专利名称：一种led灯具及led灯具的基板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及照明领域，特别涉及一种LED灯具及其基板。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)作为新一代固态光源，具有寿命长、高 效节能、绿色环保等众多优点，被广泛地应用到照明领域中。随着科技发展，先进技术不断 地应用于半导体照明中，以使LED的光效不断提升，成本继续下降。LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半 导体之间有一个过渡层，称为PN结。当电源的正极连接PN结的P型半导体、负极连接PN 结的N型半导体，电流从P型半导体流向N型半导体，注入的电子与空穴复合时会把多余的 能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，但是在复合的时候存在部分非辐 射复合，非辐射复合是将电能以热能的形式释放出去。电子与空穴复合后发出的光并不是 全部能够发射到LED灯管的外，它会在PN结和环氧树脂/硅胶内部被吸收并转化热量。这 种热量是致命的，因为不能充分散热，会是使LED内部温度升高，温度越高，LED的发光效率 降低，且温度越高，LED寿命越短，严重情况会导致LED芯片立刻失效，所以，散热仍是大功 率LED应用巨大障碍。为了将LED产生的热量散发出去，通常在LED灯具上制作用于散热的装置。图1 为现有的LED灯具的结构示意图，结合图1，对LED灯具的结构进行说明，具体如下现有的LED灯具包括LED、铝基板和散热部；LED通过焊接固定于铝基板制作有电 路的一面；铝基板的另一面固定有用于散热的散热部。其中，散热部包括散热鳍片101和导热层102 ；铝基板包括铝板103、绝缘层104、 敷铜层105和阻焊层106 ；LED包括基座107、PN结108、第一电极109、第二电极110、连接 线111和聚光部112。铝基板中的铝板103将焊接于铝基板的LED产生的热量散发出去；绝缘层104制 作于铝板103的一表面，用于隔离铝板103和制作于绝缘层104表面的敷铜层105，防止制 作于敷铜层105上的电路与铝板103接触引起短路；可根据电路设计对制作于绝缘层104 上的敷铜层105进行刻蚀，形成LED灯具的内部连接电路；阻焊层106覆盖于敷铜层105 的部分表面，用于保护其下的敷铜层105，以避免在焊接器件过程中对制作于敷铜层105的 LED灯具电路的破坏；阻焊层106未覆盖的敷铜层105的表面可用以焊接LED，以使LED与 敷铜层105上的相应电路连接。LED的基座107的一表面与敷铜层105接触，另一表面制作有PN结108，用于将PN 结108产生的热量通过敷铜层105传导出去。PN结108的P型半导体通过连接线111与第 一电极109连接，N型半导体通过连接线111与第二电极110连接，也可N型半导体通过连 接线111与第一电极109连接，P型半导体通过连接线111与第二电极110连接；PN结108 用于将电能转换为光能。连接线111为连接电极和PN结108的金属导线，可为金线。第一 电极109的一端与基座107通过绝缘塑胶固定，另一端固定于未被阻焊层106覆盖的敷铜层105，固定于基座107的第一电极109的一端可通过连接线111与PN结108的P型半导 体或N型半导体连接，用于连接PN结108和制作于敷铜层105上的电路。第二电极110的 一端与基座107通过绝缘塑胶固定，另一端固定于未被阻焊层106覆盖的敷铜层105，固定 于基座107的第二电极110的一端可通过连接线111与PN结108的N型半导体或P型半导 体连接，用于连接PN结108和制作于敷铜层105上的电路。聚光部112包覆于PN结108、 连接线111、第一电极109与PN结108连接的部分和第二电极110与PN结108连接的部 分，用于保护其下的PN结108和连接线111，增加PN结108的出光率，具有一定的聚光功 能；聚光部112可采用环氧树脂或硅胶。为了避免电极和基座之间的接触造成PN结短路， 通常是将与基座107接触的敷铜层105和与电极接触的敷铜层105隔离开，以使第一电极 109接触敷铜层105的一端、第二电极109接触敷铜层105的一端和接触敷铜层105的基座 107三者相互电隔离。散热部的散热鳍片101包括分布于未接触铝板103的导热层102表面、间隔一定 距离的多片金属片，用于将导热层102传导出的热量通过多片金属片散发出去；多片金属 片增大了散热面积，当空气在多片金属片之间的间隔流动时，可带走较多的热量，具有较佳 的散热效果。导热层102用于填充散热鳍片101与未接触绝缘层104的铝板103表面间的 空隙，提高导热能力；导热层102可为硅脂或导热硅胶片。
