專利名稱：一種大功率led石墨封裝基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED石墨封裝基板，更具體地說，涉及一種大功率LED石墨封裝基 板。
背景技術(shù)：
隨著高功率高亮度LED的發(fā)展，LED應(yīng)用于顯示器背光、迷你型投影儀、路燈 照明和汽車照明等市場的潛力越來受到到人們的關(guān)注。由于現(xiàn)在LED的輸入功率只有 15%—20%轉(zhuǎn)化為光能，其它的功率全轉(zhuǎn)化為熱能，若這些熱能不能及時散發(fā)出去，將會 造成LED芯片溫度過高，從而影響發(fā)光強(qiáng)度和使用壽命。LED散熱能力通常受照封裝模式、 及使用材質(zhì)的導(dǎo)熱性所影響，而大功率LED通常采用平板型的封裝方式，因?yàn)樵谄桨逍偷?封裝方式下，芯片可以與基板緊密結(jié)合，熱量可通過基板迅速傳出去，而這種封裝方式的散 熱方式是以傳導(dǎo)方式為主，基板選用就相當(dāng)關(guān)鍵。目前常見的LED散熱基板的種類有高熱導(dǎo)系數(shù)鋁基板、銅基板、陶瓷基板。高熱 導(dǎo)系數(shù)鋁基板(Metal Core PCB ；MCPCB)，是以PCB將下方基材改為鋁合金，一般來說純鋁 的散熱系數(shù)k(W/mK)較鋁合金高，但由于純鋁的硬度不高造成使用上的困難，所以會以鋁 合金的型式，來制作基板。陶瓷基板目前有3大類，A1203 (氧化鋁),LTCC (低溫共燒陶瓷)、 A1N(氮化鋁)，技術(shù)門坎性而言，但AlN最高、LTCC次之。由陶瓷燒結(jié)而成得LED基板，有 散熱性佳、耐高溫、耐潮濕等優(yōu)點(diǎn)。但是價格高出傳統(tǒng)基板數(shù)倍，所以至今仍不是散熱型基 板主要組件。純鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為238 (ff/m. k)，純銅的導(dǎo)熱系數(shù)為398 (ff/m. k)，但他們都存在熱 阻高的缺點(diǎn)，A1203(氧化鋁)的導(dǎo)熱系數(shù)為17(W/m. k)，AlN (氮化鋁)的導(dǎo)熱系數(shù)為200 (W/ m. k)，陶瓷基板的造價昂貴，為普通基板的幾倍。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述大功率LED石墨封裝基 板存在導(dǎo)熱系數(shù)低、熱阻高、價格昂貴的缺點(diǎn)，提供一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)、低熱阻、價格便宜 的用于大功率LED封裝的石墨封裝基板。本實(shí)用新型所提供的大功率LED封裝基板解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 是構(gòu)造一種采用石墨作為導(dǎo)熱主體的用于封裝大功率LED石墨封裝基板。本實(shí)用新型所提供的大功率LED石墨封裝基板，該基板為石墨基板，所述石墨基 板包括石墨基板上部和石墨基板下部，所述石墨基板上部包括橫截面大小相等的第一石墨層、第一導(dǎo)熱絕緣層和線路 層；所述石墨基板下部包括橫截面大小相等的襯底、第三導(dǎo)熱絕緣層、第二石墨層、第 二導(dǎo)熱絕緣層)和焊接層；所述襯底、第三導(dǎo)熱絕緣層、第二石墨層、第二導(dǎo)熱絕緣層、焊接層、第一石墨層、 第一導(dǎo)熱絕緣層和線路層，從下往上依次壓合在一起。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述第二石墨層和第一石墨層的材質(zhì)為石墨。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述第二石墨層和第一石墨層的 厚度大于1mm。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述襯底為金屬箔。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述襯底為銅箔。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述襯底的厚度為 100 μ m-200 μ mo本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述第三導(dǎo)熱絕緣層、第二導(dǎo)熱 絕緣層和第一導(dǎo)熱絕緣層導(dǎo)熱系數(shù)大于IW/ (m · k)，厚度為75 μ m-150 μ m。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述線路層為金屬箔。