專(zhuān)利名稱(chēng)：雙面敷銅陶瓷板led光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明使用的LED光源，具體地說(shuō)，涉及一種在雙面敷銅陶瓷 基板上制造的LED光源。
背景技術(shù)：
LED光源作為新型的照明光源，其具有節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、低耗等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng) 廣泛應(yīng)用于家庭照明、商業(yè)照明、公路照明、工礦照明等?，F(xiàn)有的LED光源大多具有金屬鋁基材料制成的基板，基板上焊接有一顆或多顆 LED管芯。由于LED光源為冷光源，其核心發(fā)光部分是管芯，LED管芯在由光子激發(fā)熒光粉 發(fā)光的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若熱量不能及時(shí)導(dǎo)走，熒光粉就加快老化的速度，將對(duì) LED管芯的使用壽命造成影響，成為現(xiàn)有LED光源使用壽命的瓶頸。因此，公開(kāi)號(hào)為CN101483217A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了名為“一種LED高導(dǎo)熱 陶瓷覆銅散熱電路板”的發(fā)明創(chuàng)造，該電路板的基板為陶瓷片，在陶瓷片的兩面復(fù)合有銅 箔，銅箔與陶瓷片之間具有銅鋁尖晶石共晶界面，并且陶瓷片兩面銅箔構(gòu)成的線路通過(guò)燒 結(jié)而成的過(guò)孔進(jìn)行互聯(lián)導(dǎo)通。該陶瓷片兩面的銅箔均為電路板線路的一部分，并且在陶瓷片上開(kāi)設(shè)過(guò)孔以連接 兩面的線路，陶瓷片不能作為絕緣器件隔斷陶瓷片兩面線路的電氣連接，其絕緣性能無(wú)法 應(yīng)用。并且，制造電路板時(shí)，需要使用激光在陶瓷片上加工過(guò)孔，電路板的加工工藝復(fù)雜，生 產(chǎn)成本高，增加了 LED光源的生產(chǎn)成本。并且，陶瓷片上線路分布不均勻，往往導(dǎo)致陶瓷片因受熱不均勻而發(fā)生形變，也會(huì) 影響LED光源的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種散熱性能較好的雙面敷銅陶瓷基板LED光源；本實(shí)用新型的另一目的是提供一種生產(chǎn)成本較低的雙面敷銅陶瓷基板LED光源。為實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本實(shí)用新型提供的雙面敷銅陶瓷基板LED光源具有基 板，基板上設(shè)有多顆LED管芯，其中，該基板為雙面敷銅陶瓷板，基板具有陶瓷材料制成的 夾層，夾層的兩側(cè)敷有銅箔，夾層一側(cè)的銅箔刻蝕形成與LED管芯數(shù)量相等的多個(gè)焊盤(pán)及 至少一個(gè)導(dǎo)體，每一 LED管芯鍵合連接在一焊盤(pán)上，每一 LED管芯的一極焊接在焊盤(pán)上，LED 管芯的另一極與相鄰的焊盤(pán)或?qū)w連接，且多顆LED管芯均勻地布置在基板上。由上述方案可見(jiàn)，LED管芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)焊盤(pán)迅速地橫向擴(kuò)散，并導(dǎo)向夾層，夾 層另一側(cè)的銅箔接收熱量后，將熱量導(dǎo)向與銅鋁連接的散熱器件，從而將LED管芯產(chǎn)生的 熱量迅速導(dǎo)走，以延長(zhǎng)LED光源的使用壽命。同時(shí)，由于多顆LED管芯是均勻地布置在基板上，多顆LED管芯產(chǎn)生的熱量不會(huì)聚 集在一起，而是分散分布，也有利于LED管芯的散熱。