[发明专利]功率LED散热基板结构及由其制造的器件

说明书

技术领域

本发明专利申请涉及一种功率LED散热基板结构以及该散热基板结 构制造的器件，特别是涉及一种具有沉孔和热沉结构的散热基板及该散 热基板制造的器件。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因其具有体积小、寿命 长、驱动电压低、耗电量低、反应速度快、耐震性佳等优点，为日常生 活中各种应用设备中常见的元件，LED光源在工作时会产生发热现象，其 功率值与其发热量成正比，早期的LED器件由于受制造技术的限制，均 为毫瓦级的小功率LED器件，近年来，出现了一些新的改进技术，使得 制造LED器件的功率相对提高，出现了具有较大功率的LED器件和产品， 即功率LED，其功率增加到了100毫瓦以上，目前功率LED光源正向普通 照明领域推进，出现了1W以上的大功率LED，已逐渐出现在照明领域的 各个角落。功率LED光源在工作时会产生发热现象，且当功率LED光源 长时间工作时，由于热量的积蓄会导致功率LED光源的寿命缩短，产品 特性不稳定。为了解决功率LED芯片在工作时的散热问题，目前的功率 LED光源的封装结构通常较为复杂。

常见的大功率LED支架有引线框架、陶瓷基板等。如图1所示，是 一种引线框架式的大功率LED封装结构，在原来普通PLCC型LED塑封框 架101的基础上，加入散热块(heat-sinking)102，该支架结构的主要 特点是在金属支架103上塑封白色或黑色胶体104，形成腔体，固定电极 引线103与散热块102，芯片105与热沉106安放在散热块102的发射杯 107内，框架上方安装光学透镜108。

又如图2所示，介绍了一种陶瓷基板式的功率LED封装结构，其主 要特点在于：芯片201直接安放在印刷有线路的陶瓷基板202上，陶瓷 基板202及其线路组成LED的散热和导电结构，陶瓷基板202上方安装 一个金属反射腔203，支撑透镜204并形成光学结构。陶瓷基板加工工艺 复杂，生产效率低、成本高，而且陶瓷基板的散热有限，使得用陶瓷基 板制造的LED器件的功率提升空间受到限制。

随着功率发光二极管生产规模的扩大，应用领域的进一步推广，以 上产品结构生产制造工艺复杂，生产效率低。

为了节约生产成本，逐渐出现一种以线路板装配热沉的方式制作的 功率LED支架(基板)，但其存在结构复杂，工艺要求高，可靠性差， 散热效果不佳的缺点，从而使得功率LED产品的生产成本高仍然较高， 并且可靠性没有保障，使用寿命缩短。

例如公开号为WO2006104325的专利提供了一种装配热沉的解决方 案，其结构如附图3所示，由具有通孔结构的多层线路板(301、302、 303、304共四层)叠在一起，组成一个装配热沉305的腔体。这种方式 需要实现多层线路板的叠加装配并需要焊接，制造工艺中对定位的要求 非常高，而且叠加线路板焊接易出现虚焊、焊接不平整等问题，制作成 本、工艺难度明显提高，生产效率不高。

关于解决LED器件的散热问题，已有在散热板中开孔，将散热片装 入孔中的技术方案。例如公开号为CN1977399A的专利，提供了一种以线 路板403装配热沉404的方式制作的LED基板的解决方案，如附图4所 示，其线路板通孔结构401与散热片402相结合，同时提出了线路板具 有椎面或散热片具有椎面403的特征。该技术方案由于装入的散热片设 计较薄，散热量较小，不适用于较大功率LED器件；而且该方案在实际 生产中，通孔结构装配散热片的方式结合力弱，热沉易脱落，难定位， 可靠性差，而且散热效果不佳。另外，线路板加工椎面的工艺，一致性 很难得到良好控制，产品质量难于保证。

此外，现有技术还存在在批量生产功率LED产品时，由于功率LED 的散热基板结构相对复杂，生产效率低、成本高的问题。因此需要开发 一种生产效率高、结构简单、生产成本低的新型产品，以满足日益发展 的市场需求。

发明内容