專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱電分離高導(dǎo)熱的led光源基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED光源板結(jié)構(gòu)，尤其是一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源基板。
背景技術(shù)：
在采用LED光源制作照明燈具時(shí)，需要將經(jīng)過(guò)封裝的LED顆粒焊接在印刷電路板 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)上。對(duì)于LED來(lái)說(shuō)，散熱極為關(guān)鍵，因?yàn)闇囟葘?duì)LED的光效、光衰、色漂移等性能影響非常大，直接關(guān)系其發(fā)光效率和使用壽命。LED芯片在使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱通過(guò)熱沉、PCB傳遞到散熱器上。所以，PCB的熱導(dǎo)率越高越好(即熱阻越低越好)?，F(xiàn)有最常見(jiàn)的PCB材料包括以下三種
1.玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂PCB，根據(jù)使用的用途不同，又分為FR-4 Epoxy Glass Cloth、 絕緣板、環(huán)氧板、環(huán)氧樹(shù)脂板、溴化環(huán)氧樹(shù)脂板、FR-4、玻璃纖維板、玻纖板、FR-4補(bǔ)強(qiáng)板、FPC 補(bǔ)強(qiáng)板、柔性線(xiàn)路板補(bǔ)強(qiáng)板、FR-4環(huán)氧樹(shù)脂板、阻燃絕緣板、FR-4積層板、環(huán)氧板、FR-4玻纖板、環(huán)氧玻璃布板、環(huán)氧玻璃布層壓板、線(xiàn)路板鉆孔墊板等。以下簡(jiǎn)稱(chēng)FR4 PCB。2.金屬基PCB (Metal Core PCB。以下簡(jiǎn)稱(chēng)為MCPCB)，即是如圖1和圖2所示將原有的印刷電路板(包括銅層5和柔性層6)通過(guò)粘結(jié)劑7附貼在熱傳導(dǎo)效果更好的金屬底材4上(通常為鋁或銅)，以改善印刷電路板的散熱性能。3.覆銅陶瓷印刷電路板，是將銅箔直接燒結(jié)到陶瓷表面而形成的一種復(fù)合印刷電路板。覆銅陶瓷印刷電路板的成本過(guò)高，而且很脆，目前很少使用。FR4 PCB的優(yōu)點(diǎn)是成本較低、耐高電壓(絕緣)性能好，但是熱導(dǎo)率很低，僅有0. 2^03ff/mK,因而不適合大功率LED 照明使用。MCPCB的優(yōu)勢(shì)是熱阻小，散熱性能好，因此在大功率LED的照明應(yīng)用中得到了非常廣泛的使用。但是MCPCB也存在一系列問(wèn)題
1.為了制作電路，MCPCB上面必須覆蓋有絕緣層，絕緣層的熱導(dǎo)率僅0.2^0. 5W/mK，從而大大增加了印刷電路板的熱阻，降低了熱導(dǎo)率，目前MCPCB的熱導(dǎo)率一般在廣3 W/mK。近期的研究表明，將高導(dǎo)電材料覆合于MCPCB的高分子絕緣介質(zhì)材料中，可以提高M(jìn)CPCB的熱導(dǎo)率，但僅能提升至3 5W/mK左右，而且成本增加不少；
2.由于采用金屬基材，為了滿(mǎn)足安規(guī)的要求(爬電距離)，銅導(dǎo)線(xiàn)必須和印刷電路板的邊緣、過(guò)孔、固定(金屬)螺絲等保持相當(dāng)?shù)木嚯x，對(duì)尺寸較小的燈具而言，這常常給燈具通過(guò)安規(guī)要求帶來(lái)很大的障礙；
3.在實(shí)際應(yīng)用中，MCPCB在沖壓分割時(shí)會(huì)造成因金屬延伸變形而導(dǎo)致板邊高分子介電絕緣層變形，使得耐壓性能下降，造成安全隱患；
4.使用中，MCPCB的絕緣層可能會(huì)從金屬底材發(fā)生剝離，一旦剝離，則無(wú)法順利導(dǎo)熱， 將導(dǎo)致LED迅速失效；
5.和FR4PCB相比成本較高；
6.目前MCPCB常用的金屬底材為鋁，如果將LED的熱沉直接和底材接觸，則由于材料的原因，存在無(wú)法錫焊的問(wèn)題。
為了解決FR4 PCB的熱導(dǎo)率過(guò)低問(wèn)題，Cree提出了金屬過(guò)孔的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于在制作PCB板的時(shí)候可以直接把金屬過(guò)線(xiàn)孔做在PCB板上，把金屬芯嵌入金屬過(guò)線(xiàn)孔之中， 安裝方便，節(jié)省成本，但其缺點(diǎn)在于由于金屬過(guò)線(xiàn)孔受加工條件的限制，孔徑太小，熱層的熱量不能夠快速的從LED導(dǎo)至散熱器上，所以必須要在PCB板上下表面都敷銅。這樣方法不僅成本很高，而且熱導(dǎo)率提高很有限，同時(shí)給通過(guò)安規(guī)的要求帶來(lái)了很大的困難。