CN201093439Y - Led散热基板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED散热基板，包括一印刷电路板(1)、一叠设在印刷电路板(1)底面下的散热基板(4)或导热铜箔、及一设于印刷电路板(1)顶面上且与印刷电路板(1)表面导电铜箔电性连接的LED(2)，印刷电路板(1)具有一贯穿的穿孔(11)，该穿孔(11)内紧密嵌入一与LED(2)底面焊接的第一铜质散热块(3)，且该第一铜质散热块(3)的底面与铝质或铜质的散热基板(4)或导热铜箔直接导触。能使LED的降温效果达到最佳状态，使LED有更长的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED散热基板的技术领域。
背景技术
传统LED散热基板的立体分解图如图1所示，图2为图1组合后的断面图。由图中可知该LED散热基板是由一中央具有冲孔(92)的印刷电路板(91)、一由树脂层(95)黏接而叠设于印刷电路板(91)下方的铝基板(93)、及一设于印刷电路板(91)冲孔(92)内且与铝基板(93)导触的LED(94)所组成。以此，LED(94)发亮时所产生的高热便通过铝基板(93)的吸收而达到降温效果，以延长使用寿命。
传统印刷电路板(91)与铝基板(93)间为了结合都会上胶，使得二板之间会形成树脂层(95)[如酚酫树脂]，有时为了绝缘还会增加一层玻璃纤维布(未揭)，而且为了达到极佳绝缘效果，铝基板(93)表面更有阳极处理；前述树脂层(95)及玻璃纤维布会阻碍LED(94)的热传导，而阳极处理过的铝基板(93)也会影响热传导，因此在长时间高温导热不佳的状态下，易导致亮度不足、受压电流过低，使LED寿命减短等问题发生，相关的技术文献可参考中国台湾专利公告M254889号「散热型电路板之构造」。
再者，中国专利公开200714838号「发光二极管散热机构设计」是在印刷电路板(2)与铝基板(4)间介入一层热扩散板(3)，该热扩散板(3)上冲压出或拗折出多个呈梯形凸出的导热块，其中一导热块更穿过印刷电路板(2)穿孔而与LED(1)底面导触；此虽可达良好散热效果，但热扩散板(3)的体积太大，占用过多空间，再加上铝基板(4)又有多片延伸加长的分歧状鳍片，使得整个LED散热基板过大，不容易设置在发光装臂的有限空间范围内。
其次，中国台湾专利公告M276326号「具有高散热效率之LED散热结构」揭露散热基座(1)的上层为铜箔层(11)、中层为绝缘层(12)、下层为铜金属层(13)，该散热基座(1)上并设有一安装LED(2)的凹槽(14)，在LED(2)的底面具有铜金属面(21)，其与凹槽(14)上的铜金属层(15)以锡层焊接接触，使得LED(2)的热量经由铜金属面(21)、锡层、铜金属层(15)而散发出去。该案中，散热基座(1)的下层为铜金属层(13)，而凹槽(14)上的铜金属层(15)是焊接在铜金属层(13)上，又LED(2)底面也需镀上铜金属面(21)，以此构造，不但建构与组装麻烦，铜材也使用过多而造成制造成本大大提高，并使成品无竞争优势。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有良好导热效果、体积小不占用空间、减少使用铜材以降低成本且不影响散热功效的LED散热基板。
本实用新型技术手段是采用以下方式实现的：
一种LED散热基板，至少包括一印刷电路板(1)、一叠设在印刷电路板(1)底面下的散热基板(4)、及一设于印刷电路板(1)顶面上且与印刷电路板(1)之导电铜箔电性连接的LED(2)，印刷电路板(1)具有一贯穿的穿孔(11)，该穿孔(11)内紧密嵌入一与LED(2)底面焊接的第一铜质散热块(3)，且该第一铜质散热块(3)的底面与散热基板(4)直接导触。
上述的LED散热基板，该散热基板(4)具有一与印刷电路板(1)之穿孔(11)对应配合的穿孔(41)，使第一铜质散热块(3)能紧密嵌入于两板的穿孔(11、41)内。