图2为现有的LED灯具的散热路径示意图。结合图2，对现有的LED灯具的散热路 径进行说明，具体如下大功率LED灯具的PN结108在将电能转换为光能时，也会产生大量的热量，其中 少部分热量在发光的同时通过聚光部112散发到空气中，大部分热量通过与PN结108接触 的基座107、与基座107接触的敷铜层105、与敷铜层105接触的绝缘层104传导至与绝缘 层104接触的铝板103，通过铝板103将热量传导出去；若大功率LED灯具的铝板103下还 具有散热部，则铝板103可进一步通过导热层102将热量传导至散热鳍片101的多片金属 片上，通过多片金属片将热量散发出去。通常金属的导热系数较大，具有较佳的导热效果， 比如铜的导热系数约为400瓦每米每开(W/mk)，铁的导热系数约为80W/mk，铝的导热系数 约为200W/mk ；绝缘材料的导热系统一般小于lW/mk ；因此，现有的大功率LED灯具中，铝基 板上制作的绝缘层104阻碍了热量的传导，使得现有的大功率LED灯具的散热效果不佳，降 低了 LED的效率，缩短了 LED的寿命。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种LED灯具的基板，该基板能够提高热 传导能力，增强散热效果。本实用新型的目的在于提供一种LED灯具，该灯具能够提高热传导能力，增强散 热效果。为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的一种LED灯具的基板，该基板包括用以传导热量的导热板；以及，用于制作电路的敷铜层；以及，设置于导热板表面与敷铜层间、用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层；[0019]以及，覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层的阻焊层；位于LED基座下方的所述绝缘层表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽， 所述填充槽底面接触所述导热板。上述基板中，所述填充槽平行于所述绝缘层表面的截面面积小于LED基座平行于 所述绝缘层表面的面积，所述填充槽垂直于所述绝缘层表面方向的深度大于绝缘层厚度且 小于导热板与绝缘层厚度之和。上述基板中，所述导热板为铜或铝。一种LED灯具，包括设置有基座的LED以及用于装设LED的基板，所述LED的基座的一表面设置有PN结；所述基板包括用以传导热量的导热板、用于制作电路的敷铜层、设置于导热板表 面与敷铜层间用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层、以及覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层 的阻焊层；位于LED基座下方的所述绝缘层表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽， 所述填充槽底面接触所述导热板；该灯具还包括填充于所述导热板的填充槽内、且一端面接触所述填充槽底面另 一端面接触LED基座的填充部。上述灯具中，所述填充槽平行于所述绝缘层表面的截面面积小于LED基座平行于 所述绝缘层表面的面积，所述填充槽垂直于所述绝缘层方向的深度大于绝缘层的厚度且小 于导热板与绝缘层厚度之和。较佳地，该灯具进一步包括用于增大散热面积的散热部，所述散热部固定于所述导热板未设置绝缘层的表面。上述灯具中，所述散热部包括用于增大散热面积的散热鳍片和用于将导热板的 热量传导至散热鳍片导热层；所述导热层填充于散热鳍片和所述导热板未设置绝缘层表面间的缝隙；所述散热鳍片包括分布于未接触导热板的导热层表面的多片金属片，所述相邻两 金属片间具有一间隔。上述灯具中，所述导热板为铜板，所述散热鳍片为铜，则所述填充部为锡膏，所述 导热层为锡。