并且，LED管芯焊接在芯層一側(cè)的銅 箔上，制造LED發(fā)光模塊時(shí)，并不需要在雙面敷銅陶瓷板上開(kāi)設(shè)過(guò)孔，LED發(fā)光模塊的加工工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。一個(gè)優(yōu)選的方案是，基板上設(shè)有三顆或三顆以上的LED管芯，且多顆LED管芯均勻 地布置在一圓周上，圓周的直徑大于基板對(duì)角線后或直徑的一半。這樣，多顆LED管芯將在 基板上分散布置，避免多顆LED管芯產(chǎn)生的熱量聚集。另一優(yōu)選的方案是，基板上設(shè)有四顆或四顆以上的LED管芯，其中一顆LED管芯位 于基板的中心，其他多顆LED管芯均勻地布置在以位于基板中心的LED管芯為圓心的圓周 上，圓周的直徑大于所述基板對(duì)角線后或直徑的一半?？梢?jiàn)，多顆LED管芯也將分散地布置 在基板上，不會(huì)導(dǎo)致多顆LED管芯產(chǎn)生的熱量聚集，有利于LED管芯的散熱，增長(zhǎng)LED光源 的使用壽命。
圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例另一視角縮小了的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的局部剖視放大示意圖；圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。以下結(jié)合各實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例參見(jiàn)圖1與圖2，本實(shí)施例具有一塊基板10，基板10為雙面敷銅陶瓷板(DBC， Direct Bonded Copper)，該雙面敷銅陶瓷板具有高導(dǎo)熱率陶瓷材料制成的夾層11，夾層11 的兩面均敷有銅箔，銅箔幾乎布滿(mǎn)夾層11的表面。如圖2所示的，夾層11背面的銅箔12 未經(jīng)刻蝕處理，因此夾層11的背面銅箔12幾乎布滿(mǎn)夾層11的表面。在基板10的正面，銅箔被刻蝕形成LED光源的線路，包括有九個(gè)焊盤(pán)21、25、31、 36、41、46、51、56、61以及一個(gè)導(dǎo)體66，其中焊盤(pán)21外還設(shè)有與其連接的正極端子15，導(dǎo)體 66與負(fù)極端子16連接。本實(shí)施例中，焊盤(pán)21、25、31、36、46、51、56以及61均布在夾層11上，并形成正八 角形。上述八個(gè)焊盤(pán)中，每一焊盤(pán)大致呈梯形，八個(gè)焊盤(pán)在夾層11的中部形成一個(gè)八角形 的空隙。焊盤(pán)41位于上述八個(gè)焊盤(pán)中間的空隙中，其大致呈八角形，略小于該空隙的面積。 優(yōu)選地，九個(gè)焊盤(pán)的面積相等，并且間距也相等，以便充分利用夾層11的面積。并且，焊盤(pán) 的面積遠(yuǎn)大于導(dǎo)體66的面積，避免導(dǎo)體66占用過(guò)大面積而影響LED管芯散熱。焊盤(pán)21上焊接有一顆LED管芯23，優(yōu)選地，LED管芯23是通過(guò)直接鍵合方式連接 焊接在焊盤(pán)21上，并且是LED管芯23的正極焊接在焊盤(pán)21上。也就是在焊盤(pán)21中央放 置高導(dǎo)熱率的銀漿等焊料，并將LED管芯23放置在焊料上，在特定的溫度下，使焊盤(pán)21的 銅與焊料中銀熔合，從而實(shí)現(xiàn)將LED管芯23固定在焊盤(pán)21上。在焊盤(pán)21與相鄰焊盤(pán)25相對(duì)的邊緣上設(shè)有向內(nèi)凹陷的凹陷部22，焊盤(pán)25與焊盤(pán) 21相對(duì)的邊緣上設(shè)有伸入凹陷部22的延伸部26，且焊盤(pán)21與焊盤(pán)26之間相互之間不直 接電連接。LED管芯23負(fù)極連接有金線24，金線24的另一端連接至焊盤(pán)25的延伸部26，這樣，LED管芯23的正極與焊盤(pán)21電連接，負(fù)極與焊盤(pán)25電連接，即焊盤(pán)21與焊盤(pán)25通過(guò) LED管芯23串聯(lián)連接。