一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)和制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)和制造方法，一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，包括金屬基板，所述的金屬基板包括有若干個用于與LED燈珠底部接觸的導(dǎo)熱盤部；其它區(qū)域覆蓋有絕緣層和導(dǎo)電層；所述導(dǎo)熱盤部的高度等于絕緣層和導(dǎo)電層的厚度之和；所述的導(dǎo)電層設(shè)有印刷電路；所述導(dǎo)熱盤部與導(dǎo)電層的表面處于同一平面。本發(fā)明具有高效率的熱傳導(dǎo)作用，可以用于各種貼片式LED。在熱壓合的過程中，增加了二層離型紙和設(shè)于二層離型紙之間的硅膠層，可以選擇相應(yīng)硬度的硅膠材料，來控制熱壓合時PP半固化片的流膠量，可以加工出品質(zhì)一致的金屬基板。
【專利說明】一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)和制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種易于導(dǎo)熱的金屬基印刷板的結(jié)構(gòu)，更具體地說是指一種高導(dǎo)熱金 屬基印制板的結(jié)構(gòu)和制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決LED燈的散熱問題，人們使用了很多方法，并且大部分見諸 于各國的專利文獻(xiàn)中。其中，中國專利文獻(xiàn)CN103702515A公開了一種大功率LED燈珠金屬 基板結(jié)構(gòu)，用于LED燈珠的安裝，所述金屬基板包括從上到下依次排列的銅箔布線層、絕緣 層、金屬基板層，所述LED燈珠的導(dǎo)電電極引腳與所述銅箔布線層連接；所述金屬基板層底 面對應(yīng)所述LED燈珠的導(dǎo)熱金屬焊盤處設(shè)有凹陷部，所述金屬基板層頂面設(shè)有與凹陷部相 對應(yīng)的凸起部；所述凸起部上表面覆蓋一層鍍銅層，所述鍍銅層與所述導(dǎo)熱金屬焊盤直接 接觸。實施本發(fā)明，LED燈珠的中間散熱層與金屬基板層的熱阻很小，大大改善燈珠的散熱 條件；本發(fā)明的大功率LED燈珠金屬基板結(jié)構(gòu)成本低、結(jié)構(gòu)和工藝簡單、生產(chǎn)效率高。本發(fā) 明還公開了一種制作大功率LED燈珠金屬基板結(jié)構(gòu)的方法。這種方法的生產(chǎn)成本高，并且 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的效率不理想。
[0003] 又一份專利文獻(xiàn)CN102954379A公開了一種直焊式LED燈具結(jié)構(gòu)及其加工方法。直 焊式LED燈具結(jié)構(gòu)，包括LED燈珠、PCB板和金屬基座，所述PCB板的一面固定有所述的LED 燈珠，另一面設(shè)有第一焊錫膏層，所述金屬基座上設(shè)有鍍鎳層，所述的PCB板通過設(shè)有的第 一焊錫膏層與金屬基座具有鍍鎳層的一面焊接。本發(fā)明采用了將PCB板和直接具有散熱作 用的金屬基座焊接在一起的方法，熱阻減小，提高散熱速度，減少LED燈珠的光衰，提高LED 燈具的使用壽命。并進(jìn)一步優(yōu)化了 LED燈具的整體結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趁于小型化。本 發(fā)明加工方法進(jìn)一步優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；有助于LED燈具的廣 泛應(yīng)用，為地球的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持。這種方法仍然采用了導(dǎo)熱的介質(zhì)，仍然影響 了散熱效率的提1?。
[0004] 另外，隨著LED燈珠的芯片化發(fā)展，上述這些傳統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能很好地適 應(yīng)LED新技術(shù)的發(fā)展。因此，有必要開發(fā)出新的結(jié)構(gòu)，以方便為LED燈提供高導(dǎo)熱效率的固 定結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)大功率LED的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)和 制造方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，包括金屬基板，所述的金屬基板包括有若干個 用于與LED燈珠底部接觸的導(dǎo)熱盤部；其它區(qū)域覆蓋有絕緣層和導(dǎo)電層；所述導(dǎo)熱盤部的 高度等于絕緣層和導(dǎo)電層的厚度之和；所述的導(dǎo)電層設(shè)有印刷電路；所述導(dǎo)熱盤部與導(dǎo)電 層的表面處于同一平面。
[0008] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述的絕緣層為PP半固化片。
