在使用高功率密度led的系統(tǒng)中用于提高導(dǎo)熱性的方法
【專利摘要】提供在使用具有高功率密度的LED(1)的系統(tǒng)中用于改善熱消散的方法，所述LED(1)安裝在印刷電路板(2)上，所述LED(1)每個在其表面(1a)上設(shè)置有用于將LED(1)電連接到形成在所述電路板(2)上的導(dǎo)電道的多個電觸點(diǎn)(5)，在所述表面(1a)上所述LED(1)還設(shè)置有熱消散元件(6)，所述電路板(2)包括由熱導(dǎo)材料制成的襯底(3)，襯底(3)由電絕緣材料層(4)覆蓋，在其上形成所述導(dǎo)電道，所述LED(1)以具有所述熱消散元件(6)的所述表面(1a)面向所述電絕緣材料層(4)的方式安裝在所述電路板(2)上，其特征在于包括下面的步驟：去除在每個LED(1)的所述熱消散元件(6)和所述電絕緣層(4)之間的接觸區(qū)域(7)處的電絕緣層(4)的一部分的材料；在所述熱消散元件(6)和所述襯底(3)之間形成熱傳導(dǎo)連接件(8)。
【專利說明】在使用高功率密度LED的系統(tǒng)中用于提高導(dǎo)熱性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在使用具有高功率密度的LED的系統(tǒng)中用于改善產(chǎn)生的熱的消散的方法，例如在使用UV LED的打印設(shè)備中使油墨變干的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高功率密度LED被定義為功率密度在50W/cm2以上的LED。
[0003]在前述系統(tǒng)中，使在運(yùn)行期間由LED產(chǎn)生的熱消散的問題是關(guān)鍵的，因為必須阻止系統(tǒng)的溫度過分增加，而這種過分增加可能無法補(bǔ)救地?fù)p壞LED。
[0004]在已知的先前技術(shù)中，如圖2所示，LEDl被安裝在包含導(dǎo)熱襯底3的印刷電路板2上，例如該襯底由鋁或銅制成，例如具有厚度在大約I和2_之間。襯底3由電絕緣材料層4覆蓋，例如厚度為大約100 μ m，在其上獲得LEDl的電觸點(diǎn)5與之連接的導(dǎo)電材料的道(track)(未示出)。在運(yùn)行期間由LED產(chǎn)生的熱通過襯底3散播，其可由合適的冷卻裝置(未示出)來冷卻。
[0005]不過，電絕緣材料層4的存在阻礙了熱的消散，因為即使具有最好導(dǎo)熱特征的電絕緣材料也具有太高的熱阻性，從而導(dǎo)致在LEDl和絕緣材料層4之間的結(jié)處甚至有40-50°C以及更高的溫度增加，其導(dǎo)致了 LED穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行溫度的明顯增加，其結(jié)果是對LED的迅速損壞的風(fēng)險，或者無論如何是對LED壽命的顯著減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種用于在使用具有高功率密度的LED的系統(tǒng)中，以使LED的穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行溫度能被簡單而有效地降低的方式，來改善熱消散的方法。
[0007]作為本發(fā)明基礎(chǔ)的任務(wù)是根據(jù)權(quán)利要求1的方法實現(xiàn)的。
[0008]由于本發(fā)明，從LED到印刷電路板2的襯底3的熱傳輸明顯地改善，從而由LED的運(yùn)行產(chǎn)生的熱可迅速和有效得多地通過襯底3消散，因此明顯地降低LED的穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行溫度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]以下將參考附圖，通過純粹且無限制的例子披露實現(xiàn)本發(fā)明的一種方式，在附圖中:
[0010]圖1是具有高特定功率的LED的底視圖。
[0011]圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)，安裝在印刷電路板上的圖1中的LED的截面圖。
[0012]圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟的類似于圖2的截面圖。
