CN202513209U - 发光二极管导热基板结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种发光二极管导热基板结构，包括一电路板、数个发光二极管元件、一厚度小于约0.5毫米的导热片及一散热机构。所述电路板具有一绝缘层及一位于所述绝缘层上方的金属线路层；所述发光二极管元件承载于所述金属线路层的上方并与所述金属线路层电连接；所述导热片具一上表面及一与所述上表面相对的下表面，且是以所述上表面与所述电路板相贴合；以及所述散热机构与所述导热片的下表面相贴合。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种发光二极管(LED)导热基板结构，尤其是关于一种具有薄导热片的发光二极管导热基板结构。
背景技术
由于发光二极管制程合格率的进步及价格的日益亲民，发光二极管光源除了原本仅使用于装饰或警示的用途外，在现今也逐渐被使用于取代传统日光灯管以进行照明用途。然而，因为发光二极管光源属于高功率的照明设备，所以在发光的同时，通常也将伴随着产生相当高的工作温度。如此一来，倘若无法对这些发光二极管光源进行有效散热，则于长时间使用下，将严重缩短发光二极管光源的平均寿命，从而增加额外的维修支出费用。
为解决上述发光二极管光源工作温度过高的问题，业界目前多采用将发光二极管光源设置于一结合铝板及终端散热机构(如散热座或散热鳍片)的电路板的方式，以协助发光二极管光源将所产生的热能经由铝板传导至散热机构而进行散热。目前散热机构的改良研究已几至瓶颈，若无法针对其他部件进行改良，实难以进一步提升散热效果。
鉴于此，本实用新型旨在提供一种改良的发光二极管导热基板结构。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种发光二极管导热基板结构，其中的导热片业经薄化，不仅可提供所欲的导热效果，且具有优异的散热效能，更能同时满足加工制作便易、减轻重量以及适合终端照明薄型化与弹性化设计等需求，一举克服前述传统发光二极管基板结构所面临的各项难题。
为达到上述目的，本实用新型提供一种发光二极管导热基板结构，包括：
一电路板，具有一绝缘层及一位于所述绝缘层上方的金属线路层；
数个发光二极管元件，承载于所述金属线路层的上方并与所述金属线路层电连接；
一厚度小于约0.5毫米的导热片，具一上表面及一与所述上表面相对的下表面，且以所述上表面与所述电路板相贴合；以及
一散热机构，与所述导热片的下表面相贴合。
其中：
还包含一防焊层，披覆于所述金属线路层上方的未承载有所述发光二极管元件的区域。
所述导热片为厚度约0.15毫米的导热片。
所述导热片为金属导热片或合金导热片。
所述导热片为铝导热片、铜导热片或不锈钢导热片。
所述导热片为铝导热片。
其特征在于，所述电路板具有多层电路。
所述散热机构为金属散热机构或金属合金散热机构。
所述散热机构为铝散热机构。
本实用新型的有益技术效果在于：借助上述结构，不仅可提供所欲的导热效果，且具有优异的散热效能，更能同时满足加工制作便易、减轻重量以及适合终端照明薄型化与弹性化设计等需求。
为让上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合附图进行详细说明。在不背离本实用新型的精神下，本实用新型尚可以多种不同形式的态样来实践，不应将本实用新型保护范围解释为限于说明书所陈述者。此外，在所附图式中，为明确起见，可能夸示各物件及区域的尺寸，而未按照实际比例绘示。另，除非文中有另外说明，于本说明书中(尤其是在权利要求中)所使用的“一”、“所述”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。
附图说明
图1所示为本实用新型的发光二极管导热基板结构的一实施形态的示意图；以及
图2所示为根据本实用新型的发光二极管导热基板结构的另一实施形态的示意图。
其中：
1电路板 2发光二极管元件
3导热片 4散热机构
5防焊层 11绝缘层
12金属线路层 100，101发光二极管导热基板结构
具体实施方式
图1显示本实用新型的发光二极管导热基板结构的一实施形态的示意图，其中发光二极管导热基板结构100包括一电路板1、数个发光二极管元件2、一导热片3及一散热机构4。
如图1所示，电路板1是包含一绝缘层11及一位于绝缘层11上方的金属电路层12，金属电路层12是经蚀刻等程序而具有所欲的电路图案。金属电路层12上方是承载有数个发光二极管元件2，发光二极管元件2可借助焊接、覆晶、晶片直接封装(chip on board，COB)或跳线连接等方式与金属线路层12电连接。电路板1下方贴合有一导热片3，所述导热片3具有一上表面及一与所述上表面相对的下表面并以所述上表面与电路板1相贴合。导热片3下方则另与一散热机构4相贴合。当发光二极管元件2进行发光时，所产生的热能可依序传导经过电路板1及导热片3，最终借助散热机构4散逸至大气中，以此达到散热的效果。
