专利名称：Led新型封装线路板的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种便于高效散热并主要应用于大功率LED的LED封装技术， 具体表现为一种LED照明线路板，属于半导体照明技术领域。
背景技术：
LED发光二极管技术始于20世纪60年代末，经过半个世纪的迅速发展，LED光源， 特别是大功率高亮LED光源，以其光效高、体积小、使用寿命长，以及环保节能等多方面优 点，在照明光源领域占据了重要位置，并且仍在持续迅速发展中。最初的LED照明产品，其LED光源直接封装于灯体内部，因其灯体材料多为导电金 属材质，在电路连接时，必须考虑电路的绝缘保护，费时费力且安全性、稳定性不高，因此出 现了 LED光源的封装线路板，即先将多颗LED排布封装于整块基板上，并在基板上预布线以 对封装于其上的LED光源进行电路连接，再将该基板上预布线对封装于其上的LED光源进 行电路连接，再将该基板置于灯体内部连接入照明电路。因此，LED光源不与灯体直接连接， 两者之间隔了一层基板。目前，LED照明领域所用的LED基板，从材质上区分主要有常规PCB基板主要为纸 质和纤维、树脂类基板、陶瓷质基板与金属质基板主要为铝合金基板。大功率LED为发热器件，且其光效、功耗及使用寿命受温度影响较大，因此有效发 散LED光源产生的热量是提高LED使用性能的重要因素。常规PCB基板、陶瓷质基板热阻 大，基本无法发散LED光源所产生的热量，因此并不适用于大功率LED。金属质基板导热性 相对较好，但这种LED基板并不直接裸露于外界，还需要将该基板固定于散热体的表面，在 两者的接触面间难以避免的存在间隙，因此还需要填充流质导热胶脂，从而形成“LED光源 —导热胶脂一金属质基板一导热胶脂一散热体一外界”的散热路径，该散热路径为多次间 接散热，效果并不明显，同时对该散热路径中的每一接触面易产生接触间隙，造成整体有效 导热系数下降，导致LED结温升高，光衰增加，降低了 LED光源的使用寿命。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，通过一种新的LED封装技 术，提供一种具有较高通用性，对安装表面要求较低，同时更加便于高效散热并主要应用于 大功率LED光源的LED照明线路板。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的LED新型封装线路板，包括基板 1、联接电路2、绝缘覆膜层3、LED光源4，其特征在于绝缘覆膜层3覆盖在布有联接电路 2的基板1的表面，三者构成线路板主体，线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置 孔，LED光源4封装于线路板主体，LED光源4散热底座4_2穿过线路板主体上设置的容置 孔。所述的LED光源4的散热底座4-2背面设有高导热绝缘片5，高导热绝缘片5用胶 粘或锡膏附于LED光源4的散热底座4-2背面。[0009]所述的高导热绝缘片5由具有高导热性能的金属、非金属薄片及复合材料制成的 具有高导热性的电绝缘薄片。所述的联接电路2为具有一定韧性与延展性材质的导电薄膜电路。所述的联接电路2上与LED光源4的封装位置旁留有焊盘，LED光源4的引脚4_3 通过该焊盘接于联接电路2。所述的联接电路2上用于LED光源4引脚4_3焊接的焊盘以及与外部电路焊接连 接的焊盘，均裸露在绝缘覆膜层3外。所述的绝缘覆膜层3与柔性基板1、联接电路2之间为热压接合或黏结结合。所述的基板1可为刚性基板，具体表现为厚度均勻的金属薄板或PCB板。所述的基板1可为柔性基板，具体表现为具有一定弯曲、扭曲、卷曲性能的厚度均 勻的树脂材料薄膜或塑性金属薄膜。该LED照明线路板可以通过铆接或螺纹连接固定于散热体7表面，也可以在基板 1的背面贴覆强力粘合胶层6，并通过该强力粘合胶层6粘附于散热体7表面，其特征进一 步在于LED光源4的散热底座4-2可通过导热胶、导热绝缘胶或导热矽片粘合于散热体7表面。LED光源4封装于线路板主体，是指LED光源4与联接电路2的电气连接，LED光 源4的散热底盘4-2可通过导热胶、导热绝缘胶、导热矽片等与灯体结构(散热体)直接贴
