专利名称：一种发光二极管焊接散热装置及方法
技术领域：
本发明涉及功率器件的焊接、散热装置及方法，具体的说，涉及一种LED(Light Emitting Diode，发光二极管)器件的焊接、散热装置及方法。
背景技术：
随着功率器件的功率密度进一步提高，功率器件的散热问题成为制约功率密度提 高的主要因素之一 ；LED功率器件为进一步提高发光强度，功率密度同时进一步提高，由此 带来散热问题。LED的发光效率、发光半衰期等重要指标，均与LED器件本体的温度直接相 关，必须保持合理的LED器件本体温度，才能较好的推广使用LED产品。
现有的LED产品的焊接散热装置通常采用金属基板，目前，对于散热问题流行的 解决方案是在器件本体上加大焊盘，通过将功率器件的大焊盘与金属基板直接焊接，再与 散热器良好连接，来解决散热问题。这样的焊接散热装置其散热效果有待于进一步提高，并 且由于LED产品现在单价较高，加上金属基板的高昂费用，造成了成本的提高，从这方面来 说，严重制约着LED产品的推广使用。 由于以上原因，需要有较好的解决方案，来进一步提高LED产品的性价比，才能使 LED产品更好地在市场上普及使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管焊接散热装置及方法，降低成 本的同时增强发光二极管器件的散热效果。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发光二极管焊接散热装置，用于将发
光二极管与基板相焊接，所述发光二极管本体包括大焊盘及引脚，所述基板为绝缘板，具有
与发光二极管相接触的第一表面及相对应的第二表面，所述第二表面具有金属覆层，所述
基板上并设有与所述大焊盘相匹配的焊盘孔，所述焊盘孔中具有导热材料，所述大焊盘通
过所述导热材料与所述金属覆层连接。 优选的，所述基板为FR-4双面环氧基板。 优选的，所述基板第一表面上还具有与发光二极管引脚相匹配的焊盘。
优选的，所述金属覆层为覆铜。 优选的，所述焊接散热装置还包括散热器，所述基板第二表面与散热器之间用双 面导热胶连接。 优选的，所述导热材料为焊锡。 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种发光二极管焊接散热方法，用于对 包括大焊盘的发光二极管本体进行焊接，所述方法包括以下步骤 (1)在绝缘基板上设置与所述大焊盘相适应的焊盘孔，在基板第一表面设置与发 光二极管引脚相匹配的焊盘，在基板第二表面设置金属覆层； (2)将所述大焊盘与所述焊盘孔对应后，焊接发光二极管引脚至所述基板第一表
3面的焊盘； (3)在所述焊盘孔内填充导热材料，使所述大焊盘通过所述导热材料与所述金属 覆层相连接。 进一步来说，所述基板为FR-4双面环氧基板。
进一步来说，所述金属覆层为覆铜。
进一步来说，所述方法还包括以下步骤 (4)设置散热器，将所述基板第二表面与散热器用双面导热胶连接。
进一步来说，所述导热材料为焊锡。 采用本发明的焊接散热装置及方法，将在散热、费用、工艺可靠性方面极大地提高 LED的应用水平。本发明由于采用了绝缘板，其散热效果与金属基板相比，可以进一步降低 LED到散热器的热阻。经实验证明，在相同环境条件，在相同工作条件下的LED，采用本发明 可以使LED的焊盘温度降低2(TC左右，很好的解决了 LED的散热问题。
对应采用金属基板中最常用、廉价的铝基板，采用上述方案，用于散热的费用，除 去散热器外，FR-4双面环氧板的价格是铝基板的10%，相对于一块100mn^l00mm的基板，可 以节约54RMB，可见本发明相对采用金属基板的装置具有成本低的特点，这对于产品的推广 将起到决定性的作用。 同时，发光二极管器件焊接的可靠性将得到很好的保障。
图1为本发明实施例所针对的LED灯结构示意图。
图2为本发明实施例的基板第一表面结构示意图。 图3为本发明实施例的LED灯引脚与基板第一表面相焊接的结构示意图。
图4为本发明实施例的LED灯与基板焊接后的结构示意图。
图5为本发明实施例的焊接散热装置与散热器相连接的结构示意图。
图6为本发明实施例的焊接散热方法流程图。
具体实施例方式
本发明的主要思想是采用绝缘板作为基板，在基板不与发光二极管接触的表面设
置金属覆层，基板上并设有与发光二极管大焊盘相匹配的焊盘孔，所述焊盘孔中具有导热
材料，所述大焊盘通过所述导热材料与所述金属覆层连接，从而本发明与采用金属基板的
焊接散热装置及方法相比具有成本低、散热效果好的特点。 下面结合附图及具体实施方式
对本发明技术方案进行详细说明。 参照图1所示，为本发明实施例所针对的LED灯结构示意图，图中所示LED灯包括
大焊盘10、引脚11。参照图2所示，为本发明实施例的基板第一表面结构示意图，所示基板
20上包括焊盘孔21、焊盘22。参照图3所示，为本发明实施例的LED灯引脚与基板第一
表面相焊接的结构示意图。所述大焊盘10与焊盘孔21相匹配。所述引脚ll焊接于所述
焊盘22(图2所示)。所述基板20第二表面上设有金属覆层202。参照图4所示，为本发
明实施例的LED灯与基板焊接后的结构示意图。所述焊盘孔中具有导热材料201，所述大焊
