CN101888740B - 一种凸型金属印刷电路板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凸型金属印刷电路板，包括金属基板、设置在所述的金属基板上的绝缘层、设置在所述的绝缘层上的电路层、设置在所述的电路层上的阻焊层，所述的金属基板上设置有凸台，所述的凸台依次穿过所述的绝缘层、电路层和阻焊层，所述的阻焊层上开设有缺口，位于所述的缺口处的电路层露出形成电连接区域，所述的凸台的上表面、所述的电连接区域和所述的阻焊层位于同一平面上。由于该金属印刷电路板的热通路上去除了一层热阻极大的绝缘层，其热性能要远远好于目前流行的金属板。同时，该型板和其它的金属印刷电路板可以通用，可以直接取代，非常适合用于大功率或超大功率LED模组。

Description

一种凸型金属印刷电路板及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于安装LED的凸型金属印刷电路板以及制作这种印刷电路板的方法。
背景技术
发光二极管：LED(Light Emitting Diode)，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在正向电压作用下，引起光子发射而发光。LED可以直接发出白色和各种色彩光，是具有节能、环保和寿命长等显著优点的新型高效固体光源。
随着LED光源越来越多地应用于通用照明市场，客户需要更高的出光量与其它类别的光源竞争，如荧光灯和卤化灯。基于LED发光机理，输入的电能中有60％～90％会被转化为热能。出光亮越高，则相应的电工耗和发热量就越高。单个LED封装模组的散热量可以达到50瓦到100瓦。为了保持芯片的正常工作，整个LED系统的散热性能必须很好，这需要从内部芯片、封装、印刷电路板和外部散热器等各部分均有合理的设计和与系统运行节点匹配的散热能力。
目前，LED的各种封装形式中，贴片式封装(SMD)是主流，其优点是紧凑、易于大规模生产、通用性强。LED SMD模组通常是通过回流焊与印刷电路板焊接在一起，而对于小功率的SMD模组，通常是在FR4硬质电路板上，而随着SMD模组的功率越来越大，更多的金属印刷电路板板被采用。
对于SMD贴片本身，同样因为功率的提高，需要对各部分的材料和工艺进行优化，目前，SMD的基板材料越来越多地开始使用高散热性的陶瓷材料，如AlN或氧化铝。对于LED晶片本身，如果是双极材料，其正负极在同一表面，则底部是绝缘的；而如果SMD本身就是用陶瓷材料作为基板的话，则芯片正下方，散热主通道就已经和电路电流绝缘了，如图8所示。
目前使用的绝缘材料(如FR4)为基板的印刷电路板本身已经不能满足大功率散热要求；而市场上普遍使用的金属基板的印刷电路板，普遍地是在在金属基板上有一层绝缘层。虽然这一层材料能够有效地保障电绝缘，同时它也是“热绝缘”材料，它的存在大大地弱化了金属板本身的散热性能，也限制了金属印刷电路板本身可以承载的功率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于安装LED的凸型金属印刷电路板。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种凸型金属印刷电路板，包括金属基板、设置在所述的金属基板上的绝缘层、设置在所述的绝缘层上的电路层、设置在所述的电路层上的阻焊层，所述的金属基板上设置有凸台，所述的凸台依次穿过所述的绝缘层、电路层和阻焊层，所述的阻焊层上开设有缺口，位于所述的缺口处的电路层露出形成电连接区域，所述的凸台的上表面、所述的电连接区域和所述的阻焊层位于同一平面上。
优选地，所述的凸台设置有一个或多个。
进一步优选地，所述的凸台与金属基板相一体设置。
进一步优选地，所述的凸台高度为0.2～0.5mm。
本发明的另一个目的是提供一种凸型金属印刷电路板的制作方法，
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
包括以下步骤：
(1)、在金属基板上表面形成向上的凸台；
(2)、在所述的金属基板上表面设置绝缘层，且所述的凸台凸出于所述的绝缘层的上表面；
(3)、在所述的绝缘层上表面设置电路层；
(4)、在所述的电路层上表面设置阻焊层，且所述的凸台穿过所述的阻焊层，在所述的阻焊层上开设缺口，使部分所述的电路层露出形成电连接区域；
(5)、在除所述的电连接区域外的电路层与绝缘层露出表面涂附绝缘漆；
(6)、在所有金属表面除所述的电连接区域外的露出部分涂附防腐蚀层。
优选地，所述的凸台通过化学腐蚀的方法形成。
