層３として、エナメル層を選択することができる。エナメル層の硬化温度は４００℃〜１４００℃である。
エナメル層も基板１の上表面、下表面及び外周面上にスプレーコーティングすることができ、具体的なスプレーコーティングの方法は焼付塗装層のスプレーコーティング方法と同様なので、ここでは説明を省略する。
【００１８】
放熱層３が熱を放熱構造付近の空気中に放出することができるように確約し、かつ同時に使用する放熱層の材料をできるだけ少なくするために、放熱層３の厚さは０.０１ｍｍ〜１.０ｍｍとする。
放熱層３の厚さの好ましい選択は０.１ｍｍであり、０.１ｍｍの放熱層の厚さは放熱効果を確約すると同時に、放熱層の製造コストを抑えることができる。
【００１９】
図５及び図６は、上述の半導体モジュールの放熱構造を備えたＬＥＤ照明装置を示す。
半導体モジュール２はＬＥＤ光源モジュールであり、基板１上に、半導体モジュール２をその内部に被覆するカバーが設置される。カバーと基板の間にはパッキンを設置して、防水構造を形成することもできる。
【符号の説明】
【００２０】
１    基板
１０  放熱通孔
２    半導体モジュール
３    放熱層
４    カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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