TW201349603A - Ｌｅｄ發光裝置和其製造方法以及ｌｅｄ照明裝置 - Google Patents

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Yoshihisa Kakuda
Kouhei Ikeda
Hideshi Tomita
Takashi Suzuki
Masamichi NATSUME
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Abstract

提供一種具有比通過焊錫散熱具有更高散熱性能的LED發光裝置和其製造方法、以及一種使用所述LED發光裝置、延長壽命的LED照明裝置。本發明的LED發光裝置100，包括：散熱基座102；固定在所述散熱基座102上的印刷電路板110；以及位於所述印刷電路板110上的LED部件112。所述LED部件112的下表面114的一部分，通過導電構件116固定在所述印刷電路板110上。所述印刷電路板110，在所述LED部件112的下方且和所述導電構件116不發生接觸的部位處設置有貫通孔118。所述貫通孔118中設置有將所述LED部件112的下表面114和所述散熱基座102的上表面120相連接的導熱材料122。

Description

LED發光裝置和其製造方法以及LED照明裝置
本發明關於一種發光二極體(LED)發光裝置及其製造方法以及一種LED照明裝置。
LED部件，由於其具有很高的發光效率以及較長的壽命，作為經濟照明得到廣泛應用。LED部件的壽命，不像白熾燈那樣由於燈絲斷裂等原因從而造成部件的損害來確定的，而是根據由於其構件發生劣化從而不能獲得規定光量來確定的。工作電流、發光波長以及散熱性能等均影響LED部件的壽命，其中，散熱性能是主要影響因素。
在積體電路(IC)、場效電晶體(FET)等各種電子部件中，LED部件是產熱最多的。儘管其發光效率很高，然而在所消耗的電力中，轉換成可見光的電力只有百分之幾十左右，大部分都變成了熱量。雖然LED部件的壽命被定義在4萬小時左右，但實際上要較之為短。因為4萬小時的壽命是在LED部件處於一定的最適溫度時確定的；由於螢光體和密封樹脂因熱劣化而變模糊、使LED部件的光量下降，其壽命也會縮短。因此，為了保證LED部件具有長壽命，和其他電子部件相比、需要賦予其更高的散熱性能。
目前已經開發了提高電子部件散熱性能的技術。例如，專利文獻1記載了如下技術：在銅板上設置的預浸漬製品(prepreg)上的規定部位處形成洞穴、在該洞穴中填充熱傳導樹脂組合物後，再在該基板上形成具有電路圖案(導體電路)的印刷電路板。在該文獻中，作為發熱體的電子部件通過導體電路上的焊錫和熱傳導樹脂組合物發生接觸，電子部件產生的熱量通過焊錫、導體電路、熱傳導樹脂組合物、銅板的順序進行傳遞、在銅板上散熱。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]特開2011-86711號公報
本發明的發明者對將專利文獻1所記載的通過焊錫進行散熱的技術應用在LED部件上進行了研究。具體地說，製作了圖6所示的LED發光裝置600。在LED發光裝置600中，具有發光層624的LED元件通過導線626從LED晶片612內部和封裝結構的外部端子電氣連通，該封裝結構的外部端子通過焊錫616和印刷電路板610上的佈線圖608電氣連通。基板606在焊錫616的下方具有貫通孔。在貫通孔處，焊錫616通過佈線圖608與導熱材料622鄰接。導熱材料622與散熱基座602相接。在具有上述結構的LED發光裝置600中，發光層624所產生的熱量，通過焊錫616、佈線圖608及導熱材料622傳遞到散熱基座602，進行散熱。
然而，本發明的發明者通過研究發現：圖6所示的LED發光裝置600中，LED部件未能獲得所期待的散熱效果。由於LED部件中的螢光體和密封樹脂容易因熱劣化、無法獲得足夠的壽命，因此尚不盡人意。
由於焊錫具有導熱性，因此認為通過焊錫進行散熱是有一定的 合理性的。和IC、FET等其他半導體裝置相比，由於LED晶片、LED元件等LED部件的發熱量更大，因此如專利文獻1所述的通過焊錫散熱是不夠的，需要賦予其更好的散熱性能。
