高导热基板及LED器件及LED组件制造技术

本发明专利技术公开一种高导热基板，包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。本发明专利技术的高导热基板，通过在基板主体底部设置散热片，在基板主体上设置热沉形成散热通道，使得热量的垂直散发速度快；同时，热沉和散热片之间设置一导热的连接层，使得热沉和散热片之间实现无缝连接，致密性好、热阻值低，保证了热量的水平散发速度。本发明专利技术还公开了利用此高导热基板制作的LED器件及LED组件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED封装
，尤其涉及一种高导热基板及LED器件及LED 组件。
技术介绍
LED作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长、启动速度快、能控制发光光谱和禁止带幅的大小使彩度更高等传统光源无可比拟的优势而得到了空前发展。近年来， 伴随着LED电流强度和发光量的增加，LED芯片的发热量也随之上升。对于高功率LED而言，输入能源的80%都以热的形式消耗掉；如果这些热量不及时排出外界，就会导致芯片温度过高，LED的寿命和光输出都会大打折扣。早期的LED器件，采用符合FR4等级的PCB 板作为封装基板，基板主体采用有机环氧树脂制成，基板热传导率约为0. 36W/mK，其散热性能远达不到功率LED的散热要求。另外，PCB板材与LED芯片基底的热膨胀系数差异很大， 当温度变化很大时很容易导致热歪斜等可靠性问题。为此，人们提出了使用导热系数相对较高的陶瓷作为封装基板型材。如图1所示， 此为一种LED封装用陶瓷散热基板，其包括陶瓷基板主体1，设置在陶瓷基板主体1上的电极2和散热孔3，散热孔3内填充有散热材料。目前，一些大的LED封装企业，如CREE公司、Lumileds公司等都采用陶瓷基板进行功率LED封装。然而，陶瓷基板存在制作工艺复杂、制造成本相对较高的问题，这大大制约了功率 LED的推广应用；此外，陶瓷基板还存在这样的问题材质相对较脆，不利于应用在一些处于震动状态的物体上，如汽车等，且陶瓷基板价格较昂贵，进一步限制了功率LED的应用范围。基于上述问题，有研究人员开发出一种基于金属的高导热基板，即MCPCB。MCPCB 是指金属基印刷电路板，即是将原有的印刷电路板附贴在另外一种热传导效果更好的金属上，可改善电路板层面的散热。不过，由于介电层的特性限制，其抗击穿能力非常有限，而且 MCPCB在电路系统运作时不能超过140°C ；此外，在制造过程中也不得超过250°C 300°C。 MCPCB虽然比FR4 PCB散热效果佳，但MCPCB的介电层却没有太好的热传导率，仅l_3W/m. K， 成为散热块与金属核心板间的传导瓶颈。因此，又有人在此基础上提出改进。如图2所示， 一种带有散热板的发光二极管装置，其散热板包括由金属制成的基板主体1，设置在基板主体1上的绝缘材料4和位于绝缘材料4上的导电层5。该结构与普通MCPCB的区别在于基板上具有贯穿导电层和绝缘层至金属基板的凹槽，芯片置于凹槽内与金属基板直接接触，消除了介电层导热性能不良带来的负面影响。尽管如此，该改进型MCPCB存在以下不足第一、整个板材以金属为主，成本很难降下来；第二、MCPCB抗电击穿能力弱的缺点也没有得到解决；第三、由于MCPCB整个基板采用金属材料制成，很难实现LED的表面贴装型封装结构；第四、在金属上铣一个凹槽且要保证足够的平整性，制造工艺难度很大；第五、为控制制造成本，市场上现有的MCPCB都采用铝基，铝基线路板与散热器之间采用导热硅胶粘结，通常导热硅胶的散热系数只有IW/(mK)至3W/(mK)，散热效果更不理想。最早出现的基于PCB的高导热基板只是直接在基板上开孔，并在孔内填充热沉， 形成散热通道。后来，考虑到热沉与散热器接触面积太小，通常会在PCB基板的下表面压合一层铜箔，提高散热效率。如图3、图4所示的一种基于PCB基板的高导热基板结构，其包括 FR4 PCB基板主体1，设置在基板主体1上的电极2，嵌在基板主体1上的热沉6和压合在基板底部的金属箔-散热片7。这种在线路板上开孔形成散热通道的方式可有效提高PCB基板的散热性能，但存在的一个问题是在热沉与散热片之间往往受工艺影响而存在缝隙，工艺要求较高，制造成本大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种高导热基板，提高热沉与散热片连接的紧密性。基于此，本专利技术还提供一种利用此高导热基板制成的LED器件及LED组件。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种高导热基板，包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。优选地，所述基板主体上设置通孔，形成热沉孔，所述热沉设置在所述热沉孔中。 优选地，所述热沉采用挤压膨胀的方式与所述热沉孔结合。优选地，所述基板主体上设有通孔，形成电极孔，所述电极孔中填充导电材料。优选地，所述散热片设置在基板主体的底部，并与热沉隔开设置，所述连接层填充在散热片与热沉之间的空隙中。优选地，所述热沉的底面低于散热片底面，形成一凹槽，所述连接层填充在凹槽内并渗透至热沉与散热片之间的空隙中。优选地，所述连接层由高导热材料制成。优选地，所述连接层由铜油或银油烧结而成。优选地，所述铜油由铜颗粒和固化剂制成；所述银油由银颗粒和固化剂制成。优选地，所述连接层由在热沉与散热片之间的空隙中电镀铜或银制成。优选地，所述热沉的上表面设有一高反射材料层。优选地，所述散热片由电镀在基板主体底部的铜箔形成。优选地，在所述热沉孔的内壁上还设有金属层。优选地，基板主体材料为耐燃性积层板材4级(flame resistant laminates Grade-4，简称 “FR4，，)、双马来酰亚胺三嗪树脂(bismaleimide triazine resin，简称BT 料”)、复合环氧材料(composit epoxy material，简称“CEM”)或陶瓷材料中的一种或多种混合制备。本专利技术的一种LED器件，包括高导热基板、设置在所述高导热基板上的LED芯片、 连接LED芯片与高导热基板的金线以及覆盖所述LED芯片及金线的封装胶体，其特征在于， 所述高导热基板包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、 设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。本专利技术的一种LED组件，包括高导热基板、设置在所述高导热基板上的电子元件、 设置在所述高导热基板上的LED灯，所述高导热基板包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。 与现有技术相比，本专利技术的高导热基板具有以下优点第一，通过在基板主体底部设置散热片，在基板主体上设置热沉形成散热通道，使得热量的垂直散发速度快；第二，热沉和散热片之间设置一导热的连接层，使得热沉和散热片之间实现无缝连接，致密性好、热阻值低，保证了热量的水平散发速度；第三，在基板期望提高散热的区域实现定向高导热的设计，这是其它普通线路板无法实现的。附图说明图1为现有陶瓷基板的结构示意图2为现有金属基板的结构示意图3为现有压合板的结构示意图4为图3中的A处放大图5为本专利技术提供的一种高导热基板实施例一-的剖视图6是图5中的B处放大图7为本专利技术提供的一种高导热基板实施例二-的剖视图8为本专利技术提供的一种高导热基板实施例二-的仰视图9为本专利技术提供的一种高导热基板实施例三的剖视图10为图9中的C处放大图11为本专利技术提供的一种高导热基板实施例―三的仰视图12为本专利技术提供的一种高导热基板实施例四的剖视图13为本专利技术提供的一种高导热基板实施例四的俯视图14为图12中的D处放大图15为本专利技术提供的一种基于高导热基板的LED器件实施例的剖视图图16为图15中的E处放大图17为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高导热基板，其特征在于，包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。