由圖1可見(jiàn)，焊盤(pán)21的面積遠(yuǎn)大于LED管芯23的面積，優(yōu)選地，焊盤(pán)21的面積是 LED管芯23面積的三倍以上，且LED管芯23布置在焊盤(pán)21中央位置。這樣，LED管芯23 產(chǎn)生的熱量可迅速地導(dǎo)向焊盤(pán)21，焊盤(pán)21的大面積可讓熱量迅速地沿焊盤(pán)21橫向擴(kuò)散，避 免熱量集中在LED管芯23周邊導(dǎo)致LED管芯23溫度過(guò)高，從而防止LED管芯23上熱量過(guò) 于集中影響LED管芯23的使用壽命。其他焊盤(pán)25、31、36、41、46、51、56、61依次相鄰，且每一焊盤(pán)上分別設(shè)有一顆LED 管芯28、34、39、44、49、54、59、64，即每一 LED管芯均與一個(gè)焊盤(pán)對(duì)應(yīng)，且每一 LED管芯的正 極均焊接在對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)上。焊盤(pán)25、31、36、41、46、51、56、61均設(shè)有一個(gè)凹陷部以及一個(gè)延伸部，并且延伸部 伸入到與其相鄰焊盤(pán)的凹陷部?jī)?nèi)。如焊盤(pán)25的延伸部26伸入焊盤(pán)21的凹陷部22內(nèi)，焊 盤(pán)31的延伸部32伸入至焊盤(pán)25凹陷部27內(nèi)，焊盤(pán)36的延伸部37伸入焊盤(pán)31的凹陷部 33內(nèi)，如此類(lèi)推。每一 LED管芯正極焊接在對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)上，負(fù)極則通過(guò)金線連接至相鄰焊盤(pán)的延伸 部，如LED管芯28的負(fù)極通過(guò)金線29連接至焊盤(pán)31的延伸部32，LED管芯34的負(fù)極通過(guò) 金線35連接至焊盤(pán)36的延伸部37。并且，每一焊盤(pán)的面積均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊接在其上的LED 管芯的面積，以便LED管芯散熱。在焊盤(pán)36與焊盤(pán)61之間設(shè)有導(dǎo)體66，導(dǎo)體66的端部設(shè)有負(fù)極端子16，與電源的 負(fù)極相連。導(dǎo)體66設(shè)有延伸部67，伸入到焊盤(pán)61的凹陷部63內(nèi)。焊盤(pán)61的中央焊接有 LED管芯64，LED管芯64的正極焊接在焊盤(pán)61上，負(fù)極通過(guò)金線65連接至導(dǎo)體66的延伸 部67上?？梢?jiàn)，LED光源的九顆LED管芯依次串聯(lián)連接，LED光源接通電源后，直流電流從正 極端子15流進(jìn)焊盤(pán)21，并依次流經(jīng)LED管芯23、28、34、39、44、49、54、59以及64后，再流經(jīng) 導(dǎo)體66，從負(fù)極端子16流出。本實(shí)施例中，九顆LED管芯中的八顆，即LED管芯23、28、34、39、49、54、59及64位 于同一圓周上，且在該圓周上均勻布置。同時(shí)，LED管芯44位于該圓周的圓心上，這樣，九 顆LED管芯在基板10上均勻布置，且相互間距離相等，有利于LED管芯散熱。當(dāng)然，八顆LED管芯所在的圓周的直徑應(yīng)到大于基板10對(duì)角線的一半，這樣有利 于九顆LED管芯的均勻布置，散熱效果更加理想。若基板為圓形，則八顆LED管芯所在圓周 的直徑應(yīng)當(dāng)大于基板直徑的一半；若基板為不規(guī)則形狀，則圓周的直徑在允許情況下應(yīng)當(dāng) 大于最長(zhǎng)對(duì)角線的一半。參見(jiàn)圖3，基板10的夾層11兩面銅箔的厚度大約為0. 3至0. 5毫米，優(yōu)選地，夾層 11兩面的銅箔厚度相等。