鑒於上述問題，本發明的目的在於：提供一種比通過焊錫散熱具有更高散熱性能的LED發光裝置和其製造方法、以及一種使用所述LED發光裝置、延長壽命的LED照明裝置。
為解決上述問題，本發明的主要結構如下所述。
(1)一種LED發光裝置，包括：散熱基座；固定在所述散熱基座上的印刷電路板；以及設置在所述印刷電路板上的LED部件，所述LED部件的下表面的一部分，通過導電構件固定在所述印刷電路板上，所述印刷電路板，在所述LED部件的下方、且和所述導電構件不發生接觸的部位處設置有貫通孔，所述貫通孔中，設置有將所述LED部件的下表面和所述散熱基座的上表面相連接的導熱材料。
(2)在(1)所述的LED發光裝置中，所述印刷電路板的基板由非導熱材料製成。
(3)在(1)或(2)所述的LED發光裝置中，所述導熱材料是熱傳導黏合劑。
(4)在(1)至(3)中任一項所述的LED發光裝置中，所述印刷電路板是撓性基板。
(5)在(1)至(4)中任一項所述的LED發光裝置中，所述導熱材料，至少和所述LED部件的所述下表面面積的5%相連接。
(6)在(1)至(5)中任一項所述的LED發光裝置中，所述貫通孔在所述印刷電路板的表面上所佔有的面積，至少等於所述LED部件的所述下表面面積的5%。
(7)一種具有(1)至(6)任一項所述的LED發光裝置的照明裝置，包括：設置在所述LED發光裝置上方的螢光板，所述螢光板和所述LED發光裝置是隔開設置的。
(8)一種LED發光裝置的製造方法，包括：在印刷電路板上開設貫通孔的步驟；在所述印刷電路板一側的面上、且在所述貫通孔的上方設置LED部件、通過導電構件將所述LED部件的下表面的一部分和所述印刷電路板進行電氣接通的步驟；向所述貫通孔中填充和所述LED部件的下表面相連接的導熱材料的步驟；以及在所述印刷電路板另一側的面上、設置和所述導熱材料相連接的散熱基座的步驟。
(9)一種LED發光裝置的製造方法，包括：在印刷電路板一側的面上設置LED部件、通過導電構件將所述LED部件的下表面的一部分和所述印刷電路板進行電氣接通的步驟；在所述LED部件的下方位置、在所述印刷電路板上開設貫通孔的步驟；向所述貫通孔中填充和所述LED部件的下表面相連接的導熱材料的步驟；以及 在所述印刷電路板另一側的面上、設置和所述導熱材料相連接的散熱基座的步驟。
根據本發明，由於所述印刷電路板，在所述LED部件的下方、且和將LED部件與印刷電路板電連接的導電構件不發生接觸的部位處設置有貫通孔，且所述貫通孔中設置有將所述LED部件的下表面和所述散熱基座的上表面相連接的導熱材料；LED部件產生的熱量，可以通過導熱材料從散熱基座有效地得到釋放。因此，本發明的提供LED發光裝置和其製造方法、以及一種使用所述LED發光裝置、延長壽命的LED照明裝置，可以具有比通過焊錫散熱具有更高的散熱性能。
100、200、600‧‧‧LED發光裝置
102、202、602‧‧‧散熱基座(鋁製基座)
104、204‧‧‧黏合劑
106、206、606‧‧‧基板
108、208、608‧‧‧佈線圖
110、210、610‧‧‧印刷電路板
112、612‧‧‧LED晶片
114、214‧‧‧LED晶片的下表面
116、216、616‧‧‧導電構件(焊錫)
118、218‧‧‧貫通孔
120、220‧‧‧散熱基座的上表面
122、222、622‧‧‧導熱材料(熱傳導黏合劑)
124‧‧‧發光層
126、626‧‧‧導線
130‧‧‧封裝結構
224、624‧‧‧發光層
228‧‧‧LED部件
230‧‧‧藍寶石基板
232‧‧‧n型氮化物半導體層
234‧‧‧p型氮化物半導體層
236‧‧‧Ag電極層
238‧‧‧p型貼板電極
240‧‧‧n型貼板電極240
242‧‧‧保護層
300‧‧‧LED照明裝置
302‧‧‧螢光板
304‧‧‧漫射板
圖1是表示本發明的LED發光裝置的剖面模式圖。
圖2是表示本發明的其他LED發光裝置的模式圖。
圖3是表示進行倒裝晶片(flip chip)安裝時所使用的圖2中的LED元件的模式圖。