【技术特征摘要】
1.一种高导热基板，其特征在于，包括基板主体、在基板主体上设置的电极以及贯通所述基板主体的热沉、设置在热沉旁的散热片，在热沉及散热片之间还设有一导热的连接层。2.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述基板主体上设置通孔，形成热沉孔，所述热沉设置在所述热沉孔中。3.如权利要求2所述的高导热基板，其特征在于，所述热沉采用挤压膨胀的方式与所述热沉孔结合。4.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述基板主体上设有通孔，形成电极孔，所述电极孔中填充导电材料。5.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述散热片设置在基板主体的底部， 并与热沉隔开设置，所述连接层填充在散热片与热沉之间的空隙中。6.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述热沉的底面低于散热片底面，形成一凹槽，所述连接层填充在凹槽内并渗透至热沉与散热片之间的空隙中。7.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述连接层由高导热材料制成。8.如权利要求1所述的高导热基板，其特征在于，所述连接层由铜油或银油烧结而成。9.如权利要求8所述的高导热基板，其特征在于，所述铜油由铜颗粒和固化剂制成；所述银油由银颗粒和固化剂制成。10.如权利要求1所述的高导...

【专利技术属性】
技术研发人员：余彬海，孙百荣，李程，夏勋力，李伟平，梁丽芳，龙孟华，
申请(专利权)人：佛山市国星光电股份有限公司，珠海市荣盈电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44