散熱器內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（圖中右側）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是夏普的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：夏普LED燈泡的截面散熱器內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，遠遠大于東芝照明的底板。這是由于底板尺寸導致散熱器溝道高度受限？還是為了在有限的空間中，為了達到成本和發(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，電源電路底板產生的熱量需要傳導至散熱器。夏普表示，“為了在日后實現(xiàn)對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)狀而切割下來的一側。配備電源電路部件的另一側有較大開口，便于向散熱器傳導熱量。

　　LED燈泡的組裝步驟推測如下：

　　東芝照明的工序為：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。

　　夏普的工序為：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。

　　與東芝照明以散熱器為中心，沿上下兩個方向安裝部件不同，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內工廠組裝的，所以從成本上考慮也更需要削減部件數(shù)量和組裝工時。

　　變更散熱方式實現(xiàn)低成本

　　正如文章開頭介紹的那樣，在夏普發(fā)表的刺激下，東芝照明通過變更原有產品的設計實現(xiàn)了低價格化。原有產品2009年8月已經(jīng)可以購買到，為了確認設計上的變更內容，拆解組對原有產品也進行了拆解*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燈泡的比較新產品與原有產品相比，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的裝飾環(huán)。

　　摘下球形燈罩看不出原有產品與新產品的差異。但去除金屬蓋后，差異則一目了然：原有產品在樹脂殼中，電源電路底板內側存在填充材料（圖11）。而新產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（原有產品）的下部為了使電源電路底板的熱量高效傳導至散熱器，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，原有產品的樹脂殼長度短于新產品（圖12）。而且，樹脂殼的側面還有新產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：東芝照明LED燈泡（原有產品）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面接觸。

　　新產品為什么無需填充材料呢？關于這一點，東芝照明的回答是：①原有產品使用6芯片并聯(lián)的LED封裝，而新產品改為了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；所以新產品無需再利用填充材料傳導電源電路底板熱量。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。新產品采用了酚醛紙底板，而原有產品采用的是環(huán)氧玻璃底板。按照熟悉電子電路的技術人員的說法：“底板的成本雖說與產量也有關系，但光是此項改變底板就可以從300～500日元降低到約50日元”。

　　實際取出底板查看，原有產品確實為環(huán)氧玻璃底板。與新產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，原有產品的底板較小。也就是說，新產品為采用酚醛紙而擴大了底板面積，容納底板的樹脂殼也不得不增大。

　　這一設計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：“通過變更設計，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”。

　　散熱器使用陶瓷

　　斯坦利電氣同樣是新步入LED燈泡市場的公司之一。在汽車照明領域業(yè)績卓著的該公司計劃從2009年9月開始量產LED燈泡*9。因為拆解時該公司的量產尚未開始，所以拆解組未能對實物進行拆解，在此對采訪中獲悉的散熱方式的改進加以介紹。

　　圖13：斯坦利電氣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。

　　斯坦利電氣的LED燈泡的最大特點在于散熱器材料為陶瓷（圖13）。因為陶瓷向空氣的導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，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。但斯坦利電氣卻發(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。

　　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法充分傳導熱量，因此內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用于金屬蓋橫向附近有反射板的照明器具、以及燈泡設置位置偏低且需要全方位發(fā)光的落地燈。而采用陶瓷散熱器后，LED的設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基片向散熱器導熱的方式也進行了改進（圖14）。LED基片由陶瓷散熱器內側的凸緣頂端支撐。由于其接觸面積較小，因此依靠接觸無法獲得充分的熱量傳導。而且，陶瓷表面向空氣的導熱率雖高，但陶瓷內部的導熱率偏低，這也會影響導熱效果。

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

　　由于生產準備過程花費了大量時間，斯坦利電氣未能如期投產。成本雖然在決定投產時已經(jīng)達到了最佳平衡點，但要實現(xiàn)低價LED燈泡的成本還是花費了時間。