圖4是表示本發明的LED照明裝置的模式圖。
圖5(A)~圖5(E)是表示本發明的LED發光裝置製造方法的模式圖。
圖6是表示比較例1的LED發光裝置的模式剖面圖。
圖7是表示實施例1和比較例1、2中LED晶片表面溫度的時間變化圖。
以下將根據附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
(LED發光裝置)
首先，利用圖1對本發明的第一實施方式的LED發光裝置100進行說 明。LED發光裝置100具有：散熱基座102；通過黏合劑104等固定在所述散熱基座102上的印刷電路板110；設置在所述印刷電路板110上方的、作為LED部件的具有封裝結構的LED晶片112。
散熱基座102是將從LED晶片112產生的熱量進行散熱的基 座。因此，散熱基座102優選是例如鋁板、銅板、鐵板等金屬製品，由於鋁板輕量價廉、且具有237W/(m．K)這樣足夠高的導熱率，更為優選。此外，作為散熱基座102，也可以將基座的沒有安裝LED晶片的面做成翼狀、增加其表面積，從而提高散熱性能。
印刷電路板110包括：基板106、以及在該基板106上形成的佈 線圖108。在本說明書中，「印刷電路板」符合JISC5603及IEC60914的規定、包括基板及在該基板上形成的佈線圖，但不包括將要安裝的電子部件。
LED晶片112，在其下表面114的一部分上設置的電極及端子 等位置處、通過導電構件116和印刷電路板110電氣連通。導電構件116設置在位於基板106上的佈線圖108上。在本說明書中，「LED晶片的下表面」指的是：圖1中所示的安裝狀態中和散熱基座102相對的面、即封裝結構130或端子(未圖示)的面。
LED晶片112是在封裝結構130的內部包含已知的側向式LED 元件的LED晶片，所述側向式LED元件包括夾在n型半導體層及p型半導體層中間的發光層124。LED元件的n型貼板電極和p型貼板電極，通過導線126分別和獨立的導電構件116電氣連通。在所述LED晶片112中，從發光層124發出的光從LED晶片112的上方射出。
LED晶片112，通過導電構件116和佈線圖108電氣連通。由 於不使用物理上脆弱的導線即可將LED晶片112和印刷電路板110導通，這點也可以應用在製造各種用途的LED發光裝置、例如後述的長壽命LED 照明裝置。
以下，對採用本發明特徵結構的過程、及其作用效果一起進行 說明。本發明的發明者研究後認為：圖6所示的LED發光裝置600中，作為發熱部的發光層624距離焊錫616較遠，因此該裝置尚不能有效散熱；此外，使用LED晶片612時，因為LED晶片612內部的LED元件是通過導線626和封裝結構的外部端子相連的，因此LED元件產生的熱量也通過導線626進行散熱。但由於導線626非常細，妨礙了有效散熱。因此，本發明的發明者提出了如下想法：即，不使用導線和焊錫等導電路徑作為主要散熱路徑、而是另外設計一條散熱路徑，所述散熱路徑將熱量從和LED元件的發熱部、即發光層624附近的LED部件的表面，通過導熱材料有效地散熱到散熱基座。本發明的發明者根據以上發現，完成了本發明。
如圖1所示，本發明的特徵是：印刷電路板110在LED晶片112 的下方、且和導電構件116不發生接觸的部位處設置貫通孔118，貫通孔118中設置有將LED晶片112的下表面114和散熱基座102的上表面120相連接的導熱材料122。
根據上述結構，由於散熱途徑是從距離作為發熱部的發光層124 更近的位置、優選是LED晶片112的下表面114中至少發光層124的正下方、通過導熱材料將熱量有效地散熱到散熱基座102上的，因此有效地增加了和散熱構件接觸的面積，和僅僅通過導電構件116進行散熱的現有方法相比，可以提高散熱效果。
本發明對於LED晶片112的封裝結構130，並無特別限定，可 以是樹脂或陶瓷等已知封裝結構。特別優選的是：導熱性好的氧化鋁陶瓷等。通常，本行業技術人員都認為：LED元件所產生的熱量是從封裝結構130、通過焊錫及由高導熱性的材料製成的基板、傳遞到散熱基座上進行散 熱的。但本發明的發明者研究後發現：從封裝結構130通過導熱材料進行的有效散熱，竟然比以焊錫為主要散熱途徑具有更好的散熱效果。
