解密數(shù)據(jù)中心低功耗LED照明裝置內(nèi)部構(gòu)造

　　散熱器與金屬板的接觸部分呈環(huán)狀，面積并不算大。金屬板背面的接觸部分有整圈的凸緣，不僅組裝時容易定位，而且略微擴(kuò)大了接觸面積。另外，金屬板的外沿裸露于燈泡的外部，成為燈泡設(shè)計上的點綴。
　　
　　配置于金屬板與散熱器接觸部分周邊的O形環(huán)用途不詳。如果是為了保持氣密性，那么該環(huán)的作用應(yīng)該是防止液體樹脂填充后的材料外漏，防止從外部進(jìn)水。促進(jìn)熱量從金屬板向散熱器傳導(dǎo)也是可以想象得到的目的之一。

三、電源電路尺寸明顯不同
　　
　　散熱器內(nèi)部安裝了電源電路底板和樹脂殼。圖6是取下A產(chǎn)品的LED燈泡下方金屬蓋之后的情形。電源電路底板插在用1顆螺絲固定在散熱器上的樹脂殼中。

圖6：A產(chǎn)品LED燈泡的下部電源電路底板插在樹脂殼中。樹脂殼利用1顆螺絲固定在散熱器上。

電源電路底板為長方形酚醛紙底板，樹脂殼基本接近圓筒形（圖7）。底板與散熱器之間配置了樹脂殼，保證了二者之間的絕緣性?！　?/P>

　　圖7：A產(chǎn)品LED燈泡的樹脂殼與電源電路底板樹脂殼僅在金屬蓋一側(cè)（圖中右側(cè)）有開放部位，保證了電源電路底板與散熱器的絕緣性。電源電路底板呈長方形，通過連接器與LED底板相接。

　　圖8是B產(chǎn)品LED燈泡散熱器截面。因為填充材料堅硬，從上方清除需要花費大量時間，因此直接剖開了散熱器。

　　圖8：B產(chǎn)品LED燈泡的截面散熱器內(nèi)部充滿了致密的填充材料，電源電路底板和樹脂殼被完全覆蓋。
　　剖開散熱器后，隨著逐步剝離填充材料，電源電路底板和支撐該底板的樹脂殼（以下，樹脂殼A）的形狀逐漸顯現(xiàn)了出來（圖9）。電源電路底板形似板羽球拍，尺寸與散熱器內(nèi)徑基本相同。

　　圖9：B產(chǎn)品LED燈泡的電源電路底板清除填充材料后，電源電路底板上安裝的部件呈現(xiàn)在眼前。電源電路底板呈“板羽球拍”形狀，延伸至最下方的樹脂殼A（安裝金屬蓋用）中B產(chǎn)品的電源電路底板為環(huán)氧玻璃制造，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A產(chǎn)品的底板。這是由于底板尺寸導(dǎo)致散熱器溝道高度受限？還是為了在有限的空間中，為了達(dá)到成本和發(fā)熱量的最優(yōu)平衡而決定的電源電路的部件和底板尺寸？這些問題未能得到答案。但總而言之，電源電路底板產(chǎn)生的熱量需要傳導(dǎo)至散熱器。

　　樹脂殼A為僅保留了圓筒形上端和下端的環(huán)狀而切割下來的一側(cè)。配備電源電路部件的另一側(cè)有較大開口，便于向散熱器傳導(dǎo)熱量。
　　
　　LED燈泡的組裝步驟推測如下。
　　
　　A產(chǎn)品的工序為：①在散熱器上固定樹脂殼（1處螺絲固定）；②插入電源電路底板；③安裝金屬蓋（包括連接布線）；④固定LED基片（2處螺絲固定）；⑤利用連接器連接布線；⑥連接球形燈罩。
　　
　　B產(chǎn)品的工序為：①在散熱器上固定樹脂殼B；（3處螺絲固定）；②在散熱器中插入樹脂殼A；③在樹脂殼A中插入電源電路底板；④安裝金屬蓋（包括連接布線）；⑤注入填充材料；⑥配置O環(huán)；⑦固定金屬板（3處螺絲固定）；⑧固定LED基片（3處螺絲固定）；⑨布線焊接；⑩連接球形燈罩。
　　
　　與A照明產(chǎn)品以散熱器為中心，沿上下兩個方向安裝部件不同，B照明產(chǎn)品采用的是從下到上逐步安裝的方式。

　四、變更散熱方式實現(xiàn)低成本
　　
　　在市場的刺激下的刺激下，LED照明通過變更原有產(chǎn)品的設(shè)計實現(xiàn)了低價格化。讓我們再來看一下A廠商的新型產(chǎn)品與原產(chǎn)品的差別。
　　
　　外觀差異僅在于散熱器上方（與球形燈罩之間）的銀色裝飾環(huán)（圖10）。因為銀色裝飾環(huán)對提高散熱性、提高發(fā)光效率沒有任何幫助，所以新產(chǎn)品省略了該環(huán)。雖然散熱器的模具需要隨之修改，但考慮到幾十萬的產(chǎn)量，省略裝飾環(huán)更有益于降低成本。