上述灯具中，所述导热板为铝板，则所述填充部包括接触导热板的金属镀层和填 充填充槽并接触LED基座的锡膏，所述导热层包括接触导热板的金属镀层和填充金属镀层 和散热鳍片间缝隙的锡膏。较佳地，所述散热鳍片为铝，则所述导热层进一步包括接触散热鳍片的金属镀层。由上述的技术方案可见，本实用新型提供了一种LED灯具及LED灯具的基板，LED 灯具的基板包括用以传导热量的导热板；以及，用于制作电路的敷铜层；以及，设置于导 热板表面与敷铜层间、用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层；以及，覆盖于敷铜层表面用以保 护敷铜层的阻焊层；位于LED基座下方的所述绝缘层表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖 的填充槽，所述填充槽底面接触所述导热板。LED灯具包括设置有基座的LED以及用于装 设LED的基板，所述LED的基座的一表面设置有PN结；所述基板包括用以传导热量的导热 板、用于制作电路的敷铜层、设置于导热板表面与敷铜层间用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层、以及覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层的阻焊层；位于LED基座下方的所述绝缘层 表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽，所述填充槽的底面接触所述导热板；该灯 具还包括填充于所述导热板的填充槽内、且一端面接触填充槽底面另一端面接触LED基 座的填充部。采用本实用新型的LED灯具及LED灯具的基板，该基板的绝缘层上设置有填 充槽，且填充槽底面接触导热板，具有上述基板的LED灯具中，填充于填充槽中的填充部将 LED基座与导热板直接连接，避免了绝缘层对LED基座传导出的热量的阻挡，以使PN结产生 的热量能直接传导至导热板，提高了热传导能力，增强了散热效果。
图1为现有的LED灯具的结构示意图。图2为现有的LED灯具散热路径的示意图。图3为本实用新型LED灯具的基板的结构示意图。 图4为本实用新型LED灯具的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施 例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供了一种LED灯具及LED灯具的基板，该LED灯具的基板的绝缘层 上设置有填充槽，填充槽的底面接触导热板且未被敷铜层和阻焊层覆盖，具有上述基板的 LED灯具中，填充于填充槽中的填充部将LED基座与导热板直接连接，避免了绝缘层对LED 基座传到出的热量的阻挡，以使PN结产生的热量能直接传导至导热板，提高了热传导能 力；具有散热部的LED灯具中，散热部与基板接触的导热层不再选用导热系数较低的硅脂 或导热硅胶片，而选用了导热系数较高的金属，提高了基板与散热部间的热传导能力，增强 了散热效果。图3为本实用新型LED灯具的基板的结构示意图。结合图3，对本实用新型LED灯 具的基板的结构进行说明，具体如下；本实用新型LED灯具的基板包括导热板203、绝缘层204、敷铜层205和阻焊层 206。导热板203用于将LED的PN结产生的热量传导出去；导热板203可选用导热系数 较高的材质，比如导热系数较高的金属、导热陶瓷等，铜的导热系数为400瓦每米每开(W/ mk)，铁的导热系数为80W/mk，铝的导热系数为200W/mk。本实施例的导热板203可为导热 系数较高的金属，比如铜或铝。绝缘层204设置于导热板203表面，用于隔离导热板203和设置于绝缘层204表 面的敷铜层205，防止制作于敷铜层205上的电路与导热板203接触引起短路。绝缘层204 未接触导热板203的表面设置有未被敷铜层205和阻焊层206覆盖的底面接触导热板203 的填充槽2031，其可使LED的基座产生的热量直接传导至导热板203。填充槽2031平行于 绝缘层204表面的面积小于LED基座的面积，其垂直于绝缘层204表面方向的深度大于绝 缘层204厚度且小于导热板203与绝缘层204的厚度之和，也就是填充槽2031的底面接触 导热板203。比如导热板203的厚度为1.0mm、1.2mm、1.6mm、2. Omm等，绝缘层204的厚度约为0. 