[0009] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述的導(dǎo)電層為銅箔層；所述的金屬基板為銅基板。
[0010] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述的導(dǎo)熱盤部與LED燈珠底部散熱片的面積相同；所述 LED燈珠為貼片式LED燈珠。
[0011] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述的導(dǎo)熱盤部為圓形，所述的導(dǎo)電層與導(dǎo)熱盤部之間設(shè) 有0. 2-0. 5mm的空隙，所述的空隙內(nèi)設(shè)有與絕緣層為一體的絕緣圈。
[0012] 一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，包括以下步驟：
[0013] 步驟一，由金屬板材切割成金屬基板；
[0014] 步驟二，在金屬基板的一個表面按預(yù)設(shè)的導(dǎo)熱盤部的大小，涂覆阻焊油墨；
[0015] 步驟三，對涂覆有阻焊油墨的導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域進(jìn)行蝕刻加工；
[0016] 步驟四，在導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域覆上絕緣層和導(dǎo)電層，進(jìn)行高溫壓合，溫度為 160-200°C，時間為1-3個小時，壓力為15-17公斤/cm 2。
[0017] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述的絕緣層為PP半固化片；所述的導(dǎo)電層為設(shè)有印制電 路的銅箔層；所述的PP半固化片和銅箔層均設(shè)有用于穿過導(dǎo)熱盤部的預(yù)制孔。
[0018] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述PP半固化片的預(yù)制孔設(shè)有三角齒形狀的孔壁，三角齒 的尖部構(gòu)成的圓圈的直徑小于導(dǎo)熱盤部的直徑的差值等于導(dǎo)熱盤部高度的二倍；三角齒的 底部構(gòu)成的圓圈的直徑等于導(dǎo)熱盤部的直徑；三角齒形狀的孔壁于高溫壓合時，擠壓成與 絕緣層為一體的絕緣圈。
[0019] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述步驟四之前，將導(dǎo)熱盤部表面涂覆的阻焊油墨清洗干 凈。
[0020] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：進(jìn)行高溫壓合時，銅箔層表面覆有二層離型紙，所述的二層 離型紙之間設(shè)有硅膠層；所述硅膠層的厚度為2-5_。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本發(fā)明采用了設(shè)有若干個凸起的導(dǎo)熱盤 部的金屬基板，再與絕緣層、導(dǎo)電層熱壓合成為金屬基印制板，其中的導(dǎo)熱盤部能與LED燈 珠底部的散熱部完全地?zé)醾鲗?dǎo)接觸，從而具有高效率的熱傳導(dǎo)作用，可以用于各種貼片式 LED。在熱壓合的過程中，增加了二層離型紙和設(shè)于二層離型紙之間的硅膠層，可以選擇相 應(yīng)硬度的硅膠材料，來控制熱壓合時PP半固化片的流膠量，可以加工出品質(zhì)一致的金屬基 板。另外，在熱壓合時采用具有三角齒形狀孔壁的預(yù)制孔，可以在熱壓合時形成絕緣圈結(jié) 構(gòu)，防止了導(dǎo)電層與導(dǎo)熱盤部的電接觸，具有更高的安全性，但加工過程卻很簡單易行，成 本低。
[0022] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及 其局部放大圖（安裝有LED燈珠）；
[0024] 圖2為本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及 其局部放大圖（未安裝有LED燈珠）；
[0025] 圖3為本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)在熱壓合時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及 其局部放大圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)在熱壓合前的絕緣層的預(yù)制孔的 放大示意圖；
[0027] 圖5為用于本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的熱壓合設(shè)備的平面示意圖（還示出 了自動生產(chǎn)線）。
[0028] 附圖標(biāo)記
[0029] 10金屬基板 20導(dǎo)熱盤部
[0030] 30絕緣層 40導(dǎo)電層
[0031] 50絕緣圈 61自動上料裝置
[0032] 62自動下料裝置65離型紙
[0033] 66娃膠層 70熱壓合設(shè)備
[0034] 71入口處 72出口處
[0035] 73長腰形回轉(zhuǎn)軌道74隔熱保溫層
[0036] 80三角槽 90 LED燈珠
[0037] 99自動生產(chǎn)線 91 LED燈珠焊腳

【具體實施方式】