口 o所述的高导热绝缘片5为具有高导热性的纯铝薄片进行表面氧化(或由金属材 料、非金属及复合材料)，获得的高导热性电绝缘薄片，贴附于LED芯片4-1的散热底座4-2 的背面，其形状大小与散热底座4-2底面的形状大小一致，两者之间为热压接合、强力胶粘 合或高温焊合。同时为保证高导热绝缘片5与灯体结构散热体7的贴合度，高导热绝缘片 5可略凸出于基板1。所述LED照明线路板可实现为模块化线路板，各模块可以单独组成照明线路，也 可以多模块串、并联连接成模组共同组成照明线路。单个LED照明线路板模块可沿LED光 源排布方向进行裁切，裁切后不影响布线连接，或者仅需要对布线进行局部小调整即可使 用而不影响其他布线连接。多个LED照明线路板模块可沿LED光源排布方向进行对接，仅 在局部进行锡焊连接即可组合为一块加长型LED照明线路板。所述的LED照明线路板可以通过铆接或螺纹连接等机械结构固定于散热体7表 面，也可以在基板1的背面贴覆强力粘合胶层6并通过该强力粘合胶层6粘附于散热体7表 面。当应用强力粘合胶层6将LED照明线路板粘附于散热体7表面时，强力粘合胶层6需 要避开LED光源4所在位置。强力粘合胶层6外侧还可设有保护纸膜保护，安装时撕开保 护纸膜，将LED照明线路板紧贴散热体7表面即可固定。安装时，若采用高导热绝缘片5与散热体7表面之间存在贴合缝隙，则在两者间填 充银胶、导热胶、导热矽片及锡膏等导热介质；还可将高导热绝缘片5与散热体7表面进行 高温焊合，则LED散热底座4-2、高导热绝缘片5、散热体7可焊合成一体以获得更高的散热 性能。安装时，若采用LED光源4直接与散热体7贴合，则在两者间填充导热绝缘胶、导 热胶、导热矽片等导热介质，则LED散热底座4-2、散热体7可贴合成一体以获得更高的散热
4性能。本实用新型结构新颖合理紧凑，生产制造容易，成本低，使用安装维护方便，便于 推广应用，特别适合于大功率LED照明领域，与现有所应用的LED基板比较，具有如下优点。1、与LED光源直接封装于散热体的方式比较，本实用新型将LED光源封装于LED 电绝缘基板，提高了应用安全性与稳定性，降低了生产难度；当LED光源出现故障时利于维 修与更换，有助于提高产品的适用通用性。2、具有“LED光源一高导热绝缘片一散热体一外界”的散热路径，因高导热绝缘片 与LED光源的散热底座结合为一个整体，因此具有“LED光源一散热体7 —外界”的散热路 径，大幅减少了中间散热环节，提高了散热性能，从而有效控制LED光源结温，有利于减小 光衰，提高能效，增长使用寿命。3、具有“LED光源一散热体一外界”的散热路径，因LED光源与LED光源的散热底 座结合为一个整体，因此具有“LED光源一散热体7 —外界”的散热路径，大幅减少了中间散热环节，提高了散热性能，从而有 效控制LED光源结温，有利于减小光衰，提高能效，增长使用寿命。4、相对于传统LED基板大面积导热接触，本实用新型采用散热底座小面积有效接 触，热接触面的贴合度高，更加利于有效散热。同时，本实用新型应用一次填充，且填充面积 小，大幅减少了昂贵的导热介质用量，控制了成本。4、可采用柔性线路板技术，使线路板可同时适用于平整安装表面和不大于一定变 化曲率的非平整安装表面，具有更高的适用通用性。同时，该柔性LED照明线路板还可以承 受一定强度的弯曲、扭曲、卷曲变形，在安装后安装面出现该类变形的情况下不损害其使用 性能，进一步拓宽了其适用范围。5、易于实现模块化与模组化，有利于产品的系列化和批量生产。
以下结合附图以具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