1mm，填充槽2031的深度只要大于0. 5mm就可保证完全去除位于LED基座和导热板 203之间的绝缘层204。敷铜层205设置于绝缘层204的表面且远离绝缘层204的填充槽2031。可根据电 路设计对设置于绝缘层204上的敷铜层205进行刻蚀，形成LED灯具的内部连接电路。阻 焊层206覆盖于敷铜层205的部分表面，用于保护其下的敷铜层205，以避免在焊接器件过 程中对制作于敷铜层205的电路的破坏；LED焊接于未被阻焊层206覆盖的敷铜层205上。图4为本实用新型LED灯具的结构示意图。现结合图4，对本实用新型LED灯具的 结构进行说明，具体如下本实用新型LED灯具包括LED、基板和填充部207，其中，LED与现有的LED结构相 同，设置有基座107 ；基板具有图3所示结构，在此不再对LED和基板的结构进行赘述。未设置有PN结108的LED基座107表面朝向导热板203上的填充槽2031 ；LED 的基座107与基板的导热板203间具有一填充部207，其填充于绝缘层204表面的填充槽 2031内、且一端面接触导热板203另一端面接触LED的基座107，用以将基座107上设置的 PN结108产生的热量直接传导至基板的导热板203。填充部207为导热系数较高的焊接材 料，比如导热系数大于60W/mk的锡膏；由于填充槽2031在垂直于绝缘层204表面的深度 大于绝缘层204的厚度且小于绝缘层204与导热板203厚度之和，而敷铜层205的厚度较 小，因此，LED的基座107与绝缘层204表面的填充槽2031的距离较近，为了防止溢出填充 槽2031的锡膏与敷铜层205接触引发基座107与电极的短路，填充槽2031平行于绝缘层 204表面的截面面积小于LED基座107平行于绝缘层204的面积，较佳地，与电极连接的敷 铜层205远离填充槽2031。为了提高LED灯具的散热效果，本实用新型的LED灯具可进一步包括装设于未装 设有LED的基板表面的散热部；散热部包括用于增大散热面积的散热鳍片209和用于将导 热板203的热量传导至散热鳍片209的导热层208 ；导热层208填充于散热鳍片209与导 热板203未设置绝缘层204的表面间的缝隙。散热鳍片209的结构与现有技术相同，在此 不再赘述，本实施例中散热鳍片209可为导热系数较高的金属，比如铜或铝。由于硅脂或导 热硅胶片的导热系数小于5W/mk，导热效果不佳，本实用新型LED灯具的导热层208可为金 属，比如导热层208可为锡膏，或者导热层208包括金属镀层和锡膏；金属镀层为铜、镍、 金或银；由于金或银的造价较高，通常不采用金或银，可根据导热板203和散热鳍片209的 材质选择不同的金属。由于铝与锡的粘合力较差，锡无法直接粘附于铝的表面，通常需要在铝的表面制 作一层金属镀层，再在镀层表面进行喷锡处理，所述镀层可为铜、镍、金或银。因此，若基板 的导热板203为铜，则填充部207为锡膏，可直接在填充槽2031内填充锡膏，以使基座107 通过锡膏直接与铜板连接；若基板的导热板203为铝，则填充部207包括接触导热板203的 金属镀层和填充填充槽2031并与LED基座107接触的锡膏，利用电镀或化学镀在铝板的填 充槽2031表面制作金属镀层，在金属镀层上进行喷锡处理，之后利用钢网刮锡使制作有金 属镀层的填充槽2031内填充锡膏；金属镀层为铜、镍、金或银。若导热板203和散热鳍片 209都为铜，则导热层208可为锡，若导热板203和散热鳍片209的其中之一为铝，则导热层 208包括与铝接触的金属镀层和接触其它金属的锡，金属镀层可为铜、镍、金或银。本实用新型的LED灯具的基板表面具有填充槽2031，制作于基板的LED的PN结108产生的热量通过LED基座107、填充部207直接传导至导热板203，无需经过绝缘层204，避免了现有技术中绝缘层对热传导的阻碍，提高了热传导能力，增强了散热效果；具有散热 部的LED灯具的导热层208采用热传导系数较高的金属，避免了现有的硅脂或导热硅胶片 对传导至散热部的热量的阻碍，提高了热传导能力，增强了散热效果。 综上所述，以上为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的保护范 围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 实用新型的保护范围之内。
