CN102751270A - 具有led的金属基板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有LED的金属基板结构，包括一金属基板及一LED光源，金属基板具有一第一表面与一第二表面，第一表面设有印刷电路，而LED光源是由多个晶粒LED构成，具有一光源面及一安装面，安装面设置于第一表面上并与印刷电路连接。本发明的LED光源是直接与金属基板上的印刷电路接触，因此能大幅地提高传热效率；本发明还设有一散热器于第二表面，借助散热器的散热鳍片能够迅速将热量散逸排除，从而延长LED光源寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热结构，特别涉及一种具有多个LED且能有效降低LED热量的金属基板结构。
背景技术
一般发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是设置在印刷电路上并且与印刷电路上的电路接点电性连接，但由于印刷电路的导热性较差，不利于发光二极管的废热排放，不但会因为所产生的高温影响发光二极管模块的工作效率，还有可能因为发光二极管所产生的高温而造成相关元件耗损。对高功率LED而言，小型化与多晶化是目前的趋势，在散热面积缩小与功率增加的情况下，封装面临的热传导问题愈加受到重视。
而如今的高功率LED其封装结构大部分采用如金属承载基板(Metal CorePrint Circuit Board，MCPCB)、支架、硅基板或低温共烧陶瓷(Low TemperatureCo-Fired Ceramic，LTCC)作为散热介质，以金属承载基板而言，因金属材质的热膨胀系数远大于LED晶片，LED晶片在工作时会因温度升高而产生内应力，导致LED晶片的损坏，若使用低温共烧陶瓷(LTCC)材料为承载基板时，其价格高昂且加工不易，无法制作出复杂结构，且其导热性能更是远不及惯用的金属导热材料，因此如何解决上述现有技术产生的问题，是目前业界极需解决的难点。
有鉴于此，本发明针对上述问题，提出一种具有LED的金属基板结构，以克服现有技术的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有LED的金属基板结构，该金属基板结构能快速排除LED所产生的热能，延长LED使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种具有LED的金属基板结构，包括：一金属基板，所述金属基板具有一第一表面与一第二表面，所述第一表面设有印刷电路；以及至少一LED光源，所述LED光源是由多个晶粒LED构成，所述LED光源具有一光源面及一安装面，所述安装面设置于第一表面并与印刷电路连接。
进一步地，所述安装面是用打线方式或覆晶接合方式设置于所述第一表面上。
进一步地，所述LED光源设有至少一引脚，利用引脚安装于印刷电路上并形成电性连接。
进一步地，所述光源面上方与所述安装面下方还分别设有一绝缘层。
进一步地，所述绝缘层为硅胶、陶磁或氧化铜。
进一步地，所述金属基板为均热板，并具有一真空腔体，且由高导热的铜材质制成。
进一步地，所述真空腔体内部具有毛细结构及工作流体，其中所述毛细结构为由金属粉末烧结而成的金属粉末烧结柱体及由金属粉末喷涂于均热板内壁而形成的金属粉末薄膜，所述工作流体为纯水或超纯水。
进一步地，所述印刷电路是利用微影蚀刻与固晶打线成型于所述第一表面上。
进一步地，所述金属基板的第一表面涂布一金属层，所述金属层为银或锡。
进一步地，所述金属基板的第二表面上还设有一散热器，所述散热器具有多个散热鳍片。
由此可知，本发明提出一种具有LED的金属基板结构，包括一为均热板的金属基板及一LED光源，金属基板具有一第一表面与一第二表面，第一表面设有印刷电路，而LED光源是由多个晶粒LED构成，具有一光源面及一安装面，安装面是用打线方式或覆晶接合方式设置于第一表面上并与印刷电路连接。
由此可知，本发明具有下列各项有益效果：
1.本发明将LED封装承载基板省略，而将LED光源直接设于金属基板上并与印刷电路接触，使LED所产生的热能直接传导至金属基板上，以达到迅速散逸热能的效果，也可减少制作承载基板的材料成本。
2.本发明LED光源的光源面上方与安装面下方还分别设有一绝缘层，绝缘层具有高热传导性，使LED所产生的热能得以有效传递至金属基板，从而大幅地提高传热效率。
3.本发明在金属基板的第二表面还设有一散热器，散热器具有多个散热鳍片，可有效分散金属基板所传递的LED光源所产生的热量。
附图说明
图1是本发明的立体结构分解示意图。
图2是本发明的立体结构组合示意图。
图3是本发明一实施例的立体结构分解示意图。
图4是本发明增设散热器的立体结构分解示意图。
具体实施方式
首先，图1与图2为本发明的立体结构分解图与立体结构组合图，如图所示，本发明包括一金属基板10及一LED光源20，其中：该金属基板10为一铜材质的均热板(Vapor Chamber)，该均热板具有一真空腔体(图中未示)，而真空腔体内部具有毛细结构(图中未示)及工作流体(图中未示)，由于真空腔体内部具有以金属粉末烧结而成的粉末烧结柱体、及利用金属粉末喷涂于均热板内壁而形成的金属薄膜，真空腔体内部注入工作流体，因此借助上述毛细结构即可配合工作流体的受热快速蒸发、冷凝，从而达到储热及快速传热的功效，其中金属粉末可为铜粉，工作流体为纯水或超纯水。