本实用新型相关领域技术员通常认为，应使用较厚的铝板(约0.8毫米至约1.5毫米)以获致较好的散热效益，然而，本实用新型创作人研究后意外发现，使用较厚的导热片并不能提供较好的散热效益，甚至容易于导热片内发生蓄热情形。因此，于本实用新型中，是采用一经相对薄化的导热片3，以改良发光二极管导热基板结构100的散热效果，其中，导热片3的厚度小于约0.5毫米。于本实用新型的部分实施形态中，导热片3的厚度约0.15毫米。导热片3的材料则无特殊限制，可以各种合宜的导热材料构成，举例言之，导热片3可为一金属导热片或合金导热片，较佳是铝导热片、铜导热片或不锈钢导热片，更佳是铝导热片。于本实用新型的部分实施形态中，是采用厚度约0.15毫米的铝片作为导热片3。
于本实用新型中，散热机构4的构成材料及结构并无特殊限制，可为任何半导体业界所悉知的散热机构。举例而言，散热机构4可为金属导热机构或合金导热机构，更佳是铝导热机构、铜导热机构或不锈钢导热机构，尤佳的是铝导热机构；且其结构可为散热鳍片、散热板、散热基板、或均温板。于本实用新型的部分实施形态中是采用铝散热鳍片作为散热机构4。
除图1所示的电路板结构外，本实用新型的发光二极管导热基板结构也可视需要采用其他种类的电路板，例如，可采用其他具单层电路设计的电路板、或采用具有多层电路设计(以数层绝缘层及数层金属电路层交错叠合而成)的电路板。只是，所采用的电路板与导热片3接触的侧面仍须为绝缘层(非金属电路层)，以避免短路。
图2所示为本实用新型的发光二极管导热基板结构的另一实施形态的示意图。其中，发光二极管导热基板结构101除包括一电路板1、数个发光二极管元件2、一导热片3及一散热机构4外，更包含一防焊层5。防焊层5(可通过如丝网印刷、黄光微影等方式形成)披覆于电路板1的金属线路层上方的未承载有发光二极管元件的区域，从而能借助防焊层5的反射效果，达到提升光利用性及赋予炫丽灯光表现的功效。防焊层5的材料并无特殊限制，可采用业界所悉知的合宜材料，如Taiyo公司所生产的PSR-4000。
此以下列具体实施形态进一步例示说明本实用新型，所述实施形态仅为例示所用，并无限制本实用新型范围的意涵。
[实施例]
采用一由厚度为80微米绝缘层(热传导系数为2瓦/米·摄氏温度差)及一铜箔电路层所构成的电路板，于其铜箔电路层上方承载数个发光二极管元件，并以焊接的方式形成电连接。随后于电路板下方(绝缘层侧)贴合一厚度为0.15毫米的铝散热片，并于铝散热片的下方再贴合一铝散热鳍片，获得发光二极管导热基板结构1。
[比较例]
重复实施例的制备步骤，只是采用一厚度为1毫米的铝散热片，获得比较发光二极管导热基板结构1′。
<散热效果测试>
以电源供应器提供电力分别点亮发光二极管导热基板结构1及1′的发光二极管元件并待稳定之后，测量发光二极管元件的发光功率P，以及测量发光二极管元件端的温度Ts与散热鳍片端的温度Th，以下式(1)计算发光二极管导热基板结构的热阻Rth，结果如表1所示：
Rth＝(Ts-Th)/P 式(1)
表1
如表1所示，本实用新型的发光二极管导热基板结构(实施例)的热阻下降至0.26℃/瓦，较传统发光二极管导热基板(比较例)结构下降达约25％之谱，此可证实本实用新型的发光二极管导热基板结构确实具有较佳的散热效果。
上述实施例仅为例示性说明本实用新型的原理及其功效，并阐述本实用新型的技术特征，而非用于限制本实用新型的保护范畴。任何熟悉本实用新型者在不违背本实用新型的技术原理及精神下，可轻易完成的改变或安排，均属本实用新型所主张的范围。因此，本实用新型的权利保护范围如权利要求书所列。
Claims (9)
1.一种发光二极管导热基板结构，其特征在于，包括：
一电路板，具有一绝缘层及一位于所述绝缘层上方的金属线路层；
数个发光二极管元件，承载于所述金属线路层的上方并与所述金属线路层电连接；
一厚度小于0.5毫米的导热片，具一上表面及一与所述上表面相对的下表面，且以所述上表面与所述电路板相贴合；以及
一散热机构，与所述导热片的下表面相贴合。
2.如权利要求1所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述发光二极管导热基板结构还包含一防焊层，披覆于所述金属线路层上方的未承载有所述发光二极管元件的区域。
3.如权利要求1或2所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述导热片为厚度0.15毫米的导热片。
4.如权利要求1或2所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述导热片为金属导热片或合金导热片。
5.如权利要求4所述的导热基板结构，其特征在于，所述导热片为铝导热片、铜导热片或不锈钢导热片。
6.如权利要求5所述的导热基板结构，其特征在于，所述导热片为铝导热片。
7.如权利要求1或2所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述电路板具有多层电路。
8.如权利要求1或2所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述散热机构为金属散热机构或金属合金散热机构。
9.如权利要求8所述的发光二极管导热基板结构，其特征在于，所述散热机构为铝散热机构。
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