專利名稱：一種改善led溫升的散熱針結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及LED應(yīng)用中的散熱技術(shù)。
背景技術(shù)：
LED發(fā)光二極管通電點(diǎn)亮后會出現(xiàn)發(fā)熱升溫現(xiàn)象，當(dāng)使用大LED芯片或LED高度密集使用時，其溫升變化尤為嚴(yán)重，輕則削弱發(fā)光亮度、改變LED的發(fā)光波長，影響LED的工作壽命，重則造成LED的永久損壞。
隨著LED應(yīng)用范圍的不斷拓展，超高亮度大面積的全彩顯示屏、LED照明裝置等高密集使用LED引起大幅度溫升的場合越來越多。如何實(shí)現(xiàn)LED良好散熱就顯得格外重要。已有的散熱方法多體現(xiàn)在LED發(fā)光單元的成型工藝中，如將LED發(fā)光二極管的金屬引腳改為寬金屬片。在LED所在的印制板上通常也會盡量擴(kuò)大銅箔表面積以改善散熱效果，但多受印制板布線密度過高的限制，使散熱效果嚴(yán)重受制，以致至今未見特別理想的基于LED所在線路板的散熱方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前LED密集使用中熱量不易散發(fā)的缺陷，提供一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，從而有效提高密集排布LED芯片或發(fā)光管的印制線路板的散熱能力，使LED工作在相對適宜的環(huán)境溫度下，保證LED的顯示質(zhì)量，保障LED的正常工作壽命。
本發(fā)明所提供的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于在將要安裝LED芯片或表面貼裝式LED燈或發(fā)光單管的印制線路板上與LED芯片結(jié)面連接的金屬箔線或箔面上設(shè)有若干垂直穿透的小孔，小孔中插入間隙配合、具有導(dǎo)熱性能的散熱針，散熱針尾端為可使散熱針垂直鉚固或直接焊連在印制線路板上的結(jié)構(gòu)，穿過小孔的針身固定并置立于印制線路板背面。
上述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，在印制線路板上設(shè)有的小孔疏密度與LED發(fā)熱部位分布的疏密度相一致。
上述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其中，小孔和該小孔內(nèi)插入的散熱針的斷截面可以是圓形或矩形或三角形，其規(guī)格可以相同，也可以不同。
上述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其中，散熱針彼此不搭連。
上述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，當(dāng)含散熱針的印制線路板用環(huán)氧樹脂材料固化封裝時，其散熱針身是裸露在外的。
本發(fā)明利用熱傳導(dǎo)原理，使LED發(fā)出的熱量沿著金屬箔線或箔面，通過上述散熱針，因傳導(dǎo)截面積的增加而迅速傳遞，又由于散熱針表面積的增加而將熱量向周圍空氣中迅速輻射擴(kuò)散，從而有效實(shí)現(xiàn)了熱量的快速發(fā)散，抑制了LED工作環(huán)境的溫升現(xiàn)象，保證了LED的顯示質(zhì)量，保障了LED的正常工作壽命。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例之一，一個具有6個LED芯片、直徑為5mm的LED發(fā)光燈印制板平面布置圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例之二，一種點(diǎn)間距為10mm的有8×8個像素的LED雙基色點(diǎn)陣顯示模塊前視圖(反射腔套件面)；圖3是圖2的后視圖(印制板面)；圖4是圖2的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是根據(jù)LED發(fā)熱部位的分布，在將要安裝LED芯片或表面貼裝式LED燈或發(fā)光單管的印制線路板上與LED芯片結(jié)面連接的金屬箔線或箔面上預(yù)設(shè)若干垂直穿透的小孔，小孔中插入間隙配合、導(dǎo)熱性能優(yōu)良的金屬針，稱為散熱針。小孔和散熱針的斷截面根據(jù)散熱和工藝需要，可以是圓、矩形、三角形等各種形狀，其規(guī)格可以相同，也可以不同。散熱針尾端設(shè)計成可使散熱針垂直鉚固或直接焊連在線路板上的結(jié)構(gòu)，使穿過小孔的針身得到固定并置立于線路板背面。含散熱針的線路板無論是否用環(huán)氧樹脂等材料進(jìn)行固化封裝，均要求散熱針身全部或大部裸露在外。散熱針可以彼此呈大致平行狀態(tài)，兩兩互不搭連；如果不會導(dǎo)致電氣短路或錯誤連接，裸露在外的散熱針身也允許彼此呈接觸或連接狀態(tài)。當(dāng)線路板(或含線路板的顯示模塊)與附著固定物實(shí)行物理固定和電氣連接時。針身前端與附著固定物可不相接觸，從而使散熱針完全裸露在線路板與附著固定物之間的中空地帶，以防電氣短路。如有電氣連接需要或無電氣短路之虞，散熱針身與附著固定物的金屬或非金屬表面也可呈緊密連接或半緊密接觸狀態(tài)，從而充當(dāng)電氣引腳完成電氣連接或進(jìn)一步提高散熱效果。