上述的LED散热基板，该第一铜质散热块(3)具有凹孔(32)，以供散热基板(4)以凸榫(43)对应入于凹孔(32)内而结合固定。
上述的LED散热基板，该第一铜质散热块(3)底面具有凸出嵌块(33)，能嵌入于散热基板(4)顶面的嵌孔(44)内而结合固定。
上述的LED散热基板，该散热基板(4)底面更结合一印刷电路板(1’)、及一设于印刷电路板(1’)底面下且与印刷电路板(1’)导电铜箔电性连接的LED(2’)，前述印刷电路板(1’)具有一贯穿的穿孔(11)，该穿孔(11)内紧密设置一与LED(2’)底面焊接的第二铜质散热块(3’)，前述第二铜质散热块(3’)与第一铜质散热块(3)呈上下对应设置且两者间藉助一贯穿散热基板穿孔(41)的导热柱(61)予以固定。
上述的LED散热基板，该散热基板(4)底面更结合一印刷电路板(1’)，于印刷电路板(1’)底面下设置与其电性连接的LED(2’)，该LED(2’)底面与第一铜质散热块(3)底面导触。
上述的LED散热基板，该第一散热块(3)及/或第二散热块(3’)内设置水道(31)，前述水道(31)外部两端与水管(51)衔接，在水道(31)与水管(51)内导入冷却用的液体。
上述的LED散热基板，该水管(51)更与泵(52)、散热排(53)串接而形成一水冷系统。
上述的LED散热基板，该第一铜质散热块(3)是由上、下二散热块(3a、3b)叠合而成。
上述的LED散热基板，该第一铜质散热块(3)是由上、中、下三散热块(3a、3b、3c)叠合而成。
上述的LED散热基板，所述散热基板(4)是散热性质的铝质散热基板。
上述的LED散热基板，所述散热基板(4)是散热性质的导热铜箔，该铜箔与印刷电路板(1)顶面上的导电铜箔结构相同。
本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：
1.铜质散热块(3、3’)嵌入印刷电路板(1)内能与铝质散热基板(4)或导热铜箔直接导触，而LED(2、2’)则与铜质散热块(3、3’)焊接，因此，LED(2、2’)产生的热量能由铜质散热块(3、3’)传导给散热基板(4)或导热铜箔，由于铜质散热块(3、3’)隐藏在印刷电路板(1)内不与空气接触，所以不易氧化，因此导热即不受影响；这与前案(公告M254889号)之LED与铝基板间有树脂层影响导热的构造是完全不同的，因此本新型降温效果更佳，使用寿命长，有显着功效增进。
2.采用铜质散热块(3、3’)搭配铝质散热基板(4)或导热铜箔的散热方式比前案(公告M276326号)以铜金属层(15)、铜金属面(21)的厚纯铜散热方式更能大大降低成本，并增加产品竞争优势；而且也比铜金属层(15)与镀银的铝金属面(21)的制造更为廉价，且易于加工制造。再且，本新型的铜质散热块(3、3’)是以嵌固手段嵌入于各板的穿孔中，不同于前案以铜金属层(15)以焊接手段固定在铜金属面(21)或镀银的铝金属面(21)上，所以组装加工较为容易。如果采用铜质散热块(3、3’)搭配铜质散热基板(4)，则铜质散热基板(4)以轻薄的铜箔实施为佳，该铜箔厚度在0.1～0.5mm。
3.以铜质散热块(3、3’)实施的方式比前案(公开200714838号)以热扩散板冲压出导热块的方式更能缩小体积及避免占用空间，所以发光装置的容置空间就无需增大。
4.铜质散热块(3、3’)搭配水冷系统的组合方式更能使LED的降温效果达到最佳状态，使LED(2、2’)有更长的使用寿命。
5.能以单层增高、或以二层重叠、三层重叠的铜质散热块组装结合为一体，以搭配托高型的LED；而且能以较薄的单层铜质散热块供潜沈的LED实施，这些技术手段在前案中未曾提出或公开，且有功效增进。
附图说明
图1为传统LED散热基板的立体分解图。；
图2为图1组合后的断面图；
图3为本实用新型LED散热基板的第一实施例立体分解图；
图4为图3组合后的断面图；
图5为本实用新型LED散热基板的第二实施例立体分解图；
图6A、6B为图5组合后的二种不同形态的断面图；
图7为本实用新型第三实施例的全剖视图；