权利要求一种LED灯具的基板，该基板包括用以传导热量的导热板；以及，用于制作电路的敷铜层；以及，设置于导热板表面与敷铜层间、用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层；以及，覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层的阻焊层；其特征在于，位于LED基座下方的所述绝缘层表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽，所述填充槽底面接触所述导热板。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述填充槽平行于所述绝缘层表面的截 面面积小于LED基座平行于所述绝缘层表面的面积，所述填充槽垂直于所述绝缘层表面方 向的深度大于绝缘层厚度且小于导热板与绝缘层厚度之和。
3.根据权利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述导热板为铜或铝。
4.一种LED灯具，包括设置有基座的LED以及用于装设LED的基板， 所述LED的基座的一表面设置有PN结；所述基板包括用以传导热量的导热板、用于制作电路的敷铜层、设置于导热板表面与 敷铜层间用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层、以及覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层的阻 焊层；其特征在于，位于LED基座下方的所述绝缘层表面设置有未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽，所述 填充槽底面接触所述导热板；填充于所述导热板的填充槽内、且一端面接触所述填充槽底面另一端面接触LED基座 的填充部。
5.根据权利要求4所述的灯具，其特征在于，所述填充槽平行于所述绝缘层表面的截 面面积小于LED基座平行于所述绝缘层表面的面积，所述填充槽垂直于所述绝缘层方向的 深度大于绝缘层的厚度且小于导热板与绝缘层厚度之和。
6.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，该灯具进一步包括用于增大散热面积的 散热部，所述散热部固定于所述导热板未设置绝缘层的表面。
7.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述散热部包括用于增大散热面积的散 热鳍片和用于将导热板的热量传导至散热鳍片导热层；所述导热层填充于散热鳍片和所述导热板未设置绝缘层表面间的缝隙； 所述散热鳍片包括分布于未接触导热板的导热层表面的多片金属片，所述相邻两金属 片间具有一间隔。
8.根据权利要求7所述的灯具，其特征在于，所述导热板为铜板，所述散热鳍片为铜，则所述填充部为锡膏，所述导热层为锡。
9.根据权利要求7所述的灯具，其特征在于，所述导热板为铝板，则所述填充部包括接触导热板的金属镀层和填充填充槽并接触 LED基座的锡膏，所述导热层包括接触导热板的金属镀层和填充金属镀层和散热鳍片间缝 隙的锡膏。
10.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述散热鳍片为铝，则所述导热层进一步包括接触散热鳍片的金属镀层。
专利摘要本实用新型提出了一种LED灯具及LED灯具的基板，LED灯具的基板包括用以传导热量的导热板、用于制作电路的敷铜层、制作于导热板表面与敷铜层间用于隔离导热板和敷铜层的绝缘层、覆盖于敷铜层表面用以保护敷铜层的阻焊层；该基板还包括位于LED基座下方的绝缘层表面设置的未被敷铜层和阻焊层覆盖的填充槽；具有上述基板的LED灯具还包括填充于填充槽、且一端面接触所述填充槽底面另一端面接触LED基座的填充部。采用本实用新型的灯具及基板，PN结产生的能量可直接通过LED基座、填充部传导至基板的导热板，避免了现有技术中绝缘层对LED基座与导热板间热量传导的阻碍，提高了导热能力，增强了散热效果。
文档编号F21V23/00GK201599745SQ20102000319
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者黄硕 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司