CN201259194Y - 高导热性led封装照明线路板 - Google Patents

Abstract

高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，设有基板、联接电路、绝缘覆膜层、LED光源及高导热绝缘片，绝缘覆膜层覆盖在布有联接电路的基板的表面，三者构成线路板主体；LED光源封装于该线路板主体；其特征还在于，高导热绝缘片附于LED光源的散热底座背面；线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置孔，LED光源封装于线路板主体，其散热底座穿过线路板主体上设置的容置孔。本实用新型结构新颖合理紧凑，提高了产品应用的安全性与稳定性，降低了生产难度与成本，安装于散热体后形成“LED光源→高导热绝缘片→散热体→外界”的散热路径，散热性能更好。

Description

高导热性LED封装照明线路板

技术领域

本实用新型公开了一种便于高效散热并主要应用于大功率LED的LED封装技术，具体表现为一种LED照明线路板，属于半导体照明技术领域。

背景技术

LED(发光二极管)技术始于20世纪60年代末，经过半个世纪的迅速发展，LED光源，特别是大功率高亮LED光源，以其光效高、体积小、使用寿命长，以及环保节能等多方面优点，在照明光源领域占据了重要位置，并且仍在持续迅速发展中。

最初的LED照明产品，其LED光源直接封装于灯体内部，因其灯体材料多为导电金属材质，在电路连接时，必须考虑电路的绝缘保护，费时费力且安全性、稳定性不高，因此而出现了LED光源的封装线路板，即先行将多颗LED排布封装于整块基板，并在基板上预布线以对封装于其上的LED光源进行电路连接，再将该基板置于灯体内部连接入照明电路。因此，LED光源不与灯体直接连接，两者之间隔了一层基板。

目前，LED照明领域所应用的LED基板，从材质上区分主要有常规PCB基板(主要为纸质和纤维、树脂类基板)、陶瓷质基板与金属质基板(主要为铝合金基板)。

大功率LED为发热器件，且其光效、功耗及使用寿命受温度影响较大，因此有效发散LED光源产生的热量是提高LED使用性能的重要因素。常规PCB基板、陶瓷质基板热阻大，基本无法发散LED光源所产生的热量，因此并不适用于大功率LED。金属质基板导热性相对较好，但这种LED基板并不直接裸露于外界，还需要将该基板固定于散热体表面，通过散热体向外界发散热量，因此对金属质基板与散热体的接触面要求很高，同时LED光源与基板之间、基板与散热体安装表面之间均难以避免的存在间隙，因此还需要填充流质导热胶脂，以形成“LED光源→导热胶脂→金属质基板→导热胶脂→散热体→外界”的散热路径，该散热路径为多次间接散热，效果并不明显，同时对该散热路径中的每一接触面的平整度、光洁度和安装要求高，增加了加工难度与加工成本；各接触面易产生接触间隙，造成整体有效导热系数下降，导致LED结温升高，光衰增加，降低了LED光源的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的缺点，通过一种新的LED封装技术，提供一种具有较高通用性，对安装表面要求较低，同时更加便于高效散热并主要应用于大功率LED光源的LED照明线路板。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：高导热性LED封装照明线路板，是一种LED照明线路板，设有基板1、联接电路2、绝缘覆膜层3、LED光源4及高导热绝缘片5。绝缘覆膜层3覆盖在布有联接电路2的基板1的表面，三者构成线路板主体；高导热绝缘片5附于LED光源4的散热底座4-2背面，LED光源4封装于线路板主体，线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置孔，LED散热底座4-2穿过线路板主体上设置的容置孔。

所述的LED光源4封装于线路板主体，是指LED光源4与联接电路2的电气连接，联接电路2上于LED光源4的封装位置旁留有LED连接焊盘2-1，LED光源4的引脚4-3通过该焊盘焊接于联接电路2。