夾層11正面的銅箔被刻蝕形成焊盤(pán)及導(dǎo)體，LED管芯39焊接在 焊盤(pán)36上，且LED管芯39的負(fù)極通過(guò)金線40連接至與焊盤(pán)36相鄰的焊盤(pán)41上。LED管芯39發(fā)光過(guò)程中產(chǎn)生的熱量沉降至焊盤(pán)36上，由于焊盤(pán)36的面積遠(yuǎn)大于 LED管芯39的面積，熱量在焊盤(pán)36上能迅速擴(kuò)散。并且，由于九個(gè)焊盤(pán)均勻地布置在夾層 11正面，使作為夾層11的陶瓷板受熱均勻，避免陶瓷板因受熱不均而發(fā)生變形。陶瓷板受 熱后，將熱量傳導(dǎo)至夾層11背面的銅箔12，并通過(guò)銅箔12傳導(dǎo)至與其連接的散熱器，通過(guò)散熱器將熱量散發(fā)。本實(shí)施例中，LED管芯、焊盤(pán)以及導(dǎo)體均設(shè)置在基板10的正面，基板10夾層11的 陶瓷板實(shí)現(xiàn)兩面銅箔的電氣隔離，發(fā)揮陶瓷板絕緣性能，避免散熱器與LED管芯直接電連 接，實(shí)現(xiàn)LED光源線路與散熱器的電氣隔離。制作LED光源時(shí)，不需要在雙面敷銅陶瓷基板上開(kāi)設(shè)過(guò)孔，生產(chǎn)成本較低。第二實(shí)施例參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例也具有基板10，基板10為雙面敷銅陶瓷板，其具有夾層11，夾 層11的兩面均敷有銅箔，并且背面的銅箔不經(jīng)刻蝕處理。在基板10的正面，銅箔被刻蝕形 成三個(gè)焊盤(pán)81、86以及91，并刻蝕形成一個(gè)導(dǎo)體96，導(dǎo)體96位于焊盤(pán)81與焊盤(pán)91之間。本實(shí)施例中，每一焊盤(pán)大致呈扇形設(shè)計(jì)，且三個(gè)焊盤(pán)81、86、91與導(dǎo)體96大致呈圓 形布置，每一焊盤(pán)的中央上均焊接有一顆LED管芯，三顆LED管芯83、89、94在同一圓周上， 且在該圓周上均勻分布。優(yōu)選地，該圓周的直徑大于基板10對(duì)角線的一半。焊盤(pán)81的外邊緣與正極端子15連接，并且在與焊盤(pán)86相對(duì)的邊緣上設(shè)有凹陷部 82。焊盤(pán)86設(shè)有伸入到凹陷部82的延伸部87，焊接在焊盤(pán)81上的LED管芯83的負(fù)極通 過(guò)金線84與延伸部87連接。相同地，焊盤(pán)86也設(shè)有凹陷部88，且焊盤(pán)91也設(shè)有伸入凹陷部88的延伸部92。 LED管芯89的正極焊接在焊盤(pán)86上，其負(fù)極通過(guò)金線90與延伸部92連接。導(dǎo)體96的外端與負(fù)極端子16連接，其內(nèi)端設(shè)有延伸部97，伸入到焊盤(pán)91的凹陷 部93內(nèi)，焊接在焊盤(pán)91上的LED管芯94的負(fù)極通過(guò)金線95與延伸部97連接。這樣，三顆LED管芯依次串聯(lián)連接，電流從正極端子15流入焊盤(pán)81后，依次流經(jīng) LED管芯83、89及94后，再流經(jīng)導(dǎo)體96，并從負(fù)極端子16流出。本實(shí)施例中，焊盤(pán)81、86、91的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊接在其上的LED管芯93、89、94的 面積，這樣，LED管芯93、89、94產(chǎn)生的熱量能迅速地通過(guò)焊盤(pán)橫向擴(kuò)散，再縱向擴(kuò)散至作為 夾層11的陶瓷板上。可見(jiàn)，本實(shí)施例能迅速導(dǎo)走LED管芯93、89、94產(chǎn)生的熱量，避免因 LED管芯93、89、94結(jié)溫過(guò)高而影響其使用壽命。