图1A为本实用新型实施的外形结构示意图1B为本实用新型有高导热绝缘片的分解结构示意图1C为本实用新型无高导热绝缘片的分解结构示意图2A为本实用新型设有高导热绝缘片的LED光源封装位置的截面结构示意图2B为本实用新型没有高导热绝缘片的LED光源封装位置的截面结构示意图3A为本实用新型联接电路的串联排布连接方式示意图3B为本实用新型联接电路的并联排布连接方式示意图3C为本实用新型联接电路的串并联排布连接方式示意图4A为本实用新型联接电路并联连接的裁剪布线结构示意图4B为本实用新型联接电路串联连接的裁剪布线结构示意图5A为本实用新型安装于平整表面的结构示意图5A为本实用新型安装于平整表面时于LED光源封装位置的散热截面示意图； 图6A为本实用新型安装于圆柱安装表面的结构示意图；[0045]图6B为本实用新型安装于圆柱安装表面时于LED光源封装位置的散热截面示意 图。图中1基板，2联接电路，2-1LED连接焊盘、2_2外部电路连接焊盘，3绝缘覆膜 层，4LED光源，4-1LED芯片、4_2散热底座、4_3引脚，5高导热绝缘片，6强力粘合胶层，7散 热体，8线路板主体、0-1模块一、0-2模块二。
具体实施方式
实施例1如图1A、图1B、图2A所示，一种LED照明线路板模块，由基板1、联接电路2、绝缘 覆膜层3、LED光源4及高导热绝缘片5组成。本实施例中应用的基板1为铝合金薄板，铜 箔联接电路2黏结接合方式布于基板1正面并在基板1、联接电路2表面喷涂透明绝缘胶以 形成绝缘覆膜层3，三者构成LED照明线路板主体。以高导热性的纯铝薄片进行表面绝缘氧 化处理形成的高导热绝缘片5 (或采用金属、非金属及复合材料制成高导热绝缘片)高温焊 合(或采用导热胶或锡膏粘合)于LED光源4的散热底座4-2背面，其形状大小近似LED 散热底座4-2底面的形状大小。线路板主体上按一定排列顺序开有LED光源容置孔。未安 装于散热体7时，高导热绝缘联接电路2实现电路连接。如图5A、图5B所示，本实施所述的LED照明线路板模块通过螺纹结构固定于具体 平整安装面的散热体7，高导热绝缘片5以导热银胶高温焊合于散热体表面(或采用导热 胶粘接于散热体表面)，整个LED照明模块内形成“LED光源一高导热绝缘片一散热体一外 界”的散热路径。因高导热绝缘片5焊合于LED光源4的散热底座4-2，可视为一个整体， 因此该散热路径可视为“LED光源一散热体一外界”的散热路径，高导热绝缘片5同时焊合 于散热体7表面，保证了有效接触，其散热路径更为通畅，能获得更好的散热效果。实施例2一种LED照明线路板模块，同样由基板1、联接2、绝缘覆膜层3、LED光源4及高导 热绝缘片5组成。本实施例中应用的基板1为聚酰亚胺(PI)薄膜，为柔性材料；铜箔联接 电路2以热压方式布于基板1正面，并在基板1、联接电路2表面贴覆绝缘膜以形成绝缘覆 膜层3，三者构成LED照明线路板主体。以高导热性的纯铝薄片进行表面绝缘氧化处理形成 的高导热绝缘片5 (或采用金属、非金属及复合材料制成高导热绝缘片)高温焊合(或采用 导热胶粘接)于LED光源4的散热底座背面，其形状大小近似LED散热底座4_2底面的形 状大小。线路板主体上按一定排列顺序开有LED光源容置孔，LED光源4封装于线路板主 体，其散热底座4-2穿过LED光源容置孔。未安装于散热体7时，高导热绝缘片5略凸于基 板1背面。本实施例中的LED照明线路板模块包含若干颗额定功率1W-3W的LED光源4，以串 联方式，直线阵列式排布封装于柔性LED照明线路板模块内部。联接电路2上留有LED连 接焊盘2-1与外部电路连接焊盘2-2，焊盘裸露于绝缘覆膜层3外，LED引脚4_3与外部电 路输入线分别焊接于联接电路2实现电路连接。本实施例所述的LED照明线路板模块通过强力粘合胶层6进行安装固定，强力粘 合胶层6贴附于基板1背面，并让开线路板主体上LED光源容置孔的位置。不安装于散热 体7时，强力粘合胶层6背面还覆有一层保护纸膜。安装时，撕开保护纸膜，LED照明线路板可通过强力粘合胶层6贴附于散热体7。