图8为本实用新型第四实施例的全剖视图；
图9为本实用新型第五实施例的全剖视图；
图10为本实用新型第六实施例的全剖视图；
图11为本实用新型第七实施例的全剖视图；
图12为本实用新型第八实施例的全剖视图；
图13为本实用新型第九实施例的全剖视图；
图14为本实用新型第十实施例的全剖视图；
图15为本实用新型第十一实施例的全剖视图；
图16为本实用新型第十二实施例的全剖视图；
图17为本实用新型第十三实施例的全剖视图；
图18为本实用新型第十四实施例的全剖视图。
具体实施方式
以下依据图面所示的实施例详细说明如后：
第一实施例：
如图3所示，为本实用新型第一实施例的立体分解图；图4为图3组合后的断面图。由图中可知LED散热基板是由一印刷电路板(1)、一设于印刷电路板(1)上方且与印刷电路板(1)电性连接的LED(2)、及一叠设于印刷电路板(1)下方的散热基板(4)所组成，该印刷电路板(1)具有一贯穿的冲孔(11)，冲孔(11)内紧密嵌设一与LED(2)、及散热基板(4)导触的第一铜质散热块(3)，前述第一铜质散热块(3)是紧配合于冲孔(11)内；据此，LED(2)与第一铜质散热块(3)焊接、及第一铜质散热块(3)与铝基板(4)间直接导触而不胶合，如此便能使LED(2)的热源被第一铜质散热块(3)吸收后再由散热基板(4)扩大与空气的接触面积而达到极佳的散热效果。上述散热基板(4)与印刷电路板(1)的接合技术早已为业界所熟知(如中国台湾专利证号M254889所示，在印刷电路板与铝基板胶合后，再施以铆合、热压处理)，故不于此详加赘述。
上述印刷电路板(1)底面与散热基板(4)结合，该散热基板为铝质，其厚度虽厚(1.0～2.0mm)，导热效果不及于铜，但散热效果比铜材为佳；其次，散热基板(4)是散热性质的导热铜箔，该铜箔与印刷电路板(1)顶面上的导电铜箔结构相同，厚度在0.1～1.0mm，使用导热铜箔的材料使用量仍比前案的铜块少、所以成本也能降低，而且制造时，印刷电路板(1)的正、反两面即已有铜箔，所以取自于目前现有的电路板来实施能降低成本，而正面的铜箔可作为电路使用，背面的铜箔则作为导热兼散热使用。
上述使用铝质散热基板(4)有不易焊接的问题出现，因此本新型在LED(2)与铝质散热基板(4)间介入第一铜质散热块(3)，由第一铜质散热块(3)与LED(2)焊接，而铝质散热基板(4)则与第一铜质散热块(3)直接导触，并不焊接，如此便能解决旧式成本太高、不易与铝材焊接的问题点，而且能获得良好散热与降温效果；如果散热基板(4)是导热铜箔，那么就无上述焊接困难问题，但仍以不焊接及以直接导触的方式实施为佳，因为这可减少焊接的加工成本。
第二实施例：
如图5所示，为本实用新型第二实施例的立体分解图；图6A、6B为图5组合后的二种不形态断面图。由图中可知LED散热基板是由一印刷电路板(1)、一设于印刷电路板(1)上方且与印刷电路板(1)电性连接的LED(2)、及一叠设于印刷电路板(1)下方的铝质散热基板(4)(图6A)，该印刷电路板(1)及铝质散热基板(4)分别具有一相互对应的贯穿冲孔(11)及(41)，且第一铜质散热块(3)乃同时紧密嵌设于所述冲孔(11、41)内，使得第一铜质散热块(3)一端与LED(2)焊接，而另一端则与铝质散热基板(4)直接导触；前述导触并未胶合，所以LED(2)的热源可被第一铜质散热块(3)吸收后再由铝质散热基板(4)扩大与空气的接触面积而达到更好的散热效果。前述散热基板(4)也可改为图6B所示的导热铜箔(4)，由铜质散热块(3)与导热铜箔(4)的良好传导效果，及导热铜箔(4)与空气的接触而达到良好散热效果，前述导热铜箔(4)以轻薄的铜箔实施为佳，厚度在0.1～0.5mm。
第三实施例：
如图7所示，为本实用新型第三实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于铝基板(4)是由导热螺栓(62)与第一铜质散热块(3)稳固结合，前述导热柱(62)为下列其一，铆钉、螺栓、加热后硬化的银膏、加热后硬化的铜膏、加热后硬化的锡膏、凝固后的散热胶。