[0038] 為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn) 一步介紹和說明，但不局限于此。
[0039] 如圖1到圖2所示的具體實施例，本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，包括金 屬基板10,金屬基板10包括有若干個用于與LED燈珠底部接觸的導(dǎo)熱盤部20 ;其它區(qū)域覆 蓋有絕緣層30和導(dǎo)電層40 ;導(dǎo)熱盤部20的高度等于絕緣層30和導(dǎo)電層40的厚度之和； 導(dǎo)電層40設(shè)有印刷電路（用于形成LED的供電電路）；導(dǎo)熱盤部20與導(dǎo)電層40的表面處 于同一平面，以此實現(xiàn)LED燈珠底部散熱器與導(dǎo)熱盤部形成良好的熱傳導(dǎo)接觸，而不需要 夾設(shè)其它的熱傳導(dǎo)材料。其中，絕緣層30為PP半固化片，導(dǎo)電層40為銅箔層；金屬基板10 優(yōu)選為銅基板，具更良好的熱傳導(dǎo)作用。
[0040] 其中，導(dǎo)熱盤部20與LED燈珠90底部散熱片的面積相同；LED燈珠90為貼片式 LED燈珠。本實施例中，導(dǎo)熱盤部20為圓形，導(dǎo)電層40與導(dǎo)熱盤部之間設(shè)有0. 2-0. 5mm的 空隙，空隙內(nèi)設(shè)有與絕緣層30為一體式成形的絕緣圈50 (具體過程詳見下面的說明）。
[0041] 本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，包括以下步驟：
[0042] 步驟一，由金屬板材切割成金屬基板；
[0043] 步驟二，在金屬基板的一個表面按預(yù)設(shè)的導(dǎo)熱盤部的大小，涂覆阻焊油墨；
[0044] 步驟三，對涂覆有阻焊油墨的導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域進(jìn)行蝕刻加工；
[0045] 步驟四，在導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域覆上絕緣層和導(dǎo)電層，進(jìn)行高溫壓合，溫度為 160-200°C，時間為1-3個小時，壓力為15-17公斤/cm2。
[0046] 其中，絕緣層為PP半固化片；導(dǎo)電層為設(shè)有印制電路的銅箔層；PP半固化片和銅 箔層均設(shè)有用于穿過導(dǎo)熱盤部的預(yù)制孔。
[0047] 為了減少阻焊油墨對熱壓合工序的影響，在進(jìn)行步驟四之前，可以將導(dǎo)熱盤部表 面涂覆的阻焊油墨清洗干凈。
[0048] 由于在熱壓合時，PP半固化片在壓力下會產(chǎn)生流膠，為了控制好PP半固化片的流 膠量，使同一批次產(chǎn)品能具有相同的產(chǎn)品品質(zhì)，在進(jìn)行高溫壓合時，在銅箔層表面覆有二層 離型紙65,在二層離型紙之間還設(shè)有娃膠層66。其中，娃膠層66的厚度一般為2-5mm(如 圖3所示）。在熱壓合之前，PP半固化片、銅箔層的預(yù)制孔與導(dǎo)熱盤部之間存在間隙，在熱 壓合時，通過控制溫度、壓力以及時間，使得PP半固化片在熱熔之后，被溢料至PP半固化 片、銅箔層的預(yù)制孔與導(dǎo)熱盤部之間的間隙處，形成絕緣圈結(jié)構(gòu)；而離型紙能防止熱熔之后 的PP半固化片溢流于銅箔層的表面。
[0049] 于其它實施例中，為了形成一體式的絕緣圈結(jié)構(gòu)，在PP半固化片的預(yù)制孔設(shè)有三 角齒形狀的孔壁，三角齒的尖部構(gòu)成的圓圈的直徑小于導(dǎo)熱盤部的直徑的差值等于導(dǎo)熱盤 部高度的二倍；三角齒（也可以是圖中的三角槽80形狀）的底部構(gòu)成的圓圈的直徑等于導(dǎo) 熱盤部的直徑；三角齒形狀的孔壁于高溫壓合時，擠壓成與絕緣層為一體的絕緣圈（如圖4 所示），并且可以在壓合之前的裝配過程中，起到精確定位的作用。
[0050] 于其它實施例中，由于熱壓合過程中，需要較長的時間，為了提前生產(chǎn)效率，可以 將若干個金屬基板，中間疊加有二層離型紙和一層硅膠層，形成多層的疊加結(jié)構(gòu)，以此節(jié)省 空間，在熱壓合設(shè)備上，同一批次可以加工數(shù)十件至數(shù)百件的金屬基板的產(chǎn)品。
[0051] 于其它實施例中，還提供用于本發(fā)明一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)的熱壓合設(shè) 備70 (如圖5所示），為了提高生產(chǎn)效率，以及便于上料和下料，該設(shè)備將加壓工序與加熱 工序進(jìn)行分離，即采用可以實現(xiàn)設(shè)定壓力的加壓治具和用于容置若干個加壓治具的回轉(zhuǎn)式 加熱爐，裝有若干個層疊的金屬基板的加壓治具，依次從回轉(zhuǎn)式加熱爐的入口處71放至回 轉(zhuǎn)式加熱爐的固定工位上，按預(yù)設(shè)的熱壓合時間，在回轉(zhuǎn)式加熱爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)若干個圈，達(dá)到預(yù) 設(shè)的熱壓合時間之后，再從回轉(zhuǎn)式加熱爐的出口處72取出。為了降低勞動強(qiáng)度，還可以在 回轉(zhuǎn)式加熱爐的入口處設(shè)有帶機(jī)械手的自動上料裝置61，在回轉(zhuǎn)式加熱爐的出口處設(shè)有帶 機(jī)械手的自動下料裝置62。加壓治具可以采用框形結(jié)構(gòu)，在框形結(jié)構(gòu)上設(shè)有螺紋式加壓機(jī) 構(gòu)。
