散熱器內(nèi)部安裝了電源電路底板和樹脂殼。圖6是取下東芝照明的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：東芝照明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(zhǎng)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。

　　圖7：東芝照明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(kāi)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(zhǎng)方形，通過(guò)連接器與LED底板相接。

　　圖8是夏普的LED燈泡散熱器截面。因?yàn)樘畛洳牧蠄?jiān)硬，從上方清除需要花費(fèi)大量時(shí)間，因此直接剖開(kāi)了散熱器。

　　圖8：夏普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(kāi)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(lái)（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：夏普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。

　　夏普的電源電路底板為環(huán)氧玻璃制造，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于東芝照明的底板。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(wèn)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。夏普表示，“為了在日后實(shí)現(xiàn)對(duì)E17和E11等小型燈座的支持，目前正在探討底板的小型化”。

　　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(lái)的一側(cè)。配備電源電路部件的另一側(cè)有較大開(kāi)口，便于向散熱器傳導(dǎo)熱量。

　　LED燈泡的組裝步驟推測(cè)如下：

　　東芝照明的工序?yàn)椋孩僭谏崞魃瞎潭渲瑲ぃ?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。

　　夏普的工序?yàn)椋孩僭谏崞魃瞎潭渲瑲；（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。

　　與東芝照明以散熱器為中心，沿上下兩個(gè)方向安裝部件不同，夏普采用的是從下到上逐步安裝的方式。

　　夏普雖然工序較多，但是在中國(guó)的工廠制造的，所以工序雖多仍然可行。而東芝照明是在日本國(guó)內(nèi)工廠組裝的，所以從成本上考慮也更需要削減部件數(shù)量和組裝工時(shí)。

　　變更散熱方式實(shí)現(xiàn)低成本

　　正如文章開(kāi)頭介紹的那樣，在夏普發(fā)表的刺激下，東芝照明通過(guò)變更原有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了低價(jià)格化。原有產(chǎn)品2009年8月已經(jīng)可以購(gòu)買到，為了確認(rèn)設(shè)計(jì)上的變更內(nèi)容，拆解組對(duì)原有產(chǎn)品也進(jìn)行了拆解*8。

　　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?yàn)殂y色裝飾環(huán)對(duì)提高散熱性、提高發(fā)光效率沒(méi)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(wàn)的產(chǎn)量，省略裝飾環(huán)更有益于降低成本。

　　圖10：東芝照明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(wú)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：東芝照明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(zhǎng)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(méi)有的開(kāi)放部位。其目的是使殼中的填充材料與散熱器相接觸。

　　圖12：東芝照明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(kāi)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(wú)需填充材料呢？關(guān)于這一點(diǎn)，東芝照明的回答是：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(wú)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。

　　東芝還表示，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(shuō)法：“底板的成本雖說(shuō)與產(chǎn)量也有關(guān)系，但光是此項(xiàng)改變底板就可以從300～500日元降低到約50日元”。

　　實(shí)際取出底板查看，原有產(chǎn)品確實(shí)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(shuō)，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(jì)變更需要修改散熱器模具，這是成本增加的因素。但東芝表示：“通過(guò)變更設(shè)計(jì)，散熱器使用的材料量會(huì)略微減少。綜合來(lái)看，重新開(kāi)模仍然能降低成本”。

　　散熱器使用陶瓷

　　斯坦利電氣同樣是新步入LED燈泡市場(chǎng)的公司之一。在汽車照明領(lǐng)域業(yè)績(jī)卓著的該公司計(jì)劃從2009年9月開(kāi)始量產(chǎn)LED燈泡*9。因?yàn)椴鸾鈺r(shí)該公司的量產(chǎn)尚未開(kāi)始，所以拆解組未能對(duì)實(shí)物進(jìn)行拆解，在此對(duì)采訪中獲悉的散熱方式的改進(jìn)加以介紹。

　　圖13：斯坦利電氣LED燈泡通過(guò)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。

　　斯坦利電氣的LED燈泡的最大特點(diǎn)在于散熱器材料為陶瓷（圖13）。因?yàn)樘沾上蚩諝獾膶?dǎo)熱率高于東芝照明和夏普采用的鋁合金，因此散熱器面積可以縮小。

　　不過(guò)，從成本來(lái)看，鋁合金鑄件的成本要低，許多廠商也因此放棄了陶瓷。但斯坦利電氣卻發(fā)現(xiàn)了縮小散熱器后帶來(lái)的巨大好處：可以實(shí)現(xiàn)全方位發(fā)光。

　　圖14：斯坦利電氣LED燈泡的截面想像圖由于LED基片與散熱器的接觸部分無(wú)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。

　　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(wú)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)簟６捎锰沾缮崞骱螅琇ED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。

　　斯坦利電氣的鋁合金制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，因此依靠接觸無(wú)法獲得充分的熱量傳導(dǎo)。而且，陶瓷表面向空氣的導(dǎo)熱率雖高，但陶瓷內(nèi)部的導(dǎo)熱率偏低，這也會(huì)影響導(dǎo)熱效果。

　　為此，該公司向散熱器內(nèi)部填充了高導(dǎo)熱率的硅類填充材料，使LED基片的背面也與填充材料實(shí)現(xiàn)了接觸。這一改進(jìn)打通了LED基片經(jīng)由填充材料向陶瓷散熱器高效傳導(dǎo)熱量的途徑。為了使填充材料與LED底板的背面緊密接觸，組裝方法也相應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)。

　　由于生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程花費(fèi)了大量時(shí)間，斯坦利電氣未能如期投產(chǎn)。成本雖然在決定投產(chǎn)時(shí)已經(jīng)達(dá)到了最佳平衡點(diǎn)，但要實(shí)現(xiàn)低價(jià)LED燈泡的成本還是花費(fèi)了時(shí)間。