[實用新型]線路板與散熱器高效整合的大功率基板

無效

• 申請號: 201120098600.8
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN202067830U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 周波
• 申請（專利權）人: 周波
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張瑞林

技術領域

一種線路板與散熱器高效整合的大功率基板，屬于電子印刷線路板領域電子元件散熱領域，具體涉及一種將線路板與金屬散熱器高效整合的、散熱性能更好的大功率基板。

背景技術

大功率LED(發光二極管)燈作為新型的照明光源，具有節能、環保、使用壽命長、低耗等優點，已經廣泛應用于家庭照明、商業照明、公路照明、工礦照明等領域。目前，功率型白光LED只能將約15～25％的電能轉化為光能，而剩下的能量幾乎全部轉化成熱能。隨著LED功率的增大，產熱量增多，如果散熱問題解決不好，將導致器件發光芯片溫度過高，引發一系列問題，如加速灌封材料老化、加速芯片光衰，同時由于大量的熱積累，熱應力會使LED燈損壞，從而導致LED器件壽命縮短。所以，散熱問題已成為大功率LED燈裝封中的關鍵因素之一，而LED燈的其它應用如LED顯示屏等也存在同樣的問題，為了解決這一問題，目前采用的散熱方式有以下三種：一種是加裝鋁散熱片，這種方式適合小功率的照明產品散熱，溫度達到吸、散熱平衡后，溫度基本穩定，溫度不再上升，從而起到散熱的效果。另一種是加裝鋁散熱片和風扇。這種方式通常用在功率相對較大的照明產品，散熱片增加風扇后，增加了空氣的對流，從而起到散熱效果。但這種方式體積大，有較大的噪聲，風扇的壽命短，風扇壞后，如不及時更換，容易造成產品的損壞。還有一種是利用半導體制冷片在電流流過時一端制冷，一端發熱的特性，將LED燈工作中產生的熱量及時散發掉，其結構簡單、散熱效果理想。例如中國專利《一種散熱結構改良的LED燈》(專利號ZL200820050115.1)即是利用這一特性公開了一種LED燈。然而這種結構的缺點在于，需要尋求滿足工藝并性能要求的半導體制冷片，相對于比較成熟的鋁片散熱方式，生產成本較大，且半導體制冷片的功耗較大。

關于大功率的LED路燈加裝鋁散熱片的散熱方式，目前的結構大部分是：LED燈下加裝鋁基板，鋁基板下加裝金屬散熱片的模式，還有就是燈下設有絕緣陶瓷板，絕緣陶瓷板下添加散熱片的形式。現有散熱模式如圖1所示，LED燈下接鋁基板8，LED燈與鋁基板8之間涂覆導熱硅膠9，鋁基板部分包括焊接銅箔、環氧樹脂或絕緣材料以及鋁合金片。鋁基板下再加裝鋁合金散熱片10。鋁基板8和鋁合金散熱片10之間涂覆有導熱硅脂11。在這種模式中，LED燈所發出的熱量需要經過多個層次，多種介質的傳遞，才能最終通過金屬散熱片，傳導到空氣中。這樣熱量經過多個層次，多種介質的熱傳遞，往往造成LED燈產生的熱量不能及時導出，或導出不暢甚至形成熱障礙的事情比比皆是，嚴重影響了大功率LED路燈的質量與壽命及工作的穩定性。事實上，與LED燈類似的電子元件，如表面貼附式元件等都使用此種散熱模式。為進一步實現高效散熱，可從基板的設計角度可將電路板和金屬散熱器進行整合。本電路板和金屬散熱器整合的基板，不僅可應用于LED照明設備上，同樣可應用于類似于表面貼附式電子元件的使用上。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種將電路板與金屬散熱器進行了整合，結構簡單，能夠對熱敏元件進行進行穩定高效散熱的線路板與散熱器高效整合的大功率基板。

本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是：包括金屬散熱板，金屬散熱板表面分為電子元件安裝區和線路區，電子元件安裝區上固定有電子元件，其特征在于：金屬散熱板表面的線路區上涂覆有導熱絕緣陶瓷線路層，導熱絕緣陶瓷線路層上覆有銅箔線路，銅箔線路上設有焊點，在金屬散熱板表面的除焊點及電子元件安裝區以外的區域噴涂有防水絕緣漆。

所述的導熱絕緣陶瓷線路層厚度為0.1～0.3mm。

優選的，所述的導熱絕緣陶瓷線路層為絕緣陶瓷膠層。

優選的，所述的導熱絕緣陶瓷線路層為熱噴涂陶瓷粉材料。陶瓷粉可選用熱噴涂工藝用的氧化鋁粉、氧化鉻粉、氮化鋁粉或氧化鋯釔粉中的一種。

采用熱噴涂陶瓷粉材料形成導熱絕緣陶瓷線路層時，所述的導熱絕緣陶瓷線路層與金屬散熱板之間還設有鎳鉻或鎳鋁合金粉形成的膨脹緩沖層，膨脹緩沖層厚度為0.05～0.15mm。

優選的，所述的銅箔線路是通過厚膜電路印刷生成的銅箔線路或直接粘合的銅箔線路。

所述的電子元件可通過低溫錫焊膏焊接在電子元件安裝區上，焊接前，在電子元件安裝區表面鍍有銅膜。

所述的電子元件還可通過絕緣陶瓷膠直接粘貼在電子元件安裝區表面。

本實用新型具體可采用如下制作方法制作：