專利名稱：發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種發(fā)光二極管(LED)導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，尤其是關(guān)于一種具有薄導(dǎo)熱片的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管制程合格率的進(jìn)步及價(jià)格的日益親民，發(fā)光二極管光源除了原本僅使用于裝飾或警示的用途外，在現(xiàn)今也逐漸被使用于取代傳統(tǒng)日光燈管以進(jìn)行照明用途。然而，因?yàn)榘l(fā)光二極管光源屬于高功率的照明設(shè)備，所以在發(fā)光的同時(shí)，通常也將伴隨著產(chǎn)生相當(dāng)高的工作溫度。如此一來(lái)，倘若無(wú)法對(duì)這些發(fā)光二極管光源進(jìn)行有效散熱，則于長(zhǎng)時(shí)間使用下，將嚴(yán)重縮短發(fā)光二極管光源的平均壽命，從而增加額外的維修支出費(fèi)用。為解決上述發(fā)光二極管光源工作溫度過(guò)高的問(wèn)題，業(yè)界目前多采用將發(fā)光二極管光源設(shè)置于一結(jié)合鋁板及終端散熱機(jī)構(gòu)(如散熱座或散熱鰭片)的電路板的方式，以協(xié)助發(fā)光二極管光源將所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由鋁板傳導(dǎo)至散熱機(jī)構(gòu)而進(jìn)行散熱。目前散熱機(jī)構(gòu)的改良研究已幾至瓶頸，若無(wú)法針對(duì)其他部件進(jìn)行改良，實(shí)難以進(jìn)一步提升散熱效果。鑒于此，本實(shí)用新型旨在提供一種改良的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其中的導(dǎo)熱片業(yè)經(jīng)薄化，不僅可提供所欲的導(dǎo)熱效果，且具有優(yōu)異的散熱效能，更能同時(shí)滿足加工制作便易、減輕重量以及適合終端照明薄型化與彈性化設(shè)計(jì)等需求，一舉克服前述傳統(tǒng)發(fā)光二極管基板結(jié)構(gòu)所面臨的各項(xiàng)難題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，包括—電路板，具有一絕緣層及一位于所述絕緣層上方的金屬線路層；數(shù)個(gè)發(fā)光二極管元件，承載于所述金屬線路層的上方并與所述金屬線路層電連接；—厚度小于約0. 5毫米的導(dǎo)熱片，具一上表面及一與所述上表面相對(duì)的下表面，且以所述上表面與所述電路板相貼合；以及—散熱機(jī)構(gòu)，與所述導(dǎo)熱片的下表面相貼合。其中還包含一防焊層，披覆于所述金屬線路層上方的未承載有所述發(fā)光二極管元件的區(qū)域。所述導(dǎo)熱片為厚度約0. 15毫米的導(dǎo)熱片。所述導(dǎo)熱片為金屬導(dǎo)熱片或合金導(dǎo)熱片。所述、導(dǎo)熱片為鋁導(dǎo)熱片、銅導(dǎo)熱片或不銹鋼導(dǎo)熱片。所述導(dǎo)熱片為鋁導(dǎo)熱片。其特征在于，所述電路板具有多層電路。[0018]所述散熱機(jī)構(gòu)為金屬散熱機(jī)構(gòu)或金屬合金散熱機(jī)構(gòu)。所述散熱機(jī)構(gòu)為鋁散熱機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于借助上述結(jié)構(gòu)，不僅可提供所欲的導(dǎo)熱效果，且具有優(yōu)異的散熱效能，更能同時(shí)滿足加工制作便易、減輕重量以及適合終端照明薄型化與彈性化設(shè)計(jì)等需求。為讓上述目的、技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)能 更明顯易懂，下文以較佳實(shí)施例配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在不背離本實(shí)用新型的精神下，本實(shí)用新型尚可以多種不同形式的態(tài)樣來(lái)實(shí)踐，不應(yīng)將本實(shí)用新型保護(hù)范圍解釋為限于說(shuō)明書(shū)所陳述者。此外，在所附圖式中，為明確起見(jiàn)，可能夸示各物件及區(qū)域的尺寸，而未按照實(shí)際比例繪示。另，除非文中有另外說(shuō)明，于本說(shuō)明書(shū)中(尤其是在權(quán)利要求中)所使用的“一”、“所述”及類似用語(yǔ)應(yīng)理解為包含單數(shù)及復(fù)數(shù)形式。

圖I所示為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的一實(shí)施形態(tài)的示意圖；以及圖2所示為根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施形態(tài)的示意圖。其中I電路板2發(fā)光二極管元件3導(dǎo)熱片4散熱機(jī)構(gòu)5防焊層11絕緣層12金屬線路層 100，101發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施方式