所述的联接电路2为具有一定韧性与延展性材质的导电薄膜电路，其上还留有外部电路连接焊盘2-2，该焊盘，以及LED连接焊盘2-1均裸露于绝缘覆膜层3外。

所述的基板1可为刚性基板，具体表现为厚度均匀的金属、薄板或PCB板；也可为柔性基板，具体表现为厚度均匀的树脂材料薄膜或橡胶材料薄板或塑性金属薄膜。

所述的绝缘覆膜层3与柔性基板1、联接电路2之间为热压接合或黏结接合。

所述的高导热绝缘片5为具有高导热性的纯铝薄片进行表面氧化，获得的高导热性电绝缘薄片，贴附于LED芯片4-1的散热底座4-2背面，其形状大小与散热底座4-2底面的形状大小一致，两者之间为热压接合、强力胶粘合或高温焊合。同时，为保证高导热绝缘片5与灯体结构(散热体7)的贴合度，高导热绝缘片5应略凸出于基板1。

所述LED照明线路板可实现为模块化线路板，各模块可以单独实现照明，也可以多模块串、并联连接成模组共同实现照明。单个LED照明线路板模块可沿LED光源排布方向进行裁切，裁切后不影响布线连接，或者仅需要对布线进行局部小调整，即可使用而不影响其他布线连接。多个LED照明线路板模块可沿LED光源排布方向进行对接，仅在局部进行锡焊连接即可组合为一块加长型LED照明线路板。

所述的LED照明线路板可以通过铆接或螺纹连接等机械结构固定于散热体7表面，也可以在基板1的背面贴覆强力粘合胶层6，并通过该强力粘合胶层6粘附于散热体7表面。

当应用强力粘合胶层6将LED照明线路板粘附于散热体7表面时，强力粘合胶层6需避开LED光源4所在位置。强力粘合胶层6外侧还设有保护纸膜保护，安装时，撕开保护纸膜，将LED照明线路板紧贴散热体7表面即可固定。

安装时，若高导热绝缘片5与散热体7表面之间存在贴合缝隙，则在该贴合缝隙填充导热介质。

安装时，还可将高导热绝缘片5与散热体7进行高温焊合，则LED散热底座4-2、高导热绝缘片5、散热体7可焊合成一体，获得更高的散热性能。

本实用新型结构新颖合理紧凑，生产制造容易，成本低，使用安装维护方便，便于推广应用，特别适合于大功率LED照明领域，与现有所应用的LED基板比较，具有如下优点：

1、与LED光源直接封装于散热体的方式比较，本实用新型将LED光源封装于LED电绝缘基板，提高了应用安全性与稳定性，降低了生产难度；当LED光源出现故障时利于维修与更换，有助于提高产品的适用通用性。

2、具有“LED光源→高导热绝缘片→散热体→外界”的散热路径，因高导热绝缘片与LED光源的散热底座结合为一个整体，因此具有“LED光源→散热体7→外界”的散热路径，大幅减少了中间散热环节，提高了散热性能，从而有效控制LED光源结温，有利于减小光衰，提高能效，增长使用寿命。

3、相对于传统LED基板大面积导热接触，本实用新型采用散热底座小面积有效接触，热接触面的贴合度高，更加利于有效散热。同时，本实用新型应用一次填充，且填充面积小，大幅减少了昂贵的导热介质用量，控制了成本。

4、可采用柔性线路板技术，使线路板可同时适用于平整安装表面和不大于一定变化曲率的非平整安装表面，具有更高的适用通用性。同时，该柔性LED照明线路板还可以承受一定强度的弯曲、扭曲、卷曲变形，在安装后安装面出现该类变形的情况下不损害其使用性能，进一步拓宽了其适用范围。