盘10通过所述导热材料201与所述金属覆层202连接。在本实施例中，所述导热材料201为焊锡，所述金属覆层202为覆铜。当然，具体应用中也可以采用其他的导热材料及金属覆 层，本发明对此不加以限定。 在本实施例中，所述基板20为FR-4双面环氧基板。本实施例通过用普通的FR_4 环氧基板替代了昂贵的金属基板，能够降低生产成本，在LED的产品推广使用方面，将起到 很大的推动作用。 作为本发明的一种优选实施方式，所述焊接散热装置还包括散热器。参照图5所 示，为本发明实施例的焊接散热装置与散热器13相连接的结构示意图。所述基板第二表面 与散热器13之间用双面导热胶14连接。这样，可以使金属覆层202通过双面导热胶14与 散热器13良好接触，增强散热效果。 参照图6所示，为本发明实施例的焊接散热方法流程图。所述方法用于对包括大 焊盘的发光二极管本体进行焊接，包括以下步骤 步骤601 :在绝缘基板上设置与所述大焊盘相适应的焊盘孔，在基板第一表面设 置与发光二极管引脚相匹配的焊盘，在基板第二表面设置金属覆层； 步骤602 :将所述大焊盘与所述焊盘孔对应后，焊接发光二极管引脚至所述基板 第一表面的焊盘； 步骤603 :在所述焊盘孔内填充导热材料，使所述大焊盘通过所述导热材料与所 述金属覆层相连接。 作为本发明的一种优选的实施方式，所述方法还包括以下步骤 步骤604 :设置散热器，将所述基板第二表面与散热器用双面导热胶连接。 在本实施例中，所述基板为FR-4双面环氧基板，所述金属覆层为覆铜，所述导热
材料为焊锡。事实上，所述基板、金属覆层及导热材料还可以采用其他的材料，只要能实现
本发明的目的，都可以为本发明所采用。 另外，作为本发明的又一种实施方式，步骤602中将所述大焊盘与所述焊盘孔对 应后，也可以先将所述大焊盘与焊盘孔焊接，之后焊接发光二极管引脚至所述基板第一表 面的焊盘。这样之后在所述焊盘孔内填充导热材料时，所述大焊盘能更好地通过所述导热 材料与金属覆层相连接。 在本发明中，LED的三个焊接点，即两个引脚和一个大焊盘，其中大焊盘是主要散 热点，对应FR-4双面环氧板上有三个焊盘，位于中心的焊盘有焊盘孔，焊盘孔大小与LED的 大焊盘相仿，LED焊接在基板的正面，LED大焊盘与PCB (Printed circuit board,印刷电路 板)的焊盘孔良好对应；在基板的反面，与焊盘孔相连的有较大面积覆铜，这样在从基板反 面将LED中心焊盘与PCB焊盘孔良好焊接后，较大面积的覆铜就进一步起到了良好的散热， 同时与散热器之间采用双面导热胶相连接，以上措施，将能够保证LED的自身发热可以良 好传导到散热器上，保证了 LED在合理的温度下工作。 可见，采用本发明提供的LED器件的焊接散热装置及方法，LED器件所使用的基板 费用降低为原来金属基板的10X，并且LED器件与散热器之间的热阻将进一步降低；采用 本发明，对于LED大焊盘的焊接情况，将可以直接进行检验；而采用现有技术的金属基板方 案，LED的大焊盘与金属基板间的焊接情况将无法进行检验；这样采用本发明的方法在焊 接可靠性方面将获得很大的提高。 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，
5任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
一种发光二极管焊接散热装置，用于将发光二极管与基板相焊接，所述发光二极管本体包括大焊盘及引脚，其特征在于，所述基板为绝缘板，具有与发光二极管相接触的第一表面及相对应的第二表面，所述第二表面具有金属覆层，所述基板上并设有与所述大焊盘相匹配的焊盘孔，所述焊盘孔中具有导热材料，所述大焊盘通过所述导热材料与所述金属覆层连接。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板为FR-4双面环氧基板。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板第一表面上还具有与发光二极管 引脚相匹配的焊盘。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属覆层为覆铜。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述焊接散热装置还包括散热器，所述基板 第二表面与散热器之间用双面导热胶连接。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导热材料为焊锡。
7. —种发光二极管焊接散热方法，用于对包括大焊盘的发光二极管本体进行焊接，其 特征在于，所述方法包括以下步骤(1) 在绝缘基板上设置与所述大焊盘相适应的焊盘孔，在基板第一表面设置与发光二 极管引脚相匹配的焊盘，在基板第二表面设置金属覆层；(2) 将所述大焊盘与所述焊盘孔对应后，焊接发光二极管引脚至所述基板第一表面的 焊盘；(3) 在所述焊盘孔内填充导热材料，使所述大焊盘通过所述导热材料与所述金属覆层 相连接。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基板为FR-4双面环氧基板。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属覆层为覆铜。
10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤(4)设置散热 器，将所述基板第二表面与散热器用双面导热胶连接。
11. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述导热材料为焊锡。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管焊接散热装置及方法，所述方法包括以下步骤(1)在绝缘基板上设置与所述大焊盘相适应的焊盘孔，在基板第一表面设置与发光二极管引脚相匹配的焊盘，在基板第二表面设置金属覆层；(2)将所述大焊盘与所述焊盘孔对应后，焊接发光二极管引脚至所述基板第一表面的焊盘；(3)在所述焊盘孔内填充导热材料，使所述大焊盘通过所述导热材料与所述金属覆层相连接。本发明由于采用了绝缘板，其散热效果与金属基板相比，可以进一步降低LED(发光二极管)到散热器的热阻，同时本发明相对采用金属基板的装置及方法具有成本低的特点。
文档编号H01L23/34GK101764184SQ200810241078
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者王雪松, 马生茂 申请人:中国电子为华实业发展有限公司