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述線路層為銅箔。本實(shí)用新型所述的大功率LED石墨封裝基板中，所述線路層的厚度為 35 μ m-200 μ m。通過實(shí)施本實(shí)用新型所提供的大功率LED石墨封裝基板，具有以下有益效果本 實(shí)用新型所提供的大功率LED石墨封裝基板通過構(gòu)造一種采用石墨作為導(dǎo)熱主體的用于 封裝大功率LED石墨封裝基板。由于石墨導(dǎo)熱性能良好，石墨基層結(jié)合導(dǎo)熱絕緣層就可以 進(jìn)行良好的散熱。封裝基板的導(dǎo)熱性能提高后，達(dá)到了加速LED芯片自發(fā)熱能的熱傳導(dǎo)速 率且降低熱阻值，以延長LED芯片的壽命和增加出光量?？梢越档托酒瑴囟取⑻岣咝酒馔?量和可靠性、延長產(chǎn)品使用壽命。同時還降低了生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。這 些對企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品推廣具有重大意義。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本實(shí)用新型一種大功率LED石墨封裝基板優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是為本實(shí)施例的石墨基板在實(shí)際應(yīng)用中在具體LED燈具中的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型所提供的大功率LED封裝基板的具體實(shí)施方 式圖1是本實(shí)用新型一種大功率LED石墨封裝基板優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示本實(shí)用新型所提供的大功率LED封裝基板，該基板為石墨基板，所述石墨基板包括 石墨基板上部71和石墨基板下部72，所述石墨基板上部71包括橫截面大小相等的第一石 墨層703、第一導(dǎo)熱絕緣層702和線路層701 ；所述石墨基板下部72包括橫截面大小相等的 襯底708、第三導(dǎo)熱絕緣層707、第二石墨層706、第二導(dǎo)熱絕緣層705和焊接層704 ；所述襯 底708、第三導(dǎo)熱絕緣層707、第二石墨層706、第二導(dǎo)熱絕緣層705、焊接層704、第一石墨層 703、第一導(dǎo)熱絕緣層702和線路層701，從下往上依次壓合在一起。優(yōu)選地，上述各層通過 170KG/cm2的壓力壓合而成。所述第二石墨層706和第一石墨層703的材質(zhì)為石墨，厚度為0. 2mm-5mm,優(yōu)選厚 度為1mm。所述襯底708為金屬箔，優(yōu)選銅箔。其厚度為100 μ m-200 μ m。其可以對整個結(jié)構(gòu) 起到良好的支撐加固作用，且具有良好的導(dǎo)熱性能。襯底708可以增加石墨基板7的機(jī)械硬度。所述第三導(dǎo)熱絕緣層707、第二導(dǎo)熱絕緣層705和第一導(dǎo)熱絕緣層702導(dǎo)熱系數(shù)大 于lW/(m*k)，厚度為75μπι-150μπι。導(dǎo)熱絕緣層由特種陶瓷填充的特殊的聚合物構(gòu)成，例 如，其采用由陶瓷與環(huán)氧樹脂混合的材料構(gòu)成，采用上述混合材料構(gòu)成的導(dǎo)熱絕緣層的熱 阻小，粘彈性能良好，其具有抗老化的優(yōu)點(diǎn)，能夠承受機(jī)械及熱應(yīng)力，導(dǎo)熱絕緣層隔離石墨 層與線路層，線路層上設(shè)置的各種電子器件工作發(fā)出的熱量可通過導(dǎo)熱絕緣層傳遞到石墨 基層ο 所述線路層701為金屬箔，優(yōu)選銅箔。所述線路層701的厚度為35 μ m-200 μ m,優(yōu) 選厚度為50 μ m。線路層701可以直接焊接引線。如圖2所示為本實(shí)施例的石墨基板7在實(shí)際應(yīng)用中在具體LED燈具中的安裝示意 圖。如圖2所示，LED芯片3被熒光粉4包裹住發(fā)光面31，LED芯片3安裝在石墨基板7上 與石墨基板7的線路層701直接接觸。線路層701上焊有用于導(dǎo)電的金線5，金線5從塑料 管6導(dǎo)出燈具與外部電源連接。石墨基板7安裝在塑膠圈8中，塑膠圈8挖有與石墨基板 7和塑料管6外形相吻合的內(nèi)腔以便于安裝。塑膠圈8上裝有透明的外殼1，外殼1和塑膠 圈之間填充了防止全反射的硅膠2。由于石墨導(dǎo)熱性能良好，石墨基層結(jié)合導(dǎo)熱絕緣層就可以進(jìn)行良好的散熱。