[發明專利]交流LED光源用散熱基板

無效

• 申請號: 200910182785.8
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101660728A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 孫建國
• 申請（專利權）人: 南京漢德森科技股份有限公司
• 主分類號: F21V19/00
• 分類號: F21V19/00;F21V29/00;F21V23/00;H01L23/373;F21Y101/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及印刷電路板，尤其涉及一種交流LED光源用散熱基板結構，屬于印刷電路板技術領域。

背景技術

在封裝技術的發展中，功能提升及縮小化造成發熱密度越來越高，一些LED產品只靠封裝設計已無法散去足夠的熱，必須藉由PCB的設計來加強散熱功能。目前一般的散熱材料所使用的散熱片基材(如民用高端電子器件、LED用芯片材料、工業裝置用換熱器等)幾乎都是鋁合金，但鋁并不是導熱系數最高的金屬。金和銀的導熱性能比較好，但缺點就是價格太高。純銅散熱效果次之，但銅片除了造價高之外，重量大、不耐腐蝕等，當銅一旦發生氧化，其導熱和散熱性能將會大大下降，導致溫度過高，增加了LED失效的可能性，造成LED光衰加劇、壽命縮短。

現階段交流LED光源有一個缺點就是有觸電的風險，對于高電壓來說(即高于36V的交流電壓為非安全電壓)對LED光源的散熱基板要求更加嚴格，絕緣性能及其它電氣性能的好壞，決定了LED的壽命及對人體或周圍環境的是否安全，故交流LED光源如果要應用在LED照明燈具上，應避免金屬鰭片的裸露。而常規的鋁基印制板性能和結構無法滿足要求，一但絕緣失效，后果嚴重。隨著LED科學研究的不斷發展和芯片工藝生產水平的不斷提升，大功率交流LED封裝技術日臻成熟，發光效率得以大大提高，其應用領域不斷拓展。因此，如何選擇印刷電路板材料絕緣及散熱研究已成為目前基板設計的一個重要方向。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種交流LED光源用散熱基板，利用石墨層平面紋理狀的高熱傳導性，降低發熱點的溫度、從而提高交流LED光源的散熱性和絕緣安全性。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

交流LED光源用散熱基板，由下向上依次包括底層、絕緣層和導電層，絕緣層用于承受機械及熱應力，導電層設于絕緣層上表面且分布有導電線路及電極焊盤，該散熱基板設有固定槽，所述固定槽自上而下透過導電層和絕緣層直達底層，LED光源設在固定槽內，其特征在于：所述底層含有具有尺寸穩定性及散熱性的石墨層，所述LED光源的熱沉穿過固定槽底部與該石墨層相接觸，熱沉的四周與石墨層及絕緣層的絕緣介質相貼合。

進一步地，上述的交流LED光源用散熱基板，其中，所述底層即為石墨層；或者，所述底層為金屬基或非金屬基導熱基材，石墨層嵌設于該導熱基材之中，其位置與固定槽的分布相對應。

更進一步地，上述的交流LED光源用散熱基板，其中，所述石墨層的厚度大于1mm，其橫截面形狀為任意幾何結構或非幾何結構。

更進一步地，上述的交流LED光源用散熱基板，其中，所述導電層的導電線路為鋪設在絕緣層上表面的金屬銅線，且電極焊盤接設有用金、銀、鈀制成的導電接點；電源電極焊盤局部涂設銦金合金或金錫合金。

更進一步地，上述的交流LED光源用散熱基板，其中，所述絕緣層的絕緣介質為環氧玻纖布粘結片或環氧樹脂聚合物。

再進一步地，上述的交流LED光源用散熱基板，其中，該散熱基板為共用一個底層的雙面板，所述底層的上下側分別設置相對獨立的絕緣層和導電層；尤其是，所述散熱基板為雙面板，上下兩側的固定槽及LED光源錯位排布，并且，在每一處LED光源安裝部位，底層的另一面裸露。

實施本發明的技術方案，其有益效果體現在：

(1)選用石墨材料具有比鋁材料更好的導熱性，石墨的熱傳導率超過370W/mK，重量也比銅輕70％，以保持散熱器的輕便，散熱器通過將熱量均勻分布在二維平面來達到散熱的目的；

(2)交流LED光源用散熱基板結構的熱膨脹率小，具有優異的散熱性能，其散熱效果卓越；原材料厚度方向的熱膨脹系數差異小，受熱基材膨脹變化差異小，避免銅線路和金屬化孔間斷裂而造成破壞；

(3)抗熱應力性強：石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產生裂紋及應力突變；

(4)石墨材料基板具有高機械強度和韌性，在石墨基板上可實現大面積的印制板的制造，能夠有效地克服導電層、基板之間因不同膨脹系數而引起的應力效應，可承受鉆孔、沖剪、切割、蝕刻等加工；

(5)電磁屏蔽性能良好，石墨基板可充當屏蔽板，起到屏蔽電磁波的作用，對于交流電的諧波具有屏蔽效果，在改善電子兼容性方面具有較廣闊的應用前景；

(6)防靜電性能較好，石墨材質本身，能夠有效擴散靜電，防止靜電擊穿電器元件。