專利名稱：一種發(fā)光二極管焊接散熱裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率器件的焊接、散熱裝置及方法，具體的說(shuō)，涉及一種LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)器件的焊接、散熱裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著功率器件的功率密度進(jìn)一步提高，功率器件的散熱問(wèn)題成為制約功率密度提 高的主要因素之一 ；LED功率器件為進(jìn)一步提高發(fā)光強(qiáng)度，功率密度同時(shí)進(jìn)一步提高，由此 帶來(lái)散熱問(wèn)題。LED的發(fā)光效率、發(fā)光半衰期等重要指標(biāo)，均與LED器件本體的溫度直接相 關(guān)，必須保持合理的LED器件本體溫度，才能較好的推廣使用LED產(chǎn)品。
現(xiàn)有的LED產(chǎn)品的焊接散熱裝置通常采用金屬基板，目前，對(duì)于散熱問(wèn)題流行的 解決方案是在器件本體上加大焊盤，通過(guò)將功率器件的大焊盤與金屬基板直接焊接，再與 散熱器良好連接，來(lái)解決散熱問(wèn)題。這樣的焊接散熱裝置其散熱效果有待于進(jìn)一步提高，并 且由于LED產(chǎn)品現(xiàn)在單價(jià)較高，加上金屬基板的高昂費(fèi)用，造成了成本的提高，從這方面來(lái) 說(shuō)，嚴(yán)重制約著LED產(chǎn)品的推廣使用。 由于以上原因，需要有較好的解決方案，來(lái)進(jìn)一步提高LED產(chǎn)品的性價(jià)比，才能使 LED產(chǎn)品更好地在市場(chǎng)上普及使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種發(fā)光二極管焊接散熱裝置及方法，降低成 本的同時(shí)增強(qiáng)發(fā)光二極管器件的散熱效果。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管焊接散熱裝置，用于將發(fā)
光二極管與基板相焊接，所述發(fā)光二極管本體包括大焊盤及引腳，所述基板為絕緣板，具有
與發(fā)光二極管相接觸的第一表面及相對(duì)應(yīng)的第二表面，所述第二表面具有金屬覆層，所述
基板上并設(shè)有與所述大焊盤相匹配的焊盤孔，所述焊盤孔中具有導(dǎo)熱材料，所述大焊盤通
過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬覆層連接。 優(yōu)選的，所述基板為FR-4雙面環(huán)氧基板。 優(yōu)選的，所述基板第一表面上還具有與發(fā)光二極管引腳相匹配的焊盤。
優(yōu)選的，所述金屬覆層為覆銅。 優(yōu)選的，所述焊接散熱裝置還包括散熱器，所述基板第二表面與散熱器之間用雙 面導(dǎo)熱膠連接。 優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱材料為焊錫。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種發(fā)光二極管焊接散熱方法，用于對(duì) 包括大焊盤的發(fā)光二極管本體進(jìn)行焊接，所述方法包括以下步驟 (1)在絕緣基板上設(shè)置與所述大焊盤相適應(yīng)的焊盤孔，在基板第一表面設(shè)置與發(fā) 光二極管引腳相匹配的焊盤，在基板第二表面設(shè)置金屬覆層； (2)將所述大焊盤與所述焊盤孔對(duì)應(yīng)后，焊接發(fā)光二極管引腳至所述基板第一表
3面的焊盤； (3)在所述焊盤孔內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，使所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬 覆層相連接。 進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所述基板為FR-4雙面環(huán)氧基板。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所述金屬覆層為覆銅。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所述方法還包括以下步驟 (4)設(shè)置散熱器，將所述基板第二表面與散熱器用雙面導(dǎo)熱膠連接。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所述導(dǎo)熱材料為焊錫。 采用本發(fā)明的焊接散熱裝置及方法，將在散熱、費(fèi)用、工藝可靠性方面極大地提高 LED的應(yīng)用水平。本發(fā)明由于采用了絕緣板，其散熱效果與金屬基板相比，可以進(jìn)一步降低 LED到散熱器的熱阻。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在相同環(huán)境條件，在相同工作條件下的LED，采用本發(fā)明 可以使LED的焊盤溫度降低2(TC左右，很好的解決了 LED的散熱問(wèn)題。