[0052] 回轉(zhuǎn)式加熱爐優(yōu)先采用長腰形回轉(zhuǎn)軌道73,長腰形回轉(zhuǎn)軌道的四周設(shè)有隔熱保溫 層74,入口處和出口處分別位于長腰形回轉(zhuǎn)軌道同一端的兩側(cè)。采這種結(jié)構(gòu)的熱壓合設(shè)備 可以設(shè)于LED燈的自動生產(chǎn)線99上，形成流水線式生產(chǎn)。
[0053] 綜上所述，本發(fā)明采用了設(shè)有若干個凸起的導(dǎo)熱盤部的金屬基板，再與絕緣層、導(dǎo) 電層熱壓合成為金屬基印制板，其中的導(dǎo)熱盤部能與LED燈珠底部的散熱部完全地?zé)醾鲗?dǎo) 接觸，從而具有高效率的熱傳導(dǎo)作用，可以用于各種貼片式LED。在熱壓合的過程中，增加了 二層離型紙和設(shè)于二層離型紙之間的硅膠層，可以選擇相應(yīng)硬度的硅膠材料，來控制熱壓 合時PP半固化片的流膠量，可以加工出品質(zhì)一致的金屬基板。另外，在熱壓合時采用具有 三角齒形狀孔壁的預(yù)制孔，可以在熱壓合時形成絕緣圈結(jié)構(gòu)，防止了導(dǎo)電層與導(dǎo)熱盤部的 電接觸，具有更高的安全性，但加工過程卻很簡單易行，成本低。
[0054] 上述僅以實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不 代表本發(fā)明的實施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的 保護(hù)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，包括金屬基板，其特征在于所述的金屬基板包括 有若干個用于與LED燈珠底部接觸的導(dǎo)熱盤部；其它區(qū)域覆蓋有絕緣層和導(dǎo)電層；所述導(dǎo) 熱盤部的高度等于絕緣層和導(dǎo)電層的厚度之和；所述的導(dǎo)電層設(shè)有印刷電路；所述導(dǎo)熱盤 部與導(dǎo)電層的表面處于同一平面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的絕緣層 為PP半固化片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)電層 為銅箔層；所述的金屬基板為銅基板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)熱盤 部與LED燈珠底部散熱片的面積相同；所述LED燈珠為貼片式LED燈珠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo)熱盤 部為圓形，所述的導(dǎo)電層與導(dǎo)熱盤部之間設(shè)有〇. 2-0. 5mm的空隙，所述的空隙內(nèi)設(shè)有與絕 緣層為一體的絕緣圈。
6. -種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，包括以下步驟： 步驟一，由金屬板材切割成金屬基板； 步驟二，在金屬基板的一個表面按預(yù)設(shè)的導(dǎo)熱盤部的大小，涂覆阻焊油墨； 步驟三，對涂覆有阻焊油墨的導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域進(jìn)行蝕刻加工； 步驟四，在導(dǎo)熱盤部之外的區(qū)域覆上絕緣層和導(dǎo)電層，進(jìn)行高溫壓合，溫度為 160-200°C，時間為1-3個小時，壓力為15-17公斤/cm2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，其特征在于所述的絕 緣層為PP半固化片；所述的導(dǎo)電層為設(shè)有印制電路的銅箔層；所述的PP半固化片和銅箔 層均設(shè)有用于穿過導(dǎo)熱盤部的預(yù)制孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，其特征在于所述PP半 固化片的預(yù)制孔設(shè)有三角齒形狀的孔壁，三角齒的尖部構(gòu)成的圓圈的直徑小于導(dǎo)熱盤部的 直徑的差值等于導(dǎo)熱盤部高度的二倍；三角齒的底部構(gòu)成的圓圈的直徑等于導(dǎo)熱盤部的直 徑；三角齒形狀的孔壁于高溫壓合時，擠壓成與絕緣層為一體的絕緣圈。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，其特征在于所述步驟 四之前，將導(dǎo)熱盤部表面涂覆的阻焊油墨清洗干凈。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高導(dǎo)熱金屬基印制板的制造方法，其特征在于進(jìn)行高 溫壓合時，銅箔層表面覆有二層離型紙，所述的二層離型紙之間設(shè)有硅膠層；所述硅膠層的 厚度為2_5mm。
【文檔編號】H05K1/02GK104066272SQ201410323546
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】劉鎮(zhèn)權(quán), 吳子堅 申請人:廣東成德電路股份有限公司