5、易于实现模块化与模组化，有利于产品的系列化和批量生产。

下面结合附图以具体实施例对本实用新型进行进一步说明。

附图说明

图1A为本实用新型实施例的外形结构示意图；

图1B为本实用新型实施例的分解结构示意图；

图2为本实用新型于LED光源封装位置的截面结构示意图；

图3A为本实用新型联接电路的串联排布连接方式示意图；

图3B为本实用新型联接电路的并联排布连接方式示意图；

图3C为本实用新型联接电路的串并联排布连接方式示意图；

图4A为本实用新型联接电路并联连接的裁剪布线结构示意图；

图4B为本实用新型联接电路串联连接的裁剪布线结构示意图；

图5A为本实用新型的实施例1安装于平整表面的结构示意图；

图5B为本实用新型的实施例1安装于平整表面时于LED光源封装位置的散热截面示意图；

图6A为本实用新型的实施例2安装于圆柱安装表面的结构示意图；

图6B为本实用新型的实施例2安装于圆柱安装表面时于LED光源封装位置的散热截面示意图。

图中：1基板，2联接电路，2-1LED连接焊盘、2-2外部电路连接焊盘、3绝缘覆膜层，4LED光源，4-1LED芯片，4-2散热底座，4-3引脚，5高导热绝缘片，6强力粘合胶层、7散热体、8线路板主体、0-1模块一、0-2模块二。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种LED照明线路板模块，由基板1、联接电路2、绝缘覆膜层3、LED光源4及高导热绝缘片5组成。本实施例中应用的基板1为铝合金薄板，铜箔联接电路2以黏结接合方式布于基板1正面，并在基板1、联接电路2表面喷涂透明绝缘胶以形成绝缘覆膜层3，三者构成LED照明线路板主体。以高导热性的纯铝薄片进行表面绝缘氧化处理形成高导热绝缘片5，并高温焊合于LED光源4的散热底座背面，其形状大小近似LED散热底座4-2底面的形状大小。线路板主体上按一定排列顺序开有LED光源容置孔，LED光源4封装于线路板主体，其散热底座4-2穿过LED光源容置孔。未安装于散热体7时，高导热绝缘片5略凸出于基板1的背面。

本实施例中的LED照明线路板模块包含六颗额定功率1W的LED光源4，以串联方式，直线阵列式排布封装于柔性LED照明线路板模块内部。联接电路2上留有LED连接焊盘2-1与外部电路连接焊盘2-2，焊盘裸露于绝缘覆膜层3外，LED引脚4-3与外部电路输入线分别焊接于联接电路2实现电路连接。

如图5A、图5B所示，本实施例所述的LED照明线路板模块通过螺纹结构固定于具有平整安装面的散热体7，高导热绝缘片5以导热银膏高温焊合于散热体表面，整个LED照明模块内形成“LED光源→高导热绝缘片→散热体→外界”的散热路径。因高导热绝缘片5焊合于LED光源4的散热底座4-2，可视为一个整体，因此该散热路径可视为“LED光源→散热体→外界”的散热路径，高导热绝缘片5同时焊合于散热体7表面，保证了有效接触，其散热路径更为通畅，能获得更好的散热效果。

实施例2

一种LED照明线路板模块，同样由基板1、联接电路2、绝缘覆膜层3、LED光源4及高导热绝缘片5组成。本实施例中应用的基板1为聚酰亚胺(PI)薄膜，为柔性材料；铜箔联接电路2以热压合方式布于基板1正面，并在基板1、联接电路2表面贴覆绝缘纸膜以形成绝缘覆膜层3，三者构成LED照明线路板主体。以高导热性的纯铝薄片进行表面绝缘氧化处理形成高导热绝缘片5，并高温焊合于LED光源4的散热底座背面，其形状大小近似LED散热底座4-2底面的形状大小。线路板主体上按一定排列顺序开有LED光源容置孔，LED光源4封装于线路板主体，其散热底座4-2穿过LED光源容置孔。未安装于散热体7时，高导热绝缘片5略凸出于基板1的背面。

本实施例中的LED照明线路板模块包含六颗额定功率1W的LED光源4，以串联方式，直线阵列式排布封装于柔性LED照明线路板模块内部。联接电路2上留有LED连接焊盘2-1与外部电路连接焊盘2-2，焊盘裸露于绝缘覆膜层3外，LED引脚4-3与外部电路输入线分别焊接于联接电路2实现电路连接。