第四实施例：
如图8所示，为本实用新型第四实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于电路板(1)的穿孔(11)内，该散热基板(4)设置一体成型的凸榫(43)，而第一铜质散热块(3)的底下具有相对应的凹孔(32)，当凸榫(43)嵌入凹孔(32)后便能达固定结合及热传导之效。
第五实施例：
如图9所示，为本实用新型第五实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于电路板(1)的穿孔(11)内，该散热基板(4)设置嵌孔(44)，而第一铜质散热块(3)的底下具有对应嵌孔且一体成型的嵌块(33)，当嵌块(33)嵌入嵌孔(44)后便能达固定结合及热传导之效。
第六实施例：
如图10所示，为本实用新型第六实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于电路板(1)的穿孔(11)内，设置一厚度高于电路板(1)的第一铜质散热块(3)，此能适合于托高型的LED(2)实施。
第七实施例：
如图11所示，为本实用新型第七实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于电路板(1)的穿孔(11)内，设置一厚度低于电路板(1)的第一铜质散热块(3)，此能适合于潜沈型的LED(2)实施。
由上述图10及图11的揭示形态可知，本实用新型可视LED(2)的型式及种类来决定第一铜质散热块(3)的厚薄，除此之外，也能以下列实施例来实施。
第八实施例：
如图12所示，为本实用新型第八实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图4第一实施例不同处在于LED(2)与散热基板(4)之间的第一铜质散热块(3)是由上、下二散热块(3a、3c)组成，前述下散热块(3c)的厚度等于印刷电路板(1)的厚度，又上散热块(3a)底下具有凸块(36)可嵌入于与其对应的下散热块(3c)的穿孔(37)内，如此一来，便成为上下双层结构，以提供给托高型的LED(2)实施。
第九实施例：
如图13所示，为本实用新型第九实施例的剖面图，图中揭示出的实施例与图6第二实施例不同处在于LED(2)与散热基板(4)之间的第一铜质散热块(3)是由上、下二散热块(3a、3c)组成，前述下散热块(3c)的厚度等于二散热基板(1、4)的厚度，又上散热块(3a)底下具有凸块(36)可嵌入于与其对应的下散热块(3c)的穿孔(37)内，如此一来，便成为上下双层结构，以提供给托高型的LED(2)实施。
第十实施例：
如图14所示，为本实用新型第十实施例的剖面图，图中揭示出的实施例是散热基板(4)的上下结合电路板(1、1’)，前述三板的穿孔(11、41、11)中嵌固了上、中、下散热块(3a、3b、3c)；其中，中铜质散热块(3b)具有穿孔(37)以供上、下铜质散热块(3a、3c)的凸块(36)嵌入后而共构结合为一体，而上下二LED(2、2’)则分别与上、下铜质散热块(3a、3c)焊接；由于中铜质散热块(3b)与散热基板(4)导触，所以中铜质散热块(3b)吸热后能由散热基板(4)达到极佳的散热效果。
第十一实施例：
如图15所示，为本实用新型第十一实施例的剖面图，图中揭示出的实施例是铝基板(4)的上下结合电路板(1、1’)，前述二电路板的穿孔(11、11)中嵌入了第一、第二铜质散热块(3、3’)，而散热基板(4)具有一孔径小于二电路板穿孔(11、11)的穿孔(41)，其可供铜质导热柱(61)穿入后经由铆固手段而与第一、第二铜质散热块(3、3’)铆合，而上下二LED(2、2’)则分别与上、下铜质散热块(3、3’)焊接；由于上下二铜质散热块(3、3’)、导热柱(61)皆与散热基板(4)导触，所以能通过散热基板(4)达到极佳的散热效果。
第十二实施例：
