CN202474027U - 一种复合式led基板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合式LED基板，包括有基板、金属层、绝缘层，所述的基板表面复合有金属层，LED芯片或光源直接热结合在金属层上，金属层表面覆盖有绝缘层，绝缘层上设置电路。本实用新型的有益效果：具有结构简单、热阻值小、成本低廉，适合于批量生产加工等优点，适用范围广泛，可应用于LED封装及光源的安装应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED封装或安装用基板，尤其是在基板表面复合一金属层，LED芯片或光源直接热结合在金属层上的新型基板。
背景技术
在大功率LED封装和安装应用中，基板作为一种承载和传热平台，其性能和易用性直接关系到LED的热传递及稳定性，作用至关重要。目前，LED基板主要采用铜、铝、陶瓷等材料制作，兼顾其传热、工艺、成本等各个要素，按照功率、用途等不同，采用不同的结构和材料。
在申请号为201120251444.4的专利中，公布了一种高功率LED基板结构，包括散热基板和覆在该散热基板上的线路，所述散热基板为方形陶瓷散热基板，该基板上设置有通道孔，线路板分为正面线路和背面线路，该正面线路板和背面线路板通过所述通道孔连接并覆在散热基板上。
该专利技术采用陶瓷散热基板，具有高热稳定及抗腐蚀，高绝缘耐压特性，热阻低，导热率高，LED光源所发出的热量导出，光衰有效的降低。但是，陶瓷的导热系数仅为25W/M·K，远远低于铜、铝等金属的导热系数，因此，陶瓷基板适合于较小功率的LED光源。同时，采用陶瓷基板封装好的LED光源，在与外界的连接上，难以采用焊接的形式连接到散热部件，热阻值大，不易传热。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种复合式LED基板。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
一种复合式LED基板，包括有基板、金属层、绝缘层，所述的基板表面复合有金属层，LED芯片或光源直接热结合在金属层上，金属层表面覆盖有绝缘层，绝缘层上设置电路。
所述LED光源热结合处的金属层低于绝缘层平面。
所述的基板相对金属层背面一侧设置有划槽。
所述的基板为铝合金材质。
金属层为铜或银材质。
热结合为回流焊接、共晶焊接或是银胶粘接。
本实用新型的有益效果：具有结构简单、热阻值小、成本低廉，适合于批量生产加工等优点，适用范围广泛，可应用于LED封装及光源的安装应用。
附图说明
图1为本实用新型的一优选实施例的剖面示意图；
图2为本实用新型的另一优选实施例的剖面示意图；
具体实施方式
实施例1
如图1为本实用新型一优选实施例，其主要由基板1、金属层2、绝缘层3、电路4、LED光源5等组成。其中，基板1优先采用铝合金等金属材料制作，能够兼顾导热性能和材料成本，通过复合工艺，将金属层2复合在基板的表面，形成一致密的复合层。金属层2优先采用铜、银等高导热率金属或合金，一方面其导热率较高，能够实现热量的快速传递，另一方面铜、银等金属相对铝合金，更易进行焊接，工艺简单。
LED光源5直接热结合在金属层2上，热结合主要是通过焊接的方式进行连接，例如批量生产时采用回流焊接，相比于传统导热膏涂覆后的机械接触，其导热热阻更低，结合更加牢固。在LED光源5热结合处的金属层低于绝缘层3的平面，在金属层2表面制作绝缘层3的过程中，能够直接将LED光源5热结合处的金属层进行隔离，简化生产工艺。
绝缘层3覆盖在金属层2上，可以直接在金属层2表面进行制作，或是将在金属层上方固定制作好的塑料线路板，进行绝缘隔离。绝缘层3上制作有电路4分布，使LED光源5的电极能够直接焊接在电路4上，形成完整的电气连接。在应用过程中，电路4为带有降压整流、和/或线路分布等功能的电气分布。
基板1的形状为规则或不规则的各种形状，表面平整光滑，易于金属层2的复合。在LED光源5的安装应用过程中，可以延伸为带散热片、散热槽等散热结构的安装表面，起散热作用，例如采用铝合金材料挤压工艺形成的散热器，复合铜金属层后的LED光源安装面即为基板1的表面。
实施例2
如图2为本实用新型应用在LED封装领域的另一优选实施例。实施例主要由基板1、金属层2、绝缘层3、电路4、LED芯片6、灌封胶7等组成，在基板1表面复合有金属层2，LED芯片6直接热结合在金属层2上，金属层2表面覆盖有绝缘层3，绝缘层3上制作有电路4分布。
LED芯片6采用热结合在金属层2上，其中热结合的区域低于绝缘层2，使绝缘层3高出金属层2，形成四周抛物线状的反光凹槽，以提高内部出光效率。金线分别焊接在LED芯片6的电极和电路4上，形成电气连接。最后，通过模具将灌封胶7注入LED芯片6的上方，再进行烘烤，使灌封胶7形成透镜。
热结合方式主要为共晶焊接，或是银胶粘接。金属层2选用的金属热膨胀系数应与LED芯片6的热膨胀系数一致，以减少由于膨胀系数不同而造成的压力作用。
在基板1的表面复合金属层2后，由于基板1和金属层2不是同一种物质，在受热后，两者的热膨胀系数不一致，因此需要在基板1的相对金属层2背面一侧设置划槽，以减少受热膨胀后的内部压力。以铝基板复合铜金属层为例，在20～100℃，紫铜的热膨胀系数约为16×10-6/℃，铝合金的热膨胀系数约为23×10-6/℃，因此铝基板1在受热后，其膨胀系数会大于铜金属层2，故需要在基板1背面设置细小的划槽，减少膨胀压力作用。
灌封胶7在应用中，一般为环氧树脂或硅胶等液态胶水，大功率LED封装中，主要为硅胶或其混合物，具有良好的抗氧化性、透光性和耐高温性能。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在技术方案范围内进行的通常变化和替换都应该包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种复合式LED基板，包括有基板、金属层、绝缘层，其特征在于，所述的基板表面复合有金属层，LED芯片或光源直接热结合在金属层上，金属层表面覆盖有绝缘层，绝缘层上设置电路。
2.根据权利要求1所述的复合式LED基板，其特征在于，所述LED光源热结合处的金属层低于绝缘层平面。
3.根据权利要求1或2所述的复合式LED基板，其特征在于，所述的基板相对金属层背面一侧设置有划槽。
4.根据权利要求1或2所述的复合式LED基板，其特征在于，所述的基板为铝合金材质。
5.根据权利要求1或2所述的复合式LED基板，其特征在于，金属层为铜或银材质。
6.根据权利要求1或2所述的复合式LED基板，其特征在于，热结合为回流焊接、共晶焊接或是银胶粘接。
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