金属基板10具有一第一表面12与一第二表面13，第一表面12设有印刷电路121，印刷电路121为一铜箔电路，是利用微影蚀刻与固晶打线(diebonding/wire bonding)成型于第一表面12上，此外金属基板10周缘分布有多个槽孔11。
LED光源20是由晶粒LED 21组成，单个晶粒构成点光源，多个晶粒组装可构成面光源或线光源，而本发明LED光源20是由多个晶粒LED 21组成，晶粒LED 21具有一光源面22及一安装面23，安装面23用打线(Wire Bonding)方式或覆晶(Flip Chip)接合方式设置于第一表面12上，借助打线机(wire bonder)进行打线并与印刷电路121连接，因此，本发明省略了现有技术的LED封装承载基板，而是将LED光源20直接与金属基板10的第一表面12贴覆接触，进而将LED光源20工作所产生的热能直接传导至金属基板10，达到迅速散逸热能的效果。
图3为本发明一实施例的立体结构分解示意图，本发明在金属基板10的第一表面12可涂布一为银或锡材质的金属层14，以提高热传导效率，然后蚀刻印刷电路121于金属层14；此外，在光源面22上方与安装面23下方还分别设有一绝缘层30，以避免安装面23与第一表面12上下导通，绝缘层30为硅胶、陶磁或氧化铜等材料构成，具有高热传导性，使晶粒LED 21所产生的热能通过绝缘层30得以有效传递至金属基板10，从而大幅地增加传热效率；另外，LED光源20设有至少一引脚(图中未示)，利用引脚安装于印刷电路121并形成电性连接，使晶粒LED 21通电工作。
请再参阅图4，本发明为了散逸金属基板10的热能，还在金属基板10的第二表面12上设有一散热器40，散热器40具有多个散热鳍片41，散热器40上表面具有一嵌合金属基板10的凹部42，凹部42上分布有对应于槽孔11的固定孔421，散热器40材质可选用铜、铁、铝等高导热的金属组成，通过一为螺丝的锁固元件50旋入槽孔11再穿过固定孔421，将金属基板10与散热器40加以锁固；而这些散热鳍片41是用于发散由金属基板10引导而来的晶粒LED 21产生的热量。
由于本发明有别于以往LED封装结构大多采用金属承载基板、支架、硅基板或陶瓷基板作为散热介质的方式，而是省略承载基板直接将LED光源设置于均热板表面，能大幅地增加传热效率且可有效减少电路的损耗。
Claims (10)
1.一种具有LED的金属基板结构，其特征在于，包括：一金属基板(10)，所述金属基板(10)具有一第一表面(12)与一第二表面(13)，所述第一表面(12)设有印刷电路(121)；以及
至少一LED光源(20)，所述LED光源(20)是由多个晶粒LED(21)构成，所述LED光源(20)具有一光源面(22)及一安装面(23)，所述安装面(23)设置于第一表面(12)并与印刷电路(121)连接。
2.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述安装面(23)是用打线方式或覆晶接合方式设置于所述第一表面(12)上。
3.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述LED光源(20)设有至少一引脚，利用引脚安装于印刷电路(121)上并形成电性连接。
4.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述光源面(22)上方与所述安装面(23)下方还分别设有一绝缘层(30)。
5.根据权利要求4所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述绝缘层(30)为硅胶、陶磁或氧化铜。
6.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述金属基板(10)为均热板，并具有一真空腔体，且由高导热的铜材质制成。
7.根据权利要求6所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述真空腔体内部具有毛细结构及工作流体，其中所述毛细结构为由金属粉末烧结而成的金属粉末烧结柱体及由金属粉末喷涂于均热板内壁而形成的金属粉末薄膜，所述工作流体为纯水或超纯水。
8.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述印刷电路(121)是利用微影蚀刻与固晶打线成型于所述第一表面(12)上。
9.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述金属基板(10)的第一表面(12)涂布一金属层(14)，所述金属层(14)为银或锡。
10.根据权利要求1所述的具有LED的金属基板结构，其特征在于：所述金属基板(10)的第二表面(13)上还设有一散热器(40)，所述散热器(40)具有多个散热鳍片(41)。
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| CN101783341A (zh) * | 2006-08-15 | 2010-07-21 | 财团法人工业技术研究院 | 具有散热结构的发光二极管光源模块 |
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