因线路板主体材料具有一定的弯曲、扭曲、卷曲 变形能力可同时适用于平整安装表面。如图6A、图6B所示，两个LED照明线路板模块同向环形安装于圆柱形散热体7的 圆柱形安装表面。两个LED照明线路板模块组成模组，电源线正极焊接于LED照明线路板 模块一 0-1的正极焊盘，模块一 0-1负极焊盘于模块二 0-2正极焊盘焊线连接，模块二 0-2 负极焊盘焊接电源线负极，完成模组电气连接。该LED照明线路板模组由强力粘合胶层6粘合于散热体7的安装表面，高导热绝 缘片5紧紧贴附于散热体7表面，贴合缝隙填充导热银胶(或导热胶)，整个LED照明模块 形成“LED光源一高导热绝缘片一导热介质一散热体一外界”的散热路径；因高导热绝缘片 5焊合于LED散热底座4-2，可视为一个整体，因此该散热路径为“LED光源一导热介质一散 热体一外界”；因高导热绝缘片5略凸于基板1的背面，因此其与散热体7的连接最为紧密， 即高导热绝缘片5与散热体7的贴合度最高，因此填充导热银胶的厚度几乎可以忽略不计， 该散热路径可视为“LED光源一散热体一外界”的散热路径，有效发散LED光源4产生的热 量。实施例3如图1C、图2B所示，一种LED照明线路板模块，由基板1、联接电路2、绝缘覆膜层 3、LED光源4组成。本实施例中应用的基板1为铝合金薄板，铜箔联接电路2黏结接合方 式布于基板1正面并在基板1、联接电路2表面喷涂透明绝缘胶以形成绝缘覆膜层3，三者 构成LED照明线路板主体。LED光源4的散热基座采用导热绝缘胶粘合于LED光源4的散 热底座穿过线路板主体上一定排列顺序的LED光源容置孔。未安装于散热体7时，高导热 绝缘联接电路2实现电路连接。如图5A、图5B所示，本实施所述的LED照明线路板模块通过螺纹结构固定于具体 平整安装面的散热体7，LED光源4的散热基座以导热绝缘胶粘接于散热体表面，整个LED 照明模块内形成“LED光源一散热体一外界”的散热路径。光源4的散热底座4-2粘合于散 热体7表面，保证了有效接触，其散热路径更为通畅，能获得更好的散热效果。实施例4一种LED照明线路板模块，同样由基板1、联接2、绝缘覆膜层3、LED光源4组成。 本实施例中应用的基板1为聚酰亚胺(PI)薄膜，为柔性材料；铜箔联接电路2以热压方式 布于基板1正面，并在基板1、联接电路2表面贴覆绝缘膜以形成绝缘覆膜层3，三者构成 LED照明线路板主体。LED光源4封装于线路板主体，其散热底座4_2穿过线路板主体上按 一定排列顺序LED光源容置孔。本实施例中的LED照明线路板模块包含若干颗额定功率1W-3W的LED光源4，以 串联方式，直线阵列式排布封装于柔性LED照明线路板模块内部。联接电路2上留有LED 连接焊盘2-1与外部电路连接焊盘2-2，焊盘裸露于绝缘覆膜层3外，LED引脚4_3与外部 电路输入线分别焊接于联接电路2实现电路连接。本实施例所述的LED照明线路板模块通过强力粘合胶层6进行安装固定，强力粘 合胶层6贴附于基板1背面，并让开线路板主体上LED光源容置孔的位置。不安装于散热 体7时，强力粘合胶层6背面还覆有一层保护纸膜。安装时，撕开保护纸膜，LED照明线路 板可通过强力粘合胶层6贴附于散热体7.因线路板主体材料具有一定的弯曲、扭曲、卷曲变形能力可同时适用于平整安装表面。如图6A、图6B所示，两个LED照明线路板模块同向环形安装于圆柱形散热体7的 圆柱形安装表面。两个LED照明线路板模块组成模组，电源线正极焊接于LED照明线路板 模块一 0-1的正极焊盘，模块一 0-1负极焊盘于模块二 0-2正极焊盘焊线连接，模块二 0-2 负极焊盘焊接电源线负极，完成模组电气连接。该LED照明线路板模组由强力粘合胶层6粘合于散热体7的安装表面，LED光源 4的散热底座紧紧贴附于散热体7表面，贴合缝隙填充导热绝缘胶，整个LED照明模块形成 "LED光源一导热介质一散热体一外界”的散热路径；因高导热绝缘片5焊合于LED散热底 座4-2，可视为一个整体，因此该散热路径为“LED光源一导热介质一散热体一外界”;LED光 源的散热基座与散热体7的连接最为紧密，贴合度最高，因此填充导热绝缘胶的厚度几乎 可以忽略不计，该散热路径可视为“LED光源一散热体一外界”的散热路径，有效发散LED光 源4产生的热量。
