本发明涉及一种LED高导热金属基板及其制备工艺。
背景技术：
通常，大功率LED使用蓝宝石、SiC、单晶硅等材料作为基片材料。但是由于蓝宝石的散热性较差，导致生产的LED使用寿命较短，严重限制其应用范围；而SiC基片生产成本较高，也影响其工业应用。单晶硅生产工艺成熟，原材料易得，现正逐步取代以前的基片材料。但随着研究的深入，人们发现硅对可见光有吸收，而且散热性能也不甚理想。
采用传统的金属基板散热效果也不佳，金属基板的热传导路径需经过一层绝缘层，而一般绝缘层的导热系数很小，会导致LED灯珠的热量传导速度很慢，热量仍不能及时散出去。既使国外有将金属基板中的绝缘层导热系数提高，制作高端的金属基板，但成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种用于LED高导热金属基板，结构独特设计，适用于大功率LED领域，散热快、使用寿命长，环保且生产成本较低，符合大规模工业应用的条件，产品质量标准符合欧盟标准和美国标准。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LED高导热金属基板，其特征在于，包括从下往上依次设置的金属基板层、绝缘层、铜层和LED灯珠，还包括电镀铜层，所述绝缘层和铜层具有上下贯穿的通孔，所述金属基板层包括基板部和凸起部，所述基板部位于所述绝缘层下方，呈平板形，所述凸起部从所述基板部向上延伸凸起并伸入所述绝缘层和所述铜层的通孔中，LED灯珠的底部与所述凸起部接触，所述铜层上设有导线，所述电镀铜层位于LED灯珠的电极引脚和铜层的导线之上，且连接LED灯珠的电极引脚和所述铜层的导线。本发明的LED灯珠底部可通过基板的凸起部向外散热，LED高导热金属基板导热性能好，适用于大功率LED领域，使用寿命长。
优选地，所述金属基板层的基板部和凸起部一体成型。
进一步地，所述金属基板层是金箔、银箔、黄铜箔、铜箔、镍箔、铝箔或不锈钢箔。
本发明还提供一种LED高导热金属基板的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备具有基板部和凸起部的金属基板，作为金属基板层，所述基板部呈平板形，所述凸起部从所述基板部向上延伸凸起；
(2)在金属基板层具有凸起部的一面，于基板部上单面涂覆绝缘膜形成绝缘层；
(3)在金属基板层的基板部带有绝缘膜的一侧上覆铜形成铜层；
(4)在铜层上腐蚀出导线；
(5)在其表面通过电镀铜，使LED灯珠的电极引脚与铜层的导线固定。
该制备工艺实现了LED高导热金属基板的无焊料连接工艺，采用的原料均不含重金属，对环境友好。
进一步地，所述金属基板层是金箔、银箔、黄铜箔、铜箔、镍箔、铝箔或不锈钢箔。
进一步地，步骤(2)中所述绝缘膜是氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜。
进一步地，步骤(3)中所述覆铜方法是大面积覆铜或网格覆铜。
进一步地，步骤(4)中所述腐蚀出导线的方法是机械法或电化学法。
进一步地，步骤(5)中所述电镀铜的方法是酸性镀铜、脉冲镀铜或旋转镀铜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)绿色环保。本发明提供的连接工艺，采用的原料均不含重金属，对环境友好；
(2)工艺简单。本发明提供的连接工艺，采用的原料简单易得，生产工艺简单易于操作，适于连续化生产；
(3)本发明的LED电极引脚直接生长在涂有高导热绝缘材料的金属箔上，实现了无焊料连接，这样既能显著提高大功率LED的散热性能，延长LED的使用寿命，又能降低基片成本，扩大LED的应用领域；
(4)本发明所述的方法制得的LED高导热金属基板导热性能好，适用于大功率LED领域，使用寿命长，且生产成本较低，符合大规模工业应用的条件，产品质量标准符合欧盟标准和美国标准。
附图说明
图1是实施例1的LED高导热金属基板的截面结构示意图；
其中，各附图标记表示的含义是：