對(duì)應(yīng)采用金屬基板中最常用、廉價(jià)的鋁基板，采用上述方案，用于散熱的費(fèi)用，除 去散熱器外，F(xiàn)R-4雙面環(huán)氧板的價(jià)格是鋁基板的10%，相對(duì)于一塊100mn^l00mm的基板，可 以節(jié)約54RMB，可見(jiàn)本發(fā)明相對(duì)采用金屬基板的裝置具有成本低的特點(diǎn)，這對(duì)于產(chǎn)品的推廣 將起到?jīng)Q定性的作用。 同時(shí)，發(fā)光二極管器件焊接的可靠性將得到很好的保障。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所針對(duì)的LED燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的基板第一表面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的LED燈引腳與基板第一表面相焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的LED燈與基板焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的焊接散熱裝置與散熱器相連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例的焊接散熱方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的主要思想是采用絕緣板作為基板，在基板不與發(fā)光二極管接觸的表面設(shè)
置金屬覆層，基板上并設(shè)有與發(fā)光二極管大焊盤相匹配的焊盤孔，所述焊盤孔中具有導(dǎo)熱
材料，所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬覆層連接，從而本發(fā)明與采用金屬基板的
焊接散熱裝置及方法相比具有成本低、散熱效果好的特點(diǎn)。 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 參照?qǐng)D1所示，為本發(fā)明實(shí)施例所針對(duì)的LED燈結(jié)構(gòu)示意圖，圖中所示LED燈包括
大焊盤10、引腳11。參照?qǐng)D2所示，為本發(fā)明實(shí)施例的基板第一表面結(jié)構(gòu)示意圖，所示基板
20上包括焊盤孔21、焊盤22。參照?qǐng)D3所示，為本發(fā)明實(shí)施例的LED燈引腳與基板第一
表面相焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。所述大焊盤10與焊盤孔21相匹配。所述引腳ll焊接于所述
焊盤22(圖2所示)。所述基板20第二表面上設(shè)有金屬覆層202。參照?qǐng)D4所示，為本發(fā)
明實(shí)施例的LED燈與基板焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。所述焊盤孔中具有導(dǎo)熱材料201，所述大焊
盤10通過(guò)所述導(dǎo)熱材料201與所述金屬覆層202連接。在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱材料201為焊錫，所述金屬覆層202為覆銅。當(dāng)然，具體應(yīng)用中也可以采用其他的導(dǎo)熱材料及金屬覆 層，本發(fā)明對(duì)此不加以限定。 在本實(shí)施例中，所述基板20為FR-4雙面環(huán)氧基板。本實(shí)施例通過(guò)用普通的FR_4 環(huán)氧基板替代了昂貴的金屬基板，能夠降低生產(chǎn)成本，在LED的產(chǎn)品推廣使用方面，將起到 很大的推動(dòng)作用。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述焊接散熱裝置還包括散熱器。參照?qǐng)D5所 示，為本發(fā)明實(shí)施例的焊接散熱裝置與散熱器13相連接的結(jié)構(gòu)示意圖。所述基板第二表面 與散熱器13之間用雙面導(dǎo)熱膠14連接。這樣，可以使金屬覆層202通過(guò)雙面導(dǎo)熱膠14與 散熱器13良好接觸，增強(qiáng)散熱效果。 參照?qǐng)D6所示，為本發(fā)明實(shí)施例的焊接散熱方法流程圖。所述方法用于對(duì)包括大 焊盤的發(fā)光二極管本體進(jìn)行焊接，包括以下步驟 步驟601 :在絕緣基板上設(shè)置與所述大焊盤相適應(yīng)的焊盤孔，在基板第一表面設(shè) 置與發(fā)光二極管引腳相匹配的焊盤，在基板第二表面設(shè)置金屬覆層； 步驟602 :將所述大焊盤與所述焊盤孔對(duì)應(yīng)后，焊接發(fā)光二極管引腳至所述基板 第一表面的焊盤； 步驟603 :在所述焊盤孔內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，使所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所 述金屬覆層相連接。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法還包括以下步驟 步驟604 :設(shè)置散熱器，將所述基板第二表面與散熱器用雙面導(dǎo)熱膠連接。 在本實(shí)施例中，所述基板為FR-4雙面環(huán)氧基板，所述金屬覆層為覆銅，所述導(dǎo)熱