优选地，所述的凸台通过机械冲压的方法形成。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：本发明通过设置凸台作为和LED SMD模组接触的“热通路”，从而保证在回流焊接后散热通道的畅通，大大提高了金属印刷电路板的散热能力。
附图说明
附图1为本发明的剖面示意图；
附图2为本发明的制作示意图一；
附图3为本发明的制作示意图二；
附图4为本发明的制作示意图三；
附图5为本发明的制作示意图四；
附图6为本发明的制作示意图五；
附图7为SMD LED模组焊接到本发明的金属印刷电路板的示意图；
附图8为SMD LED模组焊接到现有技术的金属印刷电路板的示意图。
其中：1、金属基板；2、绝缘层；3、电路层；3’、电连接区域；4、阻焊层；5、凸台；6、SMD LED模组。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示的一种凸型金属印刷电路板，包括金属基板1、设置在金属基板1上的绝缘层2、设置在绝缘层2上的电路层3、设置在电路层3上的阻焊层4。其中：金属基板1上设置有凸台5，凸台5依次穿过绝缘层2、电路层3和阻焊层4。阻焊层4上对应电路层3处开设有缺口，位于缺口处的电路层3露出形成电连接区域3’，凸台5的上表面、电连接区域3’和阻焊层4位于同一平面上。
凸台5根据需要可设置设置有一个或多个，其凸出的高度为0.2～0.5mm。
以下具体阐述下本实施例的操作方法：
(1)、选择如图2所示的一块金属基板1，金属基板1的材料为铜材、铝材或其它高导热的合金材料。在经过表面处理后通过机械冲压或者化学腐蚀等方法在其上表面形成向上凸出0.2～0.5mm的凸台5，如图3所示；
(2)、在金属基板1上通过压制或者其他方法形成带缺口的绝缘层2(缺口位于凸台部)，且凸台5凸出于绝缘层2的上表面，如图4所示。绝缘层2可以采用抗静电、绝缘、耐高温的材料；
(3)、在绝缘层2上表面设置电路层3，如图5所示。电路层的材料为高导电性的金属，主要是铜箔；
(4)、在电路层3上表面设置阻焊层4，且凸台5穿过阻焊层4。阻焊层4对应电路层3处，选择性的开设有缺口，使电路层3部分露出于阻焊层4形成电连接区域3’，并使得凸台5的上表面、电连接区域3’和阻焊层4位于同一平面上，如图6所示；
(5)、在除电连接区域3’外的电路层3和绝缘层2的裸露表面要涂上一层薄的绝缘漆，用于保护电路和防止腐蚀氧化；
(6)、在所有的裸露的金属表面，包括凸台5、除电连接区域3’外的电路层3、侧面、背面，或其它裸露的金属表面，均需要镀上一层保护层，如镍金，镀银，或其它材料，用于防止腐蚀。
本发明的金属印刷电路板在回流焊中与SMD LED模组焊接在一起，形成一个功能模块，如图7所示，和其它部分如电源模块，控制系统，散热模块整合在一起，形成一个完整的照明系统。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种凸型金属印刷电路板，包括金属基板、设置在所述的金属基板上的绝缘层、设置在所述的绝缘层上的电路层、设置在所述的电路层上的阻焊层，其特征在于：所述的金属基板上设置有凸台，所述的凸台依次穿过所述的绝缘层、电路层和阻焊层，所述的阻焊层上开设有缺口，位于所述的缺口处的电路层露出形成电连接区域，所述的凸台的上表面、所述的电连接区域和所述的阻焊层位于同一平面上。
2.根据权利要求1所述的一种凸型金属印刷电路板，其特征在于：所述的凸台设置有一个或多个。
3.根据权利要求2所述的一种凸型金属印刷电路板，其特征在于：所述的凸台与金属基板相一体设置。
4.根据权利要求3所述的一种凸型金属印刷电路板，其特征在于：所述的凸台高度为0.2～0.5mm。
5.一种凸型金属印刷电路板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、在金属基板上表面形成向上的凸台；
(2)、在所述的金属基板上表面设置绝缘层，且所述的凸台凸出于所述的绝缘层的上表面；
(3)、在所述的绝缘层上表面设置电路层；
(4)、在所述的电路层上表面设置阻焊层，且所述的凸台穿过所述的阻焊层，在所述的阻焊层上开设缺口，使部分所述的电路层露出形成电连接区域；
(5)、在除所述的电连接区域外的电路层与绝缘层露出表面涂附绝缘漆；
(6)、在所有金属表面除所述的电连接区域外的露出部分涂附防腐蚀层。
6.根据权利要求5所述的凸型金属印刷电路板的制作方法，其特征在于：所述的凸台通过化学腐蚀的方法形成。
7.根据权利要求5所述的凸型金属印刷电路板的制作方法，其特征在于：所述的凸台通过机械冲压的方法形成。
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