一种基于硬质氧化铝材料的led基板及其制备方法
【专利摘要】一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，包括：基板和引线框架，基板表面设有氧化层，引线框架贴合于基板的表面，引线框架与基板胶合固定，引线框架上设有LED芯片。还公开了其制造方法，包括：切割基板、基板氧化处理、基板染色、蚀刻引线框架、电镀引线框架、胶合和烘烤。本发明采用硬质氧化铝材料作为LED基板，与传统的LED基板比较，成本更低，不仅解决了散热性能差的问题还同时保证其绝缘能力。
【专利说明】一种基于硬质氧化铝材料的LED基板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED模组，具体涉及一种基于硬质氧化铝材料的LED基板。
【背景技术】
[0002]传统的铝基板的结构如图2所示，主要由基板，绝缘层，线路层所组成，基板采用的材料为铝。铝基板负责散热，线路层负责导通线路与焊线，绝缘层负责隔离线路与散热层。由于绝缘层通常是由散热系数低的环氧树脂制成，所以散热效果通常并不理想。
[0003]铜基板的结构如图3所示，基板采用的材料为铜，其底部直接与金属接触散热，线路为PPA或者其他绝缘材料隔离，优点是散热良好，但工艺比较复杂，价格相对较高。
[0004]陶瓷基板的结构如图4所示，基板采用的材料为陶瓷。由于陶瓷本身绝缘，并且拥有较高的导热系数，因此无需绝缘，芯片和线路可以直接固定到基板上，工艺简单，但由于陶瓷价格，基板价格较高。
[0005]因此现在急迫的需要开发一种价格低廉，同时兼顾绝缘和散热的基板。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，既保留了铝基板原有的特点，又对散热做出了改进，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
[0007]作为本发明的第一方面，一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于，包括:基板和引线框架，所述基板表面设有氧化层，所述引线框架贴合于基板的表面，所述引线框架与基板胶合固定，所述引线框架上设有LED芯片。
[0008]进一步，所述基板的形状为圆形或多边形。
[0009]进一步,所述基板的厚度为0.5_3mm。
[0010]进一步，所述氧化层的厚度为10-80 μ m。
[0011]进一步，所述基板的材料为纯铝或铝合金。
[0012]作为本发明的第二方面，一种基于硬质氧化铝材料的LED基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0013](I)切割基板:将基板切割成所需要的形状大小；
[0014](2)基板氧化处理:将基板进行硬质阳极氧化处理，同时调整氧化层厚度；
[0015](3)基板染色:对氧化处理完的基板进行染色处理或是放弃染色；
[0016](4)蚀刻引线框架:将铜片通过蚀刻工艺加工成引线框架；
[0017](5)电镀引线框架:将引线框架进行电镀处理；
[0018](6)胶合:引线框架一面涂以胶水，然后将引线框架贴合于基板上；
[0019](7)烘烤:将基板和引线框架放入烤箱烘烤固定。
[0020]进一步，所述基板的染色处理可以选择白色、银色和银白色。
[0021 ] 进一步，所述电镀处理可以选择镀金或是镀银。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]1、成本低廉，产品结构简单，同时基板材料选择的是价格低廉的铝，因此无论是人力或是材料都比其他的基板成本更低。
[0024]2、兼顾散热性能和绝缘能力，将环氧树脂用氧化层代替，相比于环氧树脂，氧化层的散热能力更强，但是也同样能起到绝缘作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明整体结构图。
[0026]图2为传统的铝基板结构图。
[0027]图3为铜基板的结构图。
[0028]图4为陶瓷基板的结构图。
[0029]图5为本发明基板的结构图。
[0030]图6为本发明引线框架的结构图。
[0031]附图标记:
[0032]基板100、氧化层110、绝缘层120和线路层130。
[0033]引线框架200。
[0034]LED 芯片 300
【具体实施方式】
[0035]以下结合具体实施例，对本发明作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0036]实施例1
[0037]图1为本发明整体结构图、图2为传统的铝基板结构图、图3为铜基板的结构图、图4为陶瓷基板的结构图、图5为本发明基板的结构图和图6为本发明引线框架的结构图。
[0038]如图1所不，一种基于硬质氧化招材料的LED基板包括:基板100和引线框架200,基板100表面设有氧化层110，引线框架200贴合于基板100的表面，引线框架200与基板100胶合固定，引线框架200上设有LED芯片300。
[0039]如图5和图6所示，其中，基板100的材料可以选择纯铝或铝合金，厚度为0.5_3mm之间。本实施例中，基板100的材料选择的是纯铝，铝的成本相较于陶瓷的成本更加低廉，同时其散热能力强，但因为是金属制品，因此需要做好绝缘措施，本发明通过对基板100进行硬质阳极氧化处理，在基板100表面形成一层氧化层110。氧化层110能够起到绝缘作用，同时因为其厚度非常薄，氧化层110的厚度为10-80 μ m之间，因此对引线框架200与基板100之间的接触距离影响较小，从而使得基板100的散热性能得到提高，本实施例中氧化层110的厚度为50 μ m，基板100的厚度为0.8mm。引线框架200贴合于基板100的表面，通过在引线框架200上涂抹胶水后与基板100胶合，本实施例中胶水采用的是环氧胶水，因为有氧化层110，因此不全部依赖于环氧胶水来绝缘，使得环氧胶水的厚度明显减少，整个基板100的的散热能力有了提高。基板100的形状可以选择圆形或多边形，本实施例中采用的是矩形。