材料為焊錫。事實(shí)上，所述基板、金屬覆層及導(dǎo)熱材料還可以采用其他的材料，只要能實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的目的，都可以為本發(fā)明所采用。 另外，作為本發(fā)明的又一種實(shí)施方式，步驟602中將所述大焊盤與所述焊盤孔對(duì) 應(yīng)后，也可以先將所述大焊盤與焊盤孔焊接，之后焊接發(fā)光二極管引腳至所述基板第一表 面的焊盤。這樣之后在所述焊盤孔內(nèi)填充導(dǎo)熱材料時(shí)，所述大焊盤能更好地通過(guò)所述導(dǎo)熱 材料與金屬覆層相連接。 在本發(fā)明中，LED的三個(gè)焊接點(diǎn)，即兩個(gè)引腳和一個(gè)大焊盤，其中大焊盤是主要散 熱點(diǎn)，對(duì)應(yīng)FR-4雙面環(huán)氧板上有三個(gè)焊盤，位于中心的焊盤有焊盤孔，焊盤孔大小與LED的 大焊盤相仿，LED焊接在基板的正面，LED大焊盤與PCB (Printed circuit board,印刷電路 板)的焊盤孔良好對(duì)應(yīng)；在基板的反面，與焊盤孔相連的有較大面積覆銅，這樣在從基板反 面將LED中心焊盤與PCB焊盤孔良好焊接后，較大面積的覆銅就進(jìn)一步起到了良好的散熱， 同時(shí)與散熱器之間采用雙面導(dǎo)熱膠相連接，以上措施，將能夠保證LED的自身發(fā)熱可以良 好傳導(dǎo)到散熱器上，保證了 LED在合理的溫度下工作。 可見(jiàn)，采用本發(fā)明提供的LED器件的焊接散熱裝置及方法，LED器件所使用的基板 費(fèi)用降低為原來(lái)金屬基板的10X，并且LED器件與散熱器之間的熱阻將進(jìn)一步降低；采用 本發(fā)明，對(duì)于LED大焊盤的焊接情況，將可以直接進(jìn)行檢驗(yàn)；而采用現(xiàn)有技術(shù)的金屬基板方 案，LED的大焊盤與金屬基板間的焊接情況將無(wú)法進(jìn)行檢驗(yàn)；這樣采用本發(fā)明的方法在焊 接可靠性方面將獲得很大的提高。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，
5任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種發(fā)光二極管焊接散熱裝置，用于將發(fā)光二極管與基板相焊接，所述發(fā)光二極管本體包括大焊盤及引腳，其特征在于，所述基板為絕緣板，具有與發(fā)光二極管相接觸的第一表面及相對(duì)應(yīng)的第二表面，所述第二表面具有金屬覆層，所述基板上并設(shè)有與所述大焊盤相匹配的焊盤孔，所述焊盤孔中具有導(dǎo)熱材料，所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬覆層連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基板為FR-4雙面環(huán)氧基板。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基板第一表面上還具有與發(fā)光二極管 引腳相匹配的焊盤。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述金屬覆層為覆銅。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述焊接散熱裝置還包括散熱器，所述基板 第二表面與散熱器之間用雙面導(dǎo)熱膠連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱材料為焊錫。
7. —種發(fā)光二極管焊接散熱方法，用于對(duì)包括大焊盤的發(fā)光二極管本體進(jìn)行焊接，其 特征在于，所述方法包括以下步驟(1) 在絕緣基板上設(shè)置與所述大焊盤相適應(yīng)的焊盤孔，在基板第一表面設(shè)置與發(fā)光二 極管引腳相匹配的焊盤，在基板第二表面設(shè)置金屬覆層；(2) 將所述大焊盤與所述焊盤孔對(duì)應(yīng)后，焊接發(fā)光二極管引腳至所述基板第一表面的 焊盤；(3) 在所述焊盤孔內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，使所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬覆層 相連接。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述基板為FR-4雙面環(huán)氧基板。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述金屬覆層為覆銅。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(4)設(shè)置散熱 器，將所述基板第二表面與散熱器用雙面導(dǎo)熱膠連接。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱材料為焊錫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管焊接散熱裝置及方法，所述方法包括以下步驟(1)在絕緣基板上設(shè)置與所述大焊盤相適應(yīng)的焊盤孔，在基板第一表面設(shè)置與發(fā)光二極管引腳相匹配的焊盤，在基板第二表面設(shè)置金屬覆層；(2)將所述大焊盤與所述焊盤孔對(duì)應(yīng)后，焊接發(fā)光二極管引腳至所述基板第一表面的焊盤；(3)在所述焊盤孔內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，使所述大焊盤通過(guò)所述導(dǎo)熱材料與所述金屬覆層相連接。本發(fā)明由于采用了絕緣板，其散熱效果與金屬基板相比，可以進(jìn)一步降低LED(發(fā)光二極管)到散熱器的熱阻，同時(shí)本發(fā)明相對(duì)采用金屬基板的裝置及方法具有成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L23/34GK101764184SQ200810241078
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者王雪松, 馬生茂 申請(qǐng)人:中國(guó)電子為華實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司