[0013]圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的第二步驟的類似于圖2的截面圖。

【具體實施方式】
[0014]LED I在其下部Ia設(shè)置有一系列用于將LED I連接到電路的電觸點(diǎn)5。在下部la，LED I還具有熱消散元件6，所謂的散熱片或散熱墊，例如由作為熱的良導(dǎo)體的金屬材料制成。熱消散元件6促進(jìn)在運(yùn)行期間由LED產(chǎn)生的熱到印刷電路板2的襯底3的通過。熱消散元件與電觸點(diǎn)5是電絕緣的。
[0015]但如已經(jīng)所述的，覆蓋襯底3的電絕緣材料層4阻礙了前述的熱通道。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，為了改善LED I和襯底3之間的熱傳輸，提供的是去除電絕緣層4的一部分的材料，例如通過在熱消散元件6和電絕緣層4之間的接觸區(qū)域7處的受控Z軸研磨(milling)，以使得能夠在所述區(qū)域中形成熱消散元件6和襯底3之間的高熱導(dǎo)性的連接件8。高熱導(dǎo)性的連接件可通過將熱消散元件6焊接到襯底3而獲得，使用熱導(dǎo)性材料作為焊接材料，例如金屬材料?？商鎿Q地，例如可通過借助電化學(xué)方法或借助在所述熱消散元件6和/或襯底3上氣相沉積所述金屬材料，在熱消散元件6上和/或襯底3上形成具有熱傳導(dǎo)性材料(例如金屬材料)的涂層來獲得熱消散元件6和襯底3之間的連接件。
[0017]由于熱消散元件6和襯底3之間的高熱傳導(dǎo)性的連接件8，在運(yùn)行期間由LEDI產(chǎn)生的熱到襯底3的傳輸?shù)玫搅撕艽蟮母纳?，使得LED I的運(yùn)行溫度明顯降低，因此顯著地延長其工作壽命并相當(dāng)大地減少了由于LED的過熱導(dǎo)致的錯誤的風(fēng)險。
[0018]在實際的實施例中，材料、尺寸和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可以不同于那些指出的，但是技術(shù)上與它們是等同的，因此并不落在本發(fā)明的范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.在使用具有高功率密度的LED(I)的系統(tǒng)中改善熱消散的方法，所述LED(I)安裝在印刷電路板(2)上，所述LED (I)每個在其表面(Ia)上設(shè)置有用于將LED (I)電連接到形成在所述電路板(2)上的導(dǎo)電道的多個電觸點(diǎn)(5)，在所述表面(Ia)上所述LED(I)還設(shè)置有熱消散元件￠)，所述電路板(2)包括由熱導(dǎo)材料制成的襯底(3)，襯底(3)由電絕緣材料層(4)覆蓋，在其上形成所述導(dǎo)電道，所述LED (I)以具有所述熱消散元件￠)的所述表面(Ia)面向所述電絕緣材料層⑷的方式安裝在所述電路板⑵上，其特征在于所述方法包括以下步驟: 去除在每個LED(I)的所述熱消散元件(6)和所述電絕緣材料層(4)之間的接觸區(qū)域(7)處的電絕緣材料層(4)的一部分的材料； 在所述熱消散元件(6)和所述襯底(3)之間形成熱傳導(dǎo)連接件(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述熱傳導(dǎo)連接件(8)通過使用金屬材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述熱傳導(dǎo)連接件(8)通過將所述熱消散元件(6)焊接到所述襯底(3)而形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述熱傳導(dǎo)連接件(8)通過在所述熱消散元件(6)和/或所述襯底(3)上形成熱導(dǎo)性材料的涂層而獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述涂層由電化學(xué)方法形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述涂層通過在所述熱消散元件(6)和/或所述襯底(3)上氣相沉積所述熱導(dǎo)性材料而形成。
【文檔編號】H01L23/34GK104472013SQ201380023200
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】M·戴爾彭特 申請人:普潤特阿布萊德有限責(zé)任公司