當(dāng)然，上述實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方案，實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可以有更多的 變化，例如，LED管芯的正極與負(fù)極的焊接位置反置，即LED管芯的負(fù)極焊接在焊盤(pán)上，正極 通過(guò)金線連接在與焊接該LED管芯的焊盤(pán)相鄰的焊盤(pán)或?qū)w的延伸部上；或者，僅在基板 上刻蝕形成一個(gè)焊盤(pán)及一個(gè)導(dǎo)體，在焊盤(pán)上焊接一顆LED管芯，這些改變也是可以實(shí)現(xiàn)本 實(shí)用新型的目的。最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，諸如LED管芯數(shù)量的改變、 圓周直徑長(zhǎng)度的改變、焊盤(pán)形狀的改變等微小的變化也應(yīng)該包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求的 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求雙面敷銅陶瓷板LED光源，包括基板，所述基板上設(shè)有多顆LED管芯；其特征在于所述基板為雙面敷銅陶瓷板，基板具有陶瓷材料制成的夾層，所述夾層的兩側(cè)敷有銅箔，所述夾層一側(cè)的銅箔刻蝕形成與所述LED管芯數(shù)量相等的多個(gè)焊盤(pán)及至少一個(gè)導(dǎo)體，每一LED管芯鍵合在一焊盤(pán)上；每一LED管芯的一極焊接在所述焊盤(pán)上，LED管芯的另一極通過(guò)金線與相鄰的焊盤(pán)或?qū)w連接；所述多顆LED管芯均勻地布置在基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面敷銅陶瓷板LED光源，其特征在于 所述焊盤(pán)面積為鍵合在焊盤(pán)上LED管芯面積的三倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙面敷銅陶瓷板LED光源，其特征在于 所述LED管芯設(shè)置在所述焊盤(pán)的中央。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的雙面敷銅陶瓷板LED光源，其特征在于 所述多顆LED管芯依次串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的雙面敷銅陶瓷板LED光源，其特征在于 所述基板上設(shè)有三顆或三顆以上的LED管芯，所述多顆LED管芯均勻地布置在一圓周上；所述圓周的直徑大于所述基板對(duì)角線的一半或直徑的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的雙面敷銅陶瓷板LED光源，其特征在于 所述基板上設(shè)有四顆或四顆以上的LED管芯，其中一顆LED管芯位于所述基板的中心，其他多顆LED管芯均勻地布置在以所述位于基板中心的LED管芯為圓心的圓周上； 所述圓周的直徑大于所述基板對(duì)角線的一半或直徑的一半。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種雙面敷銅陶瓷基板LED光源，包括基板，基板上設(shè)有多顆LED管芯，其中，該基板為雙面敷銅陶瓷板，基板具有陶瓷材料制成的夾層，夾層的兩側(cè)敷有銅箔，夾層一側(cè)的銅箔刻蝕形成與LED管芯數(shù)量相等的多個(gè)焊盤(pán)及至少一個(gè)導(dǎo)體，每一LED管芯鍵合連接在一焊盤(pán)上，每一LED管芯的一極焊接在焊盤(pán)上，LED管芯的另一極與相鄰的焊盤(pán)或?qū)w連接，且多顆LED管芯均勻地布置在基板上。本實(shí)用新型的提供的雙面敷銅陶瓷基板LED光源散熱性能好，且加工工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)H05K1/03GK201680301SQ20092026334
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者楊罡, 王峰, 靳寶玉 申請(qǐng)人:珠海晟源同泰電子有限公司