[发明专利]一种灯板结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种灯板结构，更具体地说，一种用于制造LED光源、光条、光板、灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的灯板结构。

背景技术

随着发光芯片，例如二极管（LED）芯片，发光效率的提升，LED正从传统的点线面为特征的指示和显示类应用领域向大尺寸液晶背光和室内室外普通照明类应用领域拓展。对LED光源、光条、光板、灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的结构、制造方式与成本、抗紫外辐照和抗静电能力、耐高压绝缘水平、防潮防湿性能、以及散热效率提出了更高的要求。

现有的一种灯板结构如图1所示，该灯板结构包括LED101、LED102、绝缘基板103、散热组件104、电极焊盘一105、电极焊盘二106、散热垫焊盘107、LED电极一108、LED电极二109、和LED散热垫120。上述绝缘基板103通常采用陶瓷覆铜板，通过厚膜印刷工艺制作所述电极焊盘一105、电极焊盘二106、散热垫焊盘107，或通过直接键合或直接镀铜工艺在陶瓷基板上制作所述电极焊盘一105、电极焊盘二106、散热垫焊盘107。相关专利包括中国发明专利申请公布号CN102235609A，C102109116A，实用新型专利授权公告号201303004Y。

由图1可知，陶瓷绝缘基板103的导热系数一般小于30W/mK，陶瓷绝缘基板103在起到绝缘作用的同时，也成为了导热瓶颈。为减少上述陶瓷绝缘基板103对导热效率的影响，人们不得不减少其厚度或增加其面积。由于陶瓷绝缘基板103的导热系数低，采用很薄的厚度可以改善垂直方向的导热效率，但水平方向的导热就会很差。为此，不得不采用与陶瓷绝缘基板103有相同面积的散热组件104与其接触。整个结构就会变得很笨重，不仅增加了重量，也浪费了材料。

为了减少陶瓷绝缘基板103的热阻，在电极焊盘一105、电极焊盘二106、散热垫焊盘107正下方可以增加上下贯穿的多个通孔。在通孔内，可灌注金属浆料，形成多个导热桥（相关专利包括中国发明专利申请公告号CN101789480A），或更为通常的做法是在散热垫焊盘107正下方增加上下贯穿的金属基热沉。虽然所述贯穿陶瓷绝缘基板103的导热桥或金属基热沉克服了陶瓷绝缘基板103在垂直方向上的热传导瓶颈，但仍然没有解决在水平方向上热传导差的问题，仍然需要使用与陶瓷绝缘基板103面积相近的散热组件104。此外，对使用多个LED的大面积灯板，通过增加导热桥或全属基热沉会使陶瓷绝缘基板103结构变得十分复杂，加工难度大，成本高，大大限制了它在普通照明领域的应用。

现有的另一种灯板结构如图2所示，该灯板结构包括LED201、LED202、金属基板203、散热组件204、电极焊盘一205、电极焊盘二206、散热垫焊盘207、LED电极一208、LED电极二209、散热垫220、和绝缘层210。上述金属基板203采用铝作为基础材料，采用印刷电路板技术在金属基板203上制作电极焊盘一205、电极焊盘二206、散热垫焊盘207。相关专利包括中国发明专利申请公布号CN101035407A，CN101213892A，CN102155726A。CN101709858A。

位于电极焊盘一205、电极焊盘二206、散热垫焊盘207与金属基板203之间的绝缘层210采用高分子树脂材料。高分子树脂材料的特性限制了上述灯板结构的使用温度，其抗紫外光照射和抗高低温冲击的能力很差，在较为恶劣的露天场合下使用时会加速老化，导致使用寿命很短，应用产品的可靠性也就很差。上述起绝缘作用的高分子树脂材料，通常厚度在50微米~200微米之间。若太厚，虽能起更好的绝缘作用，防止短路，但会影响热量传导效率，成为散热瓶颈；若太薄，虽能改善散热，但易引起金属基板与焊盘之间的短路。就安全性而言，采用高分子树脂作为绝缘层210制造的灯板结构，其抗高压和抗静电能力较差，所以，不适合用于制造使用高压交流和高压直流LED和LED芯片的灯板，和不适合用于制造使用非隔离类电源和控制器的灯具。