下面結(jié)合兩個實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述實(shí)施例1圖1是一個具有6個LED芯片、直徑為5mm的LED發(fā)光燈印制板平面布置圖，6個LED芯片為并聯(lián)連接?？?-孔8分別用ф0.46×10.24mm的金屬針引出，其中1-2作為LED的兩根同端引出腳，3-8作為LED的6根另一同端引出腳。9-14孔為環(huán)氧封裝導(dǎo)流孔，沒有金屬針引出。15和16為線路板的銅箔表面，金屬針與銅箔表面呈垂直鉚固連接，17為定位口。在該實(shí)施例中，上述8根散熱針同時充當(dāng)電氣引腳，而且6粒LED芯片直接固晶在3-8的6根散熱針的頂部截面上，通過壓焊工藝將每個LED芯片頂部與15銅箔表面實(shí)現(xiàn)電路連接，以1-2作為其電氣引腳。該LED燈點(diǎn)亮后產(chǎn)生的熱量即通過散熱針迅速傳遞擴(kuò)散，使其溫度不會過高。如此結(jié)構(gòu)的多管芯LED發(fā)光燈可作為獨(dú)立元件直接焊連在LED驅(qū)動電路板上被點(diǎn)亮。
實(shí)施例2圖2是一種點(diǎn)間距為10mm的有8×8個像素的LED雙基色點(diǎn)陣顯示模塊前視圖(反射腔套件面)，其后視圖(印制板面)和側(cè)視圖分別如圖3和圖4所示，在圖3中1和2為兩排電氣引腳(每排12根)，其余為4排共16列散熱針的布局，其中右側(cè)最邊緣一列散熱針排列的錯位是由印制線路板布線局限所致。根據(jù)布線規(guī)律和散熱需要，本實(shí)施例中同一列的散熱針均屬電路上的同點(diǎn)連接，不同列之間的散熱針則不應(yīng)接觸，以防短路。
從圖4可以看出所有散熱針均比電氣引腳要短，當(dāng)該顯示模塊的電氣引腳焊接在對應(yīng)的驅(qū)動線路板上時，所有散熱針均處裸露狀態(tài)，且不和驅(qū)動線路板接觸，這樣既保證了散熱的需要，又避免電氣短路的發(fā)生。
在實(shí)際使用中，散熱針的數(shù)量設(shè)置和布局安排應(yīng)兼顧散熱需要和布線可能作統(tǒng)籌考慮。散熱針的斷截面形狀則主要取決于生產(chǎn)加工工藝的要求考慮，散熱針的長短既要滿足散熱需要，也要適應(yīng)固定LED或所在線路板的具體環(huán)境。使散熱針兼具電氣引腳的功能，或電氣引腳兼具散熱功能，也是一種值得推薦的設(shè)計選擇。
權(quán)利要求
1.一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于在將要安裝LED芯片或表面貼裝式LED燈或發(fā)光單管的印制線路板上與LED芯片結(jié)面連接的金屬箔線或箔面上設(shè)有若干垂直穿透的小孔，小孔中插入間隙配合、具有導(dǎo)熱性能的散熱針，散熱針尾端為可使散熱針垂直鉚固或直接焊連在印制線路板上的結(jié)構(gòu)，穿過小孔的針身固定并置立于印制線路板背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述印制線路板上設(shè)有的小孔疏密度與LED發(fā)熱部位分布的疏密度相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小孔和該小孔內(nèi)插入的散熱針的斷截面可以是圓形或矩形或三角形，其規(guī)格可以相同，也可以不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱針彼此不搭連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于當(dāng)含散熱針的印制線路板用環(huán)氧樹脂材料固化封裝時，其散熱針身是裸露在外的。
全文摘要
一種改善LED溫升的散熱針結(jié)構(gòu)，其特征在于在將要安裝LED芯片或表面貼裝式LED燈或發(fā)光單管的印制線路板上與LED芯片結(jié)面連接的金屬箔線或箔面上設(shè)有若干垂直穿透的小孔，小孔中插入間隙配合、具有導(dǎo)熱性能的散熱針，散熱針尾端為可使散熱針垂直鉚固或直接焊連在印制線路板上的結(jié)構(gòu)，穿過小孔的針身固定并置立于印制線路板背面。本發(fā)明利用熱傳導(dǎo)原理，使LED發(fā)出的熱量沿著金屬箔線或箔面，通過上述散熱針，因傳導(dǎo)截面積的增加而迅速傳遞，又由于散熱針表面積的增加而將熱量向周圍空氣中迅速輻射擴(kuò)散，從而有效實(shí)現(xiàn)了熱量的快速發(fā)散，抑制了LED工作環(huán)境的溫升現(xiàn)象，保證了LED的顯示質(zhì)量，保障了LED的正常工作壽命。
文檔編號H01L23/34GK1655346SQ20041001627
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者陳必壽, 李晟, 李樂科 申請人:上海三思科技發(fā)展有限公司