圖I顯示本實(shí)用新型的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的一實(shí)施形態(tài)的示意圖，其中發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)100包括一電路板I、數(shù)個(gè)發(fā)光二極管兀件2、一導(dǎo)熱片3及一散熱機(jī)構(gòu)4。如圖I所示，電路板I是包含一絕緣層11及一位于絕緣層11上方的金屬電路層12，金屬電路層12是經(jīng)蝕刻等程序而具有所欲的電路圖案。金屬電路層12上方是承載有數(shù)個(gè)發(fā)光二極管元件2，發(fā)光二極管元件2可借助焊接、覆晶、晶片直接封裝(chip on board,COB)或跳線連接等方式與金屬線路層12電連接。電路板I下方貼合有一導(dǎo)熱片3，所述導(dǎo)熱片3具有一上表面及一與所述上表面相對(duì)的下表面并以所述上表面與電路板I相貼合。導(dǎo)熱片3下方則另與一散熱機(jī)構(gòu)4相貼合。當(dāng)發(fā)光二極管元件2進(jìn)行發(fā)光時(shí)，所產(chǎn)生的熱能可依序傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)電路板I及導(dǎo)熱片3，最終借助散熱機(jī)構(gòu)4散逸至大氣中，以此達(dá)到散熱的效果。本實(shí)用新型相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)員通常認(rèn)為，應(yīng)使用較厚的鋁板(約0.8毫米至約1.5毫米)以獲致較好的散熱效益，然而，本實(shí)用新型創(chuàng)作人研究后意外發(fā)現(xiàn)，使用較厚的導(dǎo)熱片并不能提供較好的散熱效益，甚至容易于導(dǎo)熱片內(nèi)發(fā)生蓄熱情形。因此，于本實(shí)用新型中，是采用一經(jīng)相對(duì)薄化的導(dǎo)熱片3，以改良發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)100的散熱效果，其中，導(dǎo)熱片3的厚度小于約0. 5毫米。于本實(shí)用新型的部分實(shí)施形態(tài)中，導(dǎo)熱片3的厚度約0. 15毫米。導(dǎo)熱片3的材料則無(wú)特殊限制，可以各種合宜的導(dǎo)熱材料構(gòu)成，舉例言之，導(dǎo)熱片3可為一金屬導(dǎo)熱片或合金導(dǎo)熱片，較佳是鋁導(dǎo)熱片、銅導(dǎo)熱片或不銹鋼導(dǎo)熱片，更佳是鋁導(dǎo)熱片。于本實(shí)用新型的部分實(shí)施形態(tài)中，是采用厚度約0. 15毫米的鋁片作為導(dǎo)熱片3。于本實(shí)用新型中，散熱機(jī)構(gòu)4的構(gòu)成材料及結(jié)構(gòu)并無(wú)特殊限制，可為任何半導(dǎo)體業(yè)界所悉知的散熱機(jī)構(gòu)。舉例而言，散熱機(jī)構(gòu)4可為金屬導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)或合金導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)，更佳是鋁導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)、銅導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)或不銹鋼導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)，尤佳的是鋁導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)；且其結(jié)構(gòu)可為散熱鰭片、散熱板、散熱基板、或均溫板。于本實(shí)用新型的部分實(shí)施形態(tài)中是采用鋁散熱鰭片作為散熱機(jī)構(gòu)4。除圖I所示的電路板結(jié)構(gòu)外，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)也可視需要 采用其他種類的電路板，例如，可采用其他具單層電路設(shè)計(jì)的電路板、或采用具有多層電路設(shè)計(jì)(以數(shù)層絕緣層及數(shù)層金屬電路層交錯(cuò)疊合而成)的電路板。只是，所采用的電路板與導(dǎo)熱片3接觸的側(cè)面仍須為絕緣層(非金屬電路層)，以避免短路。圖2所示為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施形態(tài)的示意圖。其中，發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)101除包括一電路板I、數(shù)個(gè)發(fā)光二極管兀件2、一導(dǎo)熱片3及一散熱機(jī)構(gòu)4外，更包含一防焊層5。