1-金属基板层，11-基板部，12-凸起部，2-绝缘层，3-铜层，31-导线，4-LED灯珠，41-电极引脚，5-电镀铜层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例的LED高导热金属基板，其结构如图1，包括从下往上依次设置的金属基板层1、绝缘层2、铜层3和LED灯珠4，还包括电镀铜层5，绝缘层2和铜层3具有上下贯穿的通孔，金属基板层1包括基板部11和凸起部12，基板部11位于绝缘层2下方，呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起并伸入绝缘层2和铜层3的通孔中，LED灯珠4的底部与凸起部12接触，铜层3上设有导线31，电镀铜层5位于LED灯珠的电极引脚41和铜层的导线31之上，且连接LED灯珠的电极引脚41和铜层的导线31。优选地，金属基板层的基板部11和凸起部12一体成型。金属基板层可以是金箔、银箔、黄铜箔、铜箔、镍箔、铝箔或不锈钢箔中的任意一种。
实施例2
本实施例的金属基板结构同实施例1，金属基板层是铜箔。本实施例的LED高导热金属基板，制备工艺如下：
制备具有基板部11和凸起部12的铜箔，基板部11呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起；在铜箔具有凸起部的一面，于基板部11上单面均匀涂覆氧化铝膜层，以提高其导热性和绝缘性能，然后在其上用大面积覆铜法实行单面覆铜，再用电化学法在其上腐蚀出导线。最后把LED灯珠安置于金属基板层的凸起部上，使LED灯珠的底部与铜箔的凸起部12接触，电极引脚41搭在导线31上，然后通过酸性电镀铜的方式，使大功率LED灯与铜箔长成一体，实现LED高导热铜箔基板的无焊料连接。
实施例3：
本实施例的金属基板结构同实施例1，金属基板层是铝箔。本实施例的LED高导热金属基板，制备工艺如下：
制备具有基板部11和凸起部12的铝箔，基板部11呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起；在铝箔具有凸起部的一面，于基板部11上单面均匀涂覆适量的聚乙烯膜层，以提高其导热性和绝缘性能，然后在其上用网格覆铜法实行单面覆铜，再用机械法在其上刻蚀出导线。最后把LED灯珠安置于金属基板层的凸起部上，使LED灯珠的底部与铜箔的凸起部12接触，使其电极引脚41搭在导线31上，然后通过旋转电镀铜的方式，使大功率LED灯与铝箔长成一体，实现LED高导热铝箔基板的无焊料连接。
实施例4
本实施例的金属基板结构同实施例1，金属基板层是镍箔。本实施例的LED高导热金属基板，制备工艺如下：
制备具有基板部11和凸起部12的镍箔，基板部11呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起；在镍箔具有凸起部的一面，于基板部11上单面均匀涂覆适量的氮化铝膜层，以提高其导热性和绝缘性能，然后在其上用大面积覆铜法实行单面覆铜，再用电化学法在其上腐蚀出导线。最后把LED灯珠安置于金属基板层的凸起部上，使LED灯珠的底部与铜箔的凸起部12接触，使其电极引脚41搭在导线31上。然后通过脉冲电镀铜的方式，使大功率LED灯与镍箔长成一体，实现LED高导热镍箔基板的无焊料连接。
实施例5
本实施例的金属基板结构同实施例1，金属基板层是不锈钢箔。本实施例的LED高导热金属基板，制备工艺如下：
制备具有基板部11和凸起部12的不锈钢箔，基板部11呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起；在不锈钢箔具有凸起部的一面，于基板部11上单面均匀涂覆适量的聚四氟乙烯膜层，以提高其导热性和绝缘性能。然后在其上用网格覆铜法实行单面覆铜，再用电化学法在其上腐蚀出导线。最后把LED灯珠安置于金属基板层的凸起部上，使LED灯珠的底部与铜箔的凸起部12接触，使其电极引脚41搭在导线31上。然后通过旋转电镀铜的方式，使大功率LED灯与不锈钢基板长成一体，实现LED高导热不锈钢基板的无焊料连接。
实施例6
本实施例的金属基板结构同实施例1，金属基板层是黄铜箔。本实施例的LED高导热金属基板，制备工艺如下：
制备具有基板部11和凸起部12的黄铜箔，基板部11呈平板形，凸起部12从基板部11向上延伸凸起；在黄铜箔具有凸起部的一面，于基板部11上单面均匀涂覆适量的氮化硅膜层，以提高其导热性和绝缘性能。然后在其上用大面积覆铜法实行单面覆铜，再用机械法在其上刻蚀出导线。最后把LED灯珠安置于金属基板层的凸起部上，使LED灯珠的底部与铜箔的凸起部12接触，使其电极引脚41搭在导线31上，然后通过酸性电镀铜的方式，使大功率LED灯与黄铜箔长成一体，实现LED高导热黄铜箔基板的无焊料连接。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。