將LED晶片112和印刷電路板110電氣連通的導電材料116， 優選使用焊錫、或導電性黏合劑等。所述導電性黏合劑是通過向矽樹脂、環氧樹脂或丙烯酸樹脂等中添加金、銀、銅、鋁等導電填充劑後獲得的。
導熱材料122只要是能將熱量從LED晶片112的下表面114傳 遞到散熱基座102的上表面120的材料即可。例如導熱材料122可以是：矽樹脂、環氧樹脂或丙烯酸樹脂等、或者向所述樹脂中添加銀、銅、鋁等熱傳導率高的金屬、或者氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、石墨等熱傳導率高的陶瓷作為填充劑後獲得的熱傳導黏合劑或熱傳導油脂。此外，除上述之外的其他具有更高熱傳導率的熱傳導材料也可以使用，特別優選的是熱傳導黏合劑。使用熱傳導黏合劑可以高強度固定LED部件，因而無需使用傳統方法中為增強固定所使用的、會因熱劣化而變模糊的密封樹脂即可製造LED發光裝置。
將印刷電路板110固定到散熱基座102上的黏合劑104可以使 用和導熱材料122相同的材料；但優選使用矽樹脂、環氧樹脂等材料，因其可以降低成本。
印刷電路板110的基板106優選使用非導熱材料製造，具體而言，優選使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。根據本發明，將高熱傳導率的導熱材料和LED部件連接後、可以通過導熱材料從LED部件向散熱基座進行有效散熱，因此，無需在基板上使用昂貴的導熱材料。根據本發明，可以大幅度降低成本。例如，由PET製成的非導熱性基板，其價格大約是LED發光裝置中通常使用的高導熱性鋁製基板的1/6、環氧玻璃基板的1/2。印刷電路板110優選是撓性基板，其原因是： 在撓性基板上容易形成貫通孔118；此外，因為可以使用卷對卷(reel-to-reel)方式的安裝裝置，從而可以提高LED發光裝置的生產率。
優選的是：導熱材料122至少和LED部件112的下表面114面 積的5%相連接，50%以上則更為優選。如果接觸面積在5%以上，則可以更有效確保本發明的散熱效果。此外，導熱材料122優選和LED晶片112下表面114上和LED元件鄰近的部位相連接，從而可以更有效地將LED元件所產生的熱量進行散熱。
貫通孔118的位置，只要是在LED晶片112的下方、且和導電 構件不發生接觸的部位處即可，並無特別限定；但優選是在LED晶片發光層124的正下方，從而可以獲得更好的散熱效果。貫通孔118在印刷電路板的表面上所佔有的面積，至少等於LED部件112的所述下表面面積的5%。如果佔有面積在5%以上，則可以更有效確保本發明的散熱效果。
導電構件116只要是位於LED晶片下表面114的一部分上即 可，並無特別限定，但不應在發光層124正下方；也就是說，導電構件和LED晶片下表面114的周邊部分越近，越能獲得本發明的顯著效果。
以下，根據本發明第二實施方式的LED發光裝置200用圖2表 示。除了未封裝的LED元件228被用作為LED部件、使用倒裝晶片安裝在印刷電路板210上這點之外，本實施方式和第一實施方式是相同的。在本實施方式中，和LED發光裝置100中所用構件相同的構件，後兩位數字用相同的數字表示。
LED元件228，例如可以是圖3所示的已知LED元件228，包 括藍寶石基板230、n型氮化物半導體層232、發光層224、p型氮化物半導體層234、兼作反射膜的Ag電極層236、p型貼板電極238、n型貼板電極240以及保護層242。和圖2類似，圖3所示的LED元件在p型貼板電極 238和n型貼板電極240的位置處，分別通過另外的導電構件216電氣連通，並進行倒裝晶片安裝。發光層224發出的光通過Ag電極層236的反射，從圖2中LED元件228的上方發光。
同樣，在本實施方式中，「LED元件的下表面」指的是：圖2 中所示的安裝狀態中和散熱基座102相對的面，即保護層242、p型貼板電極238及n型貼板電極240的表面。