　　圖10：A照明產(chǎn)品LED燈泡的比較新產(chǎn)品與原有產(chǎn)品相比，除外觀上的涂裝顏色從白色變?yōu)殂y色外，還省略了與散熱無關(guān)的裝飾環(huán)。

　　摘下球形燈罩看不出原有產(chǎn)品與新產(chǎn)品的差異。但去除金屬蓋后，差異則一目了然：原有產(chǎn)品在樹脂殼中，電源電路底板內(nèi)側(cè)存在填充材料（圖11）。而新產(chǎn)品的樹脂殼中只插入了電源電路底板。

　　圖11：A照明產(chǎn)品LED燈泡（原有產(chǎn)品）的下部為了使電源電路底板的熱量高效傳導(dǎo)至散熱器，底板背面與散熱器之間充滿了填充材料。

　　從散熱器中拔出樹脂殼可以看到，原有產(chǎn)品的樹脂殼長度短于新產(chǎn)品（圖12）。而且，樹脂殼的側(cè)面還有新產(chǎn)品中沒有的開放部位。其目的是使殼中的填充材料與散熱器相接觸。

　　圖12：A照明產(chǎn)品LED燈泡（原有產(chǎn)品）的樹脂殼與電源電路底板樹脂殼上有開放部位，可供填充材料與散熱器的內(nèi)面接觸。

　　新產(chǎn)品為什么無需填充材料呢？關(guān)于這一點，廠商的答案是：①原有產(chǎn)品使用6芯片并聯(lián)的LED封裝，而新產(chǎn)品改為了3芯片串聯(lián)；②電源電路的輸出電流減小，發(fā)熱量也隨之降低；所以新產(chǎn)品無需再利用填充材料傳導(dǎo)電源電路底板熱量。放大觀察LED封裝的確可以看到芯片數(shù)量上的差異。節(jié)省填充材料注入工序，組裝成本也可以相應(yīng)降低。
　　
　　電源電路底板的變更也有助于降低成本。新產(chǎn)品采用了酚醛紙底板，而原有產(chǎn)品采用的是環(huán)氧玻璃底板。按照熟悉電子電路的技術(shù)人員的說法：“底板的成本雖說與產(chǎn)量也有關(guān)系，但光是此項改變底板就可以從25~40元下降4元”。
　　
　　實際取出底板查看，原有產(chǎn)品確實為環(huán)氧玻璃底板。與新產(chǎn)品的酚醛紙底板相比，酚醛紙底板的布線僅為單面，而環(huán)氧玻璃底板為兩面，因此，原有產(chǎn)品的底板較小。也就是說，新產(chǎn)品為采用酚醛紙而擴(kuò)大了底板面積，容納底板的樹脂殼也不得不增大。
　　
　　這一設(shè)計變更需要修改散熱器模具，這是成本增加的因素。但LED廠商表示：“通過變更設(shè)計，散熱器使用的材料量會略微減少。綜合來看，重新開模仍然能降低成本”。

　　圖13：LED燈泡通過采用高散熱性的陶瓷，散熱器（外殼）可以縮小，除上方外，還可以照亮周圍

　　圖14：LED燈泡的截面想像圖由于LED基片與散熱器的接觸部分無法充分傳導(dǎo)熱量，因此內(nèi)部填充了連接二者的填充材料

五、散熱器使用陶瓷
　　
　　使用陶瓷作為散熱器材料的某LED照明產(chǎn)品公司，因為陶瓷向空氣的導(dǎo)熱率高于鋁合金，因此散熱面積可以縮小。
　　
　　不過，從成本來看，鋁合金鑄件的成本要低，許多廠商也因此放棄了陶瓷。但該公司卻發(fā)現(xiàn)了縮小散熱器后帶來的巨大好處：可以實現(xiàn)全方位發(fā)光。
　　
　　現(xiàn)在，采用鋁合金制散熱器的LED燈泡必須把LED設(shè)置在接近頂端的位置。因此，光線很難在金屬蓋附近沿橫向發(fā)散。無法像白熾燈泡一樣應(yīng)用于金屬蓋橫向附近有反射板的照明器具、以及燈泡設(shè)置位置偏低且需要全方位發(fā)光的落地?zé)?。而采用陶瓷散熱器后，LED的設(shè)置位置可以靠近金屬蓋，從而滿足上述用途的需求，替換白熾燈泡的難度也隨之降低。
　　
　　該公司的鋁合金制LED基片向散熱器導(dǎo)熱的方式也進(jìn)行了改進(jìn)（圖14）。LED基片由陶瓷散熱器內(nèi)側(cè)的凸緣頂端支撐。由于其接觸面積較小，因此依靠