大功率LED的散熱主要是通過(guò)熱沉(heat sink)，熱沉通常是不導(dǎo)電的，而導(dǎo)電的 2個(gè)引腳由于連接用的金線(xiàn)極細(xì)，熱阻非常高，而無(wú)法起到散熱的作用。因此，LED的散熱關(guān)鍵在于提高其熱沉和印刷電路板之間的熱導(dǎo)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種熱電分離的LED光源板本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源基板，包括FR4 PCB基板，所述FR4 PCB基板設(shè)置有 LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)，其特征在于所述FR4 PCB基板上鑲嵌有導(dǎo)熱金屬板，所述導(dǎo)熱金屬板與所述LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)絕緣。所述導(dǎo)熱金屬板可以為高導(dǎo)熱的鐵板、鋁板、銅板或不銹鋼板等。優(yōu)選方案所述導(dǎo)熱金屬板為銅板。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了光源板的熱電分離具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.可以大大的提高LED光源PCB的熱導(dǎo)率，與MCPCB和FR4 PCB相比較，能夠使熱導(dǎo)率
提高上百倍至數(shù)百倍。2. LED可以方便地直接用錫焊接在銅板上。3.FR4 PCB嵌銅板耐高壓性能與MCPCB相比較要好很多，可以輕易滿(mǎn)足安規(guī)的要求。4.銅板可以用螺釘固定在散熱器上，保持良好的接觸，減少了接觸熱阻。5.和其它低熱阻PCB方案相比，降低了成本。


圖1為MCPCB基板示意圖； 圖2為MCPCB基板截面示意圖； 圖3為本發(fā)明的示意1、FR4PCB基板 2、LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)3、導(dǎo)熱金屬板4、金屬底材5、銅層6、 柔性層7、粘結(jié)劑。
具體實(shí)施例方式如圖1所示一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源板，包括FR4 PCB基板1、所述FR4 PCB 基板1設(shè)置有LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)2，所述FR4 PCB上鑲嵌有導(dǎo)熱金屬板3，所述導(dǎo)熱金屬板與所述LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)絕緣。所述導(dǎo)熱金屬板可以為導(dǎo)熱效果好的鐵板、鋁板、銅板或不銹鋼板等。優(yōu)選的導(dǎo)熱金屬板采用銅板。通過(guò)回流焊將LED、FR4 PCB、銅板焊接在一起，再將LED光源板固定在散熱器上，
4形成一個(gè)整體。利用回流焊直接將銅板與LED上的熱沉用錫膏焊接在一起。 由于銅板導(dǎo)熱系數(shù)為384W/m. K，這種光源板可以大大的降低LED與散熱器之間的
熱阻，與MCPCB光源基板相比，熱導(dǎo)率提高了上百倍至數(shù)百倍，而耐高電壓性能與FR4 PCB
基板一致。
權(quán)利要求
1.一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源基板，包括FR4 PCB基板，所述FR4 PCB基板設(shè)置有LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)，其特征在于所述FR4 PCB基板上鑲嵌有導(dǎo)熱金屬板，所述導(dǎo)熱金屬板與所述LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源基板，其特征在于所述導(dǎo)熱金屬板為銅板。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種熱電分離高導(dǎo)熱的LED光源基板，包括FR4 PCB基板，所述FR4 PCB基板設(shè)置有LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)，其特征在于所述FR4 PCB基板上鑲嵌有導(dǎo)熱金屬板，所述導(dǎo)熱金屬板與所述LED導(dǎo)電引腳焊點(diǎn)絕緣。這種光源基板可以大大的降低LED與散熱器之間的熱阻，與MCPCB光源基板相比，熱導(dǎo)率提高了上百倍至數(shù)百倍，而耐高電壓性能與FR4 PCB基板一致。
文檔編號(hào)F21V19/00GK102313266SQ20111018834
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者姚迎憲 申請(qǐng)人:無(wú)錫通明科技有限公司