本實施方式中，由於作為發熱部的發光層224和第一實施方式 相比、距離導熱材料222更近，可以獲得更好的散熱效果，因而優選。
(LED發光裝置的製造方法)
以下，參照圖5，對本發明的一實施方式中的LED發光裝置的製造方法進行說明。
首先，如圖5(A)所示，準備印刷電路板110。所述印刷電路 板由佈線圖108和基板106構成，其上具有貫通孔118。當印刷電路板110是撓性基板時，例如可使用打孔器、或使用二氧化碳雷射或YAG(釔鋁石榴石：yttrium aluminum garnet)雷射等的雷射裝置形成貫通孔118，但優選使用打孔器。因為使用打孔器可以容易形成貫通孔118、且不會對基板造成很大的損傷。
其次，如圖5(B)所示，例如通過網版印刷(screen printing) 或塗布器(dispenser)在印刷電路板110上的佈線圖108上設置導電構件、即焊錫116。
隨後，如圖5(C)所示，在印刷電路板110的一側面上、即佈線圖108面上的焊錫116上且在貫通孔118的上方，設置LED部件112。然後，通過回流(reflow)爐或雷射加熱熔化焊錫116。從而可將LED部件112通過下表面114上的電極或端子等經由焊錫116與印刷電路板110電氣 連通。
隨後，如圖5(D)所示，通過塗布器在作為散熱基座的鋁製基 座102的一側面上整面塗布作為導熱材料及黏合劑的熱傳導黏合劑122。熱傳導黏合劑122的塗布量只要是印刷電路板的厚度以上即可，優選厚度是50μm。也可以利用其後的步驟在和印刷電路板110的貫通孔118相對的位置處塗布熱傳導黏合劑、而在其他部分塗布僅用於將印刷電路板110和散熱基座102進行黏接的已記載的低導熱性黏合劑。
隨後，如圖5(E)所示，將印刷電路板110的另一側面、即安裝了LED部件112的面的背面設置在熱傳導黏合劑122上，和其接觸。然後，在不對LED部件112造成損傷的情況下，通過壓輥對其整體進行加壓。此時，熱傳導材料122進入印刷電路板110的貫通孔118中，從而填充熱傳導材料122、使其和LED部件112的下表面114發生接觸。
通過以上步驟，可以獲得具有以上所述特徵的LED發光裝置。也可以在未開設貫通孔118的印刷電路板110的一側面上設置LED部件112，將LED部件112通過下表面114的一部分經由導電構件116和印刷電路板110電氣連通後，在LED部件112的下方位置通過上述雷射裝置等在印刷電路板110上開設貫通孔118。但優選是在軟釺焊LED部件之前形成貫通孔118，因為這樣可以無需顧慮會對LED部件112產生損傷。
(LED照明裝置)
以下，利用圖4對本發明的一實施方式中的LED照明裝置300進行說明。如圖4所示，本發明的LED照明裝置300是具有第二實施方式中LED發光裝置200的LED照明裝置，其在LED發光裝置200的上方設置有螢光板302、在螢光板302的上方設置有漫射板304。所述LED照明裝置300的特徵是：螢光板302和LED發光裝置200是隔開設置的。在本說明書中， 「螢光板」是指：塗布了螢光物質、當光線通過時將二極管的光轉換成擬白色光的螢光板，例如當二極管發出藍色光線時，螢光板上塗布黃色螢光物質。從操作性及成本方面考慮，黃色螢光物質理想使用YAG(Yttrium Aluminum Garnet)系列的螢光物質。在本說明書中，「漫射板」用於將光線進行散射或漫射，例如可以在聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、或丙烯酸等樹脂薄板上配置小透鏡後使用、或在樹脂薄板內部及表面配置具有優良漫射性能的粒子後使用。如圖4所示，由於多個LED部件228是在印刷電路板210上直線配置、互相電氣連通後再進行安裝的，因此，本實施方式的LED照明裝置300可以作為螢光燈類型的LED照明裝置使用。