石墨 基板7的導(dǎo)熱性能提高后，可以降低LED芯片3溫度、提高LED芯片3的光通量和可靠性、 延長產(chǎn)品使用壽命。石墨基板7散熱效果提高后，可以減少LED光衰。一般的鋁基板的熱 傳遞效能為55%左右，而采用石墨基層的石墨基板7的熱傳遞效能可達(dá)到80%以上。同時，在相同的散熱效果要求下可縮小石墨基板7上散熱裝置的體積或減少散熱 裝置，降低成本。而且，石墨基層阻燃性能好，不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，有利于保護(hù)環(huán)境。所以， 采用石墨基層的石墨基板7散熱效果好、成本低、且環(huán)保。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍， 凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn) 用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，該基板為石墨基板(7)，所述石墨基板(7)包括石墨基板上部(71)和石墨基板下部(72)，所述石墨基板上部(71)包括橫截面大小相等的第一石墨層(703)、第一導(dǎo)熱絕緣層(702)和線路層(701)；所述石墨基板下部(72)包括橫截面大小相等的襯底(708)、第三導(dǎo)熱絕緣層(707)、第二石墨層(706)、第二導(dǎo)熱絕緣層(705)和焊接層(704)；所述襯底(708)、第三導(dǎo)熱絕緣層(707)、第二石墨層(706)、第二導(dǎo)熱絕緣層(705)、焊接層(704)、第一石墨層(703)、第一導(dǎo)熱絕緣層(702)和線路層(701)，從下往上依次壓合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述第二石墨層 (706)和第一石墨層(703)的材質(zhì)為石墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述第二石墨層 (706)和第一石墨層(703)的厚度大于1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述襯底(708)為金 屬箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述襯底(708)為銅箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5任意一項(xiàng)所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述襯 底(708)的厚度為 100μπι-200μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述第三導(dǎo)熱絕 緣層(707)、第二導(dǎo)熱絕緣層(705)和第一導(dǎo)熱絕緣層(702)導(dǎo)熱系數(shù)大于IW/(m · k)，厚 度為 75 μ m—150 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述線路層 (701)為金屬箔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述線路層 (701)為銅箔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、8、9任意一項(xiàng)所述的大功率LED石墨封裝基板，其特征在于，所述 線路層(701)的厚度為35μπι-200μπι。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大功率LED石墨封裝基板，該基板為石墨基板(7)，所述石墨基板(7)包括石墨基板上部(71)和石墨基板下部(72)，所述石墨基板上部(71)包括橫截面大小相等的第一石墨層(703)、第一導(dǎo)熱絕緣層(702)和線路層(701)；所述石墨基板下部(72)包括橫截面大小相等的襯底(708)、第三導(dǎo)熱絕緣層(707)、第二石墨層(706)、第二導(dǎo)熱絕緣層(705)和焊接層(704)；所述襯底(708)、第三導(dǎo)熱絕緣層(707)、第二石墨層(706)、第二導(dǎo)熱絕緣層(705)、焊接層(704)、第一石墨層(703)、第一導(dǎo)熱絕緣層(702)和線路層(701)，從下往上依次壓合在一起。
文檔編號H01L33/00GK201570512SQ20092020479
公開日2010年9月1日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者郭寂波 申請人:深圳市勁升迪龍科技發(fā)展有限公司