如图16所示，为本实用新型第十二实施例的剖面图，图中揭示出的实施例是散热基板(4)的上下结合电路板(1、1’)，前述三板的穿孔(11、41、11)中嵌入了第一铜质散热块(3)，该第一铜质散热块(3)的厚度与三板(1、4、1’)厚度相同，又上下二LED(2、2’)则焊接在铜质散热块(3)的上下，由于第一铜质散热块(3)与散热基板(4)导触，所以通过散热基板(4)能达到极佳散热效果。
第十三实施例：
与图17所示，为本实用新型第十三实施例的剖面图，图中揭示出的实施例是第一铜质散热块(3)凸出于印刷电路板(1)的部分设有水道(31)，且该水道(31)两端分别与水管(51)衔接，该水管(51)更能与图18所示的泵(52)、散热排(53)连接，形成一水冷系统，此种方式可获得最好的散热效果。
图18所示，为本实用新型第十四实施例的剖面图，图中揭揭示与图17所示不同处在于第一铜质散热块(3)的上下皆凸出于印刷电路板(1)外且设有水道(31)，而水道(31)两端分别与水管(51)衔接，该水管(51)更与泵(52)、散热排(53)连接，形成上下二水冷系统，此种方式可获得最好的散热效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (12)
1.一种LED散热基板，至少包括一印刷电路板(1)、一叠设在印刷电路板(1)底面下的散热基板(4)、及一设于印刷电路板(1)顶面上且与印刷电路板(1)之导电铜箔电性连接的LED(2)，其特征在于：
印刷电路板(1)具有一贯穿的穿孔(11)，该穿孔(11)内紧密嵌入一与LED(2)底面焊接的第一铜质散热块(3)，且该第一铜质散热块(3)的底面与散热基板(4)直接导触。
2.如权利要求1所述的LED散热基板，其特征在于：该散热基板(4)具有一与印刷电路板(1)之穿孔(11)对应配合的穿孔(41)。
3.如权利要求1所述的LED散热基板，其特征在于：该第一铜质散热块(3)具有供散热基板(4)以凸榫(43)对应入于凹孔(32)内而结合固定的凹孔(32)。
4.如权利要求1所述的LED散热基板，其特征在于：该第一铜质散热块(3)底面具有能嵌入于散热基板(4)顶面的嵌孔(44)内而结合固定的凸出嵌块(33)。
5.如权利要求1所述的LED散热基板，其特征在于：该散热基板(4)底面结合一印刷电路板(1’)、及一设于印刷电路板(1’)底面下且与印刷电路板(1’)导电铜箔电性连接的LED(2’)，前述印刷电路板(1’)具有一贯穿的穿孔(11)，该穿孔(11)内紧密设置一与LED(2’)底面焊接的第二铜质散热块(3’)，前述第二铜质散热块(3’)与第一铜质散热块(3)呈上下对应设置且两者间藉助一贯穿散热基板穿孔(41)的导热柱(61)予以固定。
6.如权利要求2所述的LED散热基板，其特征在于：该散热基板(4)底面更结合一印刷电路板(1’)，于印刷电路板(1’)底面下设置与其电性连接的LED(2’)，该LED(2’)底面与第一铜质散热块(3)底面导触。
7.如权利要求1至6任一项所述的LED散热基板，其特征在于：该第一散热块(3)及/或第二散热块(3’)内设置水道(31)，前述水道(31)外部两端与水管(51)衔接，在水道(31)与水管(51)内导入冷却用的液体。
8.如权利要求7所述的LED散热基板，其特征在于：该水管(51)与泵(52)、散热排(53)串接而形成一水冷系统。
9.如权利要求1或2所述的LED散热基板，其特征在于：该第一铜质散热块(3)是由上、下二散热块(3a、3b)叠合而成。
10.如权利要求1或2所述的LED散热基板，其特征在于：该第一铜质散热块(3)是由上、中、下三散热块(3a、3b、3c)叠合而成。
11.如权利要求1或2所述的LED散热基板，其特征在于：所述散热基板(4)是散热性质的铝质散热基板。
12.如权利要求1或2所述的LED散热基板，其特征在于：所述散热基板(4)是散热性质的导热铜箔，该铜箔与印刷电路板(1)顶面上的导电铜箔结构相同。
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