傳統的LED裝置使用螢光樹脂作為LED部件的密封樹脂。也就是說，僅通過焊錫將LED部件固定在印刷電路板上時，由於其固定能力差，因此用螢光樹脂進行密封並增強固定。由於所述螢光樹脂和LED部件直接接觸，如果含有氯、鈉等雜質，雜質會滲入到LED部件中；因此必須使用不含所述雜質的純度高、昂貴的樹脂。而在本發明中，由於LED部件228可以通過導熱材料222以足夠的強度固定在散熱基座202上，因此沒有必要使用螢光樹脂對LED部件228進行密封。從而可以將螢光板302和LED發光裝置200隔開設置。由於螢光板302和LED部件228不發生接觸，可以使用純度低、價廉的樹脂。由於導熱材料222能高效散熱、且螢光板302是和LED部件228隔開設置的，因此螢光板302難以從LED發光裝置吸收熱量，螢光板302不易變模糊，從而可以延長LED照明裝置300的壽命。其結果，可以獲得價廉長壽的LED發光裝置。
所述LED照明裝置300可以通過如下步驟製造：除了所述LED發光裝置的製造方法的步驟之外，進行在所述LED發光裝置200的上方以一定的距離設置螢光板302及漫射板304的步驟。另外，也可以使用圖1 所示的LED發光裝置100取代LED發光裝置200。
[實施例]
為了更加明確說明本發明的效果，以下將對實施例、比較例進行比較並進行評估。
<LED發光裝置的製造>
(實施例1)
根據以下的順序製造了圖1所示的LED發光裝置。厚度50μm的PET基板被用作印刷電路板，通過卷對卷(reel-to-reel)方式製造LED發光裝置。
首先，用二氧化碳雷射在印刷電路板上開設了5個直徑2.0mm、間隔8mm的圓形貫通孔。
隨後，使用非接觸式噴射塗布器(Jet Master：日本武藏高科技株式會社產品)向印刷電路板的佈線圖上供給膏狀焊錫。使用裝配器(臺式裝配器：奧原電氣公司產品)在印刷電路板的膏狀焊錫處、且在貫通孔的上方設置LED晶片(5630 CR180：Samsung公司產品)。LED晶片的下表面面積為15mm2。貫通孔在印刷電路板表面上的開口面積為3.1mm2，大約是LED晶片的下表面面積的20%。
隨後，使用中心波長920nm的半導體雷射器(LD照射裝置15W型：日本浜松光子技術有限公司產品)，將雷射輸出功率調節在12.5W、以0.4mm的基板表面照射直徑，從載置有膏狀焊錫的印刷電路板面的背面向焊錫照射雷射，對LED晶片進行軟釺焊。對印刷電路板上的5個貫通孔，均實施以上的安裝作業。
隨後，在面積25×150mm2及厚度1mm的散熱基座、即鋁板上和印刷電路板上的貫通孔所在的位置處，塗布導熱材料、即導熱率2.8W/(m．K)的濕氣硬化型熱傳導黏合劑(SE4485：日本道康寧公司產品)，而在其 他位置處，塗布黏合材料、即導熱率0.2W/(m．K)的Three Bond 1530(日本三鍵(Three Bond)有限株式會社產品)，各塗布厚度約為50μm。將未軟釺焊LED晶片的印刷電路板的那一面黏接設置在該熱傳導黏合劑上，製成LED發光裝置。該熱傳導黏合劑通過印刷電路板上開設的貫通孔和LED晶片的下表面連接。製成的LED發光裝置如圖1所示。
(比較例1)
根據以下的順序製造了圖6所示的LED發光裝置。厚度50μm的PET基板被用作印刷電路板，通過卷對卷方式製造LED發光裝置。
首先，準備印刷電路板。所述印刷電路板的基板，具有用於安裝一片晶片、直徑為2mm的一個圓形貫通孔，貫通孔的LED晶片安裝側覆蓋有佈線圖。
隨後，使用非接觸式噴射塗布器(Jet Master：日本武藏高科技株式會社產品)向印刷電路板的佈線圖上供給膏狀焊錫。使用裝配器(臺式裝配器：奧原電氣公司產品)在印刷電路板的膏狀焊錫處、且在貫通孔的上方設置LED晶片(5630 CR180：Samsung公司產品)。熱傳導黏合劑通過貫通孔與佈線圖相連接，但未與LED晶片的表面相接。
隨後，在面積25×150mm2及厚度1mm的散熱基座、即鋁板上和印刷電路板上的貫通孔所在的位置處，塗布導熱率2.8W/(m．K)的濕氣硬化型熱傳導黏合劑(SE4485：日本道康寧公司產品)，而在其他位置處，塗布黏合材料、即導熱率0.2W/(m．K)的Three Bond 1530(日本三鍵(Three Bond)有限株式會社產品)，各塗布厚度約為50μm。將未軟釺焊LED晶片的印刷電路板的那一面黏結設置在該熱傳導黏合劑上，製成LED發光裝置。該熱傳導黏合劑通過印刷電路板上開設的貫通孔和印刷電路板的佈線圖連接。製成的LED發光裝置如圖6所示。