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权利要求一种LED新型封装线路板，包括基板(1)、联接电路(2)、绝缘覆膜层(3)、LED光源(4)，其特征在于绝缘覆膜层(3)覆盖在布有联接电路(2)的基板(1)的表面，三者构成线路板主体，线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置孔，LED光源(4)封装于线路板主体，LED光源(4)散热底座(4-2)穿过线路板主体上设置的容置孔。
2.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的LED光源(4)的散热 底座(4-2)背面设有高导热绝缘片(5)，高导热绝缘片(5)用胶或锡膏粘附于LED光源(4) 的散热底座(4-2)背面。
3.如权利要求2所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的高导热绝缘片(5)由 具有高导热性能的金属、非金属薄片及复合材料制成的具有高导热性的电绝缘薄片。
4.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的联接电路(2)为具 有一定韧性与延展性材质的导电薄膜电路。
5.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的联接电路(2)上与LED光源(4)的封装位置旁留有焊盘，LED光源(4)的引脚(4_3)通过该焊盘接于联接电路 ⑵。
6.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的联接电路(2)上用 于LED光源(4)引脚(4-3)焊接的焊盘以及与外部电路焊接连接的焊盘，均裸露在绝缘覆 膜层(3)夕卜。
7.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的绝缘覆膜层(3)与 柔性基板(1)、联接电路(2)之间为热压接合或黏结结合。
8.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的基板(1)可为刚性 基板，具体表现为厚度均勻的金属薄板或PCB板。
9.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于所述的基板(1)可为柔性 基板，具体表现为具有一定弯曲、扭曲、卷曲性能的厚度均勻的树脂材料薄膜或塑性金属薄 膜。
10.如权利要求1所述的LED新型封装线路板，其特征在于LED光源(4)的散热底座 (4-2)可通过银胶、导热胶、导热绝缘胶或导热矽片粘合于散热体(7)表面。
专利摘要LED新型封装线路板，属于半导体照明技术领域。由基板、联接电路、绝缘覆膜层、LED光源等安装组成，绝缘覆膜层覆盖在布有联接电路的基板的表面，三者构成线路板主体，线路板主体上按照一定排列顺序开有若干个容置孔，LED光源封装于线路板主体，LED光源散热底座穿过线路板主体上设置的容置孔。本实用新型结构新颖合理紧凑，提高了产品应用的安全性与稳定性，降低了生产难度与成本，安装于散热体后形成“LED光源→散热体→外界”的散热路径，大幅减少了中间散热环节，利于有效散热，提高散热效果，有效控制LED光源结温，减小光衰，提高能效，延长使用寿命。
文档编号H01L33/64GK201608205SQ20092028458
公开日2010年10月13日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者史杰 申请人:史杰