本实施例所述的LED照明线路板模块通过强力粘合胶层6进行安装固定，强力粘合胶层6贴附于基板1背面，并让开线路板主体上LED光源容置孔的位置。不安装于散热体7时，强力粘合胶层6背面还覆有一层保护纸膜。安装时，撕开保护纸膜，LED照明线路板可通过强力粘合胶层6贴附于散热体7。因线路板主体材料具有一定的弯曲、扭曲、卷曲变形能力，可同时适用于平整安装表面和不大于一定曲率的非平整安装表面。

如图6A、图6B所示，两个LED照明线路板模块同向环形安装于圆柱形散热体7的圆柱形安装表面。两个LED照明线路板模块组成模组，电源线正极焊接于LED照明线路板模块一0-1的正极焊盘，模块一0-1负极焊盘与模块二0-2正极焊盘焊线连接，模块二0-2负极焊盘焊接电源线负极，完成模组电气连接。

该LED照明线路板模组由强力粘合胶层6粘合于散热体7的安装表面，高导热绝缘片5紧紧贴附于散热体7表面，贴合缝隙填充导热银胶，整个LED照明模块形成“LED光源→高导热绝缘片→导热介质→散热体→外界”的散热路径；因高导热绝缘片5焊合于LED散热底座4-2，可视为一个整体，因此该散热路径为“LED光源→导热介质→散热体→外界”；因高导热绝缘片5略凸出于基板1的背面，因此其与散热体7的连接最为紧密，即高导热绝缘片5与散热体7的贴合度最高，因此填充导热银胶的厚度几乎可以忽略不计，该散热路径可视为“LED光源→散热体→外界”的散热路径，有效发散LED光源4产生的热量。

Claims (10)

1、一种高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，设有基板(1)、联接电路(2)、绝缘覆膜层(3)、LED光源(4)及高导热绝缘片(5)，绝缘覆膜层(3)覆盖在布有联接电路(2)的基板(1)的表面，三者构成线路板主体；LED光源(4)封装于该线路板主体；其特征还在于，高导热绝缘片(5)附于LED光源(4)的散热底座背面；线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置孔，LED光源(4)封装于线路板主体，其散热底座(4-2)穿过线路板主体上设置的容置孔。

2、如权利要求1所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，所述的联接电路(2)为具有一定韧性与延展性材质的导电薄膜电路。

3、如权利要求1或2所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，联接电路(2)上于LED光源(4)的封装位置旁留有焊盘，LED光源(4)的引脚(4-3)通过该焊盘焊接于联接电路(2)。

4、如权利要求1至3所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，联接电路(2)上与LED光源(4)的引脚(4-3)焊接连接的焊盘，以及与外部电路焊接连接的焊盘，均裸露在绝缘覆膜层(3)外。

5、如权利要求1所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，所述的绝缘覆膜层(3)与柔性基板(1)、联接电路(2)之间为热压接合或黏结接合。

6、如权利要求1所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，所述的基板(1)可为刚性基板，具体表现为厚度均匀的金属薄板或PCB板。

7、如权利要求1所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，所述的基板(1)可为柔性基板，具体表现为具有一定弯曲、扭曲、卷曲性能的厚度均匀的树脂材料薄膜或橡胶材料薄板或塑性金属薄膜。

8、如权利要求1所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，高导热绝缘片(5)贴附于LED芯片(4-1)的散热底座(4-2)背面，其形状大小近似于散热底座(4-2)底面的形状大小，两者之间为热压接合、强力胶粘合或高温焊合。

9、如权利要求1或8所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征进一步在于，所述的高导热绝缘片(5)为具有高导热性的纯铝薄片进行表面氧化，获得的高导热性电绝缘薄片。

10、如权利要求1至9所述的高导热性LED封装照明线路板，其特征在于，该LED照明线路板可以通过铆接或螺纹连接等机械结构固定于散热体(7)表面，也可以在基板(1)的背面贴覆强力粘合胶层(6)，并通过该强力粘合胶层(6)粘附于散热体(7)表面，其特征进一步在于，还可以将高导热绝缘片(5)高温焊合于散热体(7)表面。

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