(比較例2)
除了未在印刷電路板上開設貫通孔、及在鋁板整個面上塗布熱傳導黏合劑(SE4485：日本道康寧公司產品)之外，與實施例1同樣製造了LED發光裝置。
<散熱評估>
將實施例1、比較例1和2的佈線圖與電源接通、溫差電偶和一個晶片的發光面連通後，對每個LED晶片施加3V電壓、0.8A電流，使其點燈。從通電開始時間的0分鐘至20分鐘之間，通過溫差電偶測定LED晶片的表面溫度。測定結果如圖7所示。實施例1的LED發光裝置的表面溫度最低，和比較例1相比要低3~4℃、和比較例2相比要低11℃以上。從而表明：本發明的LED發光裝置，由於其具有從LED晶片的下表面經由導熱材料至鋁板的散熱路徑，具有高散熱性能。
產業上的可利用性
根據本發明，提供一種具有比通過焊錫散熱具有更高散熱性能的LED發光裝置和其製造方法、以及一種使用所述LED發光裝置、延長壽命的LED照明裝置成為可能。
100‧‧‧LED發光裝置
102‧‧‧散熱基座(鋁製基座)
104‧‧‧黏合劑
106‧‧‧基板
108‧‧‧佈線圖
110‧‧‧印刷電路板
112‧‧‧LED晶片
114‧‧‧LED晶片的下表面
116‧‧‧導電構件(焊錫)
118‧‧‧貫通孔
120‧‧‧散熱基座的上表面
122‧‧‧導熱材料(熱傳導黏合劑)
124‧‧‧發光層
126‧‧‧導線
130‧‧‧封裝結構

Claims (9)

  1. 一種LED發光裝置，包括：散熱基座；固定在所述散熱基座上的印刷電路板；以及設置在所述印刷電路板上的LED部件，所述LED部件的下表面的一部分，通過導電構件固定在所述印刷電路板上，所述印刷電路板，在所述LED部件的下方、且和所述導電構件不發生接觸的部位處設置有貫通孔，所述貫通孔中，設置有將所述LED部件的下表面和所述散熱基座的上表面相連接的導熱材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED發光裝置，其中：所述印刷電路板的基板由非導熱材料製成。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的LED發光裝置，其中：所述導熱材料是熱傳導黏合劑。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述的LED發光裝置，其中：所述印刷電路板是撓性基板。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述的LED發光裝置，其中：所述導熱材料，至少和所述LED部件的所述下表面面積的5%相接觸。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的LED發光裝置，其中：所述貫通孔在所述印刷電路板的表面上所佔有的面積，至少等於所述LED部件的所述下表面面積的5%。
  7. 一種具有如申請專利範圍第1項至第6項任一項所述的LED發光裝置的照明裝置，包括： 設置在所述LED發光裝置上方的螢光板，所述螢光板和所述LED發光裝置是隔開設置的。
  8. 一種LED發光裝置的製造方法，包括：在印刷電路板上開設貫通孔的步驟；在所述印刷電路板一側的面上、且在所述貫通孔的上方設置LED部件、通過導電構件將所述LED部件的下表面的一部分和所述印刷電路板進行電氣連通的步驟；向所述貫通孔中填充和所述LED部件的下表面相連接的導熱材料的步驟；以及在所述印刷電路板另一側的面上、設置和所述導熱材料相連接的散熱基座的步驟。
  9. 一種LED發光裝置的製造方法，包括：在印刷電路板一側的面上設置LED部件、通過導電構件將所述LED部件的下表面的一部分和所述印刷電路板進行電氣連通的步驟；在所述LED部件的下方位置、在印刷電路板上開設貫通孔的步驟；向所述貫通孔中填充和所述LED部件的下表面相連接的導熱材料的步驟；以及在所述印刷電路板另一側的面上、設置和所述導熱材料相連接的散熱基座的步驟。
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