防焊層5 (可通過(guò)如絲網(wǎng)印刷、黃光微影等方式形成)披覆于電路板I的金屬線路層上方的未承載有發(fā)光二極管元件的區(qū)域，從而能借助防焊層5的反射效果，達(dá)到提升光利用性及賦予炫麗燈光表現(xiàn)的功效。防焊層5的材料并無(wú)特殊限制，可采用業(yè)界所悉知的合宜材料，如Taiyo公司所生產(chǎn)的PSR-4000。此以下列具體實(shí)施形態(tài)進(jìn)一步例示說(shuō)明本實(shí)用新型，所述實(shí)施形態(tài)僅為例示所用，并無(wú)限制本實(shí)用新型范圍的意涵。[實(shí)施例]采用一由厚度為80微米絕緣層(熱傳導(dǎo)系數(shù)為2瓦/米 攝氏溫度差)及一銅箔電路層所構(gòu)成的電路板，于其銅箔電路層上方承載數(shù)個(gè)發(fā)光二極管元件，并以焊接的方式形成電連接。隨后于電路板下方(絕緣層側(cè))貼合一厚度為0. 15毫米的鋁散熱片，并于鋁散熱片的下方再貼合一鋁散熱鰭片，獲得發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)I。[比較例]重復(fù)實(shí)施例的制備步驟，只是采用一厚度為I毫米的鋁散熱片，獲得比較發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)I'。<散熱效果測(cè)試>以電源供應(yīng)器提供電力分別點(diǎn)亮發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)I及I'的發(fā)光二極管元件并待穩(wěn)定之后，測(cè)量發(fā)光二極管元件的發(fā)光功率P，以及測(cè)量發(fā)光二極管元件端的溫度Ts與散熱鰭片端的溫度Th，以下式(I)計(jì)算發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的熱阻Rth，結(jié)果如表I所示Rth= (Ts-Th)/P式⑴表I
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一電路板，具有一絕緣層及一位于所述絕緣層上方的金屬線路層； 數(shù)個(gè)發(fā)光二極管元件，承載于所述金屬線路層的上方并與所述金屬線路層電連接； 一厚度小于O. 5毫米的導(dǎo)熱片，具一上表面及一與所述上表面相對(duì)的下表面，且以所述上表面與所述電路板相貼合；以及 一散熱機(jī)構(gòu)，與所述導(dǎo)熱片的下表面相貼合。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)還包含一防焊層，披覆于所述金屬線路層上方的未承載有所述發(fā)光二極管元件的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為厚度O.15毫米的導(dǎo)熱片。
4.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為金屬導(dǎo)熱片或合金導(dǎo)熱片。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為鋁導(dǎo)熱片、銅導(dǎo)熱片或不銹鋼導(dǎo)熱片。
6.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱片為鋁導(dǎo)熱片。
7.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路板具有多層電路。
8.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱機(jī)構(gòu)為金屬散熱機(jī)構(gòu)或金屬合金散熱機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱機(jī)構(gòu)為鋁散 熱機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種發(fā)光二極管導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，包括一電路板、數(shù)個(gè)發(fā)光二極管元件、一厚度小于約0.5毫米的導(dǎo)熱片及一散熱機(jī)構(gòu)。所述電路板具有一絕緣層及一位于所述絕緣層上方的金屬線路層；所述發(fā)光二極管元件承載于所述金屬線路層的上方并與所述金屬線路層電連接；所述導(dǎo)熱片具一上表面及一與所述上表面相對(duì)的下表面，且是以所述上表面與所述電路板相貼合；以及所述散熱機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)熱片的下表面相貼合。
文檔編號(hào)H01L33/64GK202513209SQ20122012500
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者張仲琦, 戴益山, 蕭智礪 申請(qǐng)人:臺(tái)燿科技股份有限公司