[0040]传统的铝基板的结构如图2所示，主要功能由基板100，绝缘层120，线路层130所组成，基板100采用的材料为铝。采用铝作为材料的基板100负责散热，线路层130负责导通线路与焊线，绝缘层120负责隔离线路与散热层。由于绝缘层120通常是由散热系数低的环氧树脂制成，所以散热效果通常并不理想。
[0041]铜基板的结构如图3所示，基板100采用的材料为铜，其底部直接与金属接触散热，采用聚邻苯二酰胺简称PPA作为绝缘层120，利用铜片作为线路层130，其优点是散热良好，但工艺比较复杂，价格相对较高。
[0042]陶瓷基板的结构如图4所示，基板100采用的材料为陶瓷。由于陶瓷本身绝缘，并且拥有较高的导热系数，因此无需绝缘，LED芯片300和线路可以直接固定到基板100上，工艺简单，但由于陶瓷价格，基板100价格较高。
[0043]综上所述，我们可以发现如果基板材料想要从廉价的角度出发，则陶瓷就不是非常好的选择；从绝缘的角度来说，铜基板采用的是PPA作为绝缘层120，其价格较高，同时技术较为复杂，很难进行改进。因此本发明从铝的性质上出发，众所周知，氧化铝本身绝缘性非常好，危险性低，如果直接采用铝作为基板100，然后在基板100表面进行硬质阳极氧化处理，直接能产生可以任意调节厚度的氧化层110作为绝缘层120，其材料和技术成本会非常低。
[0044]本发明的制备方法，具体包括以下步骤:
[0045](I)切割基板:将基板100切割成所需要的形状大小，本实施例中是矩形，因此先把基板100切割成矩形；
[0046](2)基板氧化处理:将基板100进行硬质阳极氧化处理，同时调整氧化层110厚度，完成阳极氧化处理后用夹具进行固定。氧化层110的厚度直接影响基板的散热性能，在实际生产操作中可以将厚度控制在10-80 μ m的范围内，本实施例中是将厚度设置在50 μ m,这样既可以保证基板100和引线框架200的绝缘性，也不会影响铝基板的散热性能；
[0047](3)基板染色:对氧化处理完的基板100进行染色处理或是放弃染色，颜色选择包括白色、银色和银白色，本实施例中是采用有色氧化，选择的颜色为白色；
[0048](4)蚀刻引线框架:将铜片通过蚀刻工艺加工成引线框架200，引线框架200的材质选用的是铜，本实施例中是将引线框架200加工成“凸”字型，用夹具进行固定；
[0049](5)电镀引线框架:将引线框架200进行电镀处理，可以选择镀金或是镀银，增强其导电性能；
[0050](6)胶合:引线框架200 —面涂以胶水，然后将引线框架200贴合于基板100上，本实施例中胶水采用的是环氧胶水，环氧胶水不涂抹在引线框架200以外的地方，将涂抹胶水后的引线框架200与固定在夹具中的基板100进行贴合。固定两种材料的夹具之间相互固定，紧密贴合；
[0051](7)烘烤:将基板100和引线框架200放入烤箱烘烤固定，将夹具以及被夹具固定的基板100和引线框架200 —起送入烤箱烘烤，烘烤后的引线框架200与基板100会牢固粘接在一起。
[0052]完成上述步骤后，引线框架200与基板100粘接牢固后即完成了制备。完成后是一整块的LED基板连板，可以在其表面进行LED封装，将封装完成后的LED基板连板进行切害I]，成为LED光源；或者将LED基板连板先进行切割，再在其表面进行封装，成为LED光源。
[0053]以上对本发明的【具体实施方式】进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。
【权利要求】
1.一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于，包括:基板(100)和引线框架(200)，所述基板(100)表面设有氧化层(110)，所述引线框架(200)贴合于基板(100)的表面，所述引线框架(200)与基板(100)胶合固定，所述引线框架(200)上设有LED芯片(300)。
2.根据权利要求1所述的一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于:所述基板(100)的形状为圆形或多边形。
3.根据权利要求1所述的一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于:所述基板(100)的厚度为0.5-3_。
4.根据权利要求1所述的一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于:所述氧化层(110)的厚度为10-80 μ m。
5.根据权利要求1所述的一种基于硬质氧化铝材料的LED基板，其特征在于:所述基板(100)的材料为纯招或招合金。
6.一种如权利要求1所述的基于硬质氧化铝材料的LED基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (O切割基板:将基板(100)切割成所需要的形状大小； (2)基板氧化处理:将基板(100)进行硬质阳极氧化处理，同时调整氧化层(110)厚度； (3)基板染色:对氧化处理完的基板(100)进行染色处理或是放弃染色； (4)蚀刻引线框架:将铜片通过蚀刻工艺加工成引线框架(200)； (5)电镀引线框架:将引线框架(200)进行电镀处理； (6)胶合:引线框架(200)—面涂以胶水，然后将引线框架(200)贴合于基板(100)上； (7)烘烤:将基板(100)和引线框架(200)放入烤箱烘烤固定；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述基板(100)的染色处理可以选择白色、银色和银白色。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:所述电镀处理可以选择镀金或是镀银。
【文档编号】H01L33/64GK104347777SQ201310312264
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】李建胜 申请人:上海鼎晖科技股份有限公司