[发明专利]电子发热模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子发热模块及其制造方法。 

背景技术

在当前的照明结构中，LED组件经常被放置在MCPCB板(金属芯印刷电路板)上，以将LED组件自身产生的热量快速地传递给散热片。MCPCB板具有良好的导热性能，但是其非常昂贵。在LED照明结构中，MCPCB板的成本最高可为总成本的10％-30％。相对于MCPCB板的成本，FR4印刷电路板的成本仅仅为其成本的20％-35％。如果将FR4印刷电路板应用到照明结构中，那么照明结构的总成本可以下降6.5％-24％。但是FR4材质的较低的导热系数(0.2-0.5W/m*k)对照明结构的热管理造成了限制。 

为了改善采用FR4材质的印刷电路板的导热性能，通常在FR4印刷电路板的自带散热通孔中灌注有本身具有高的导热系数的材料，例如铜。这些散热通孔可以将LED组件本身产生的部分热量传递给设置在FR4印刷电路板另一侧上的热沉。然而，这些散热通孔的尺寸通常非常小，利用这些通孔不能良好地传导热量。同时，这种类型的结构也仅仅适合用于热电分离式电子组件，其对于热电一体式电子组件是不适用的。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种改善了散热性能的电子发热模块，其即可应用热电分离式电子组件和热电一体式电子组件。此外，本发明还涉及一种上述类型的电子发热模块的制造方法。 

本发明的第一个目的通过一种电子发热模块实现，该电子发热模块包括电子发热体、基板以及热沉，电子发热体安置在基板上，其中，在基板中开设有唯一的通孔，在该通孔中安装有导热的嵌块，嵌块在一侧与电子发热体接触并且在另一侧与热沉接触。在根据本发明的设计方案，由于是在该通孔中安装有导热的嵌块，而不是如现有技术中的FR4板自带的极小尺寸的散热通孔，因此，提供了嵌入大尺寸的导热的嵌块的可能性。并且仅仅开设了一个唯一的通孔以及嵌块，因此嵌块与热沉和电子发热体的导热盘之间有可能获得最大的接触面积，从而能够非常有效地将电子发热体自身的热量有效地传递给热沉，从而达到改进散热效果的目的。 

根据本发明的一个优选的设计方案，电子发热体包括与嵌块接触的导热盘，该嵌块的尺寸大于或等于导热盘的尺寸。通过该设计方案，导热盘的整个面都能够完全地与嵌块接触，从而在嵌块和导热盘之间获得最大的接触面积，以有效地传递热量。 

根据本发明的一个优选的设计方案，在嵌块和导热盘之间设置有导热界面材料，例如导热硅胶，这进一步改善了在嵌块和导热盘之间的热传递效率。 

根据本发明的一个优选的设计方案，嵌块以压配合的方式安装在通孔中。这很大程度上防止了嵌块从通孔中滑出，并简化了生产工艺。 

优选的是，嵌块由Cu、Fe、Au、AlN、Al₂O₃或石墨制成。上述材料具有良好的导热性能，进一步改善了电子发热体和热沉之间的热传递效率。 

优选的是，当根据本发明的电子发热模块采用热电一体式电子组件时，嵌块设计为导电体，例如Cu、Fe、Au。由此，该嵌块不仅可以作为导热体使用，也可作为热电一体式电子组件的导电部分来使用。 

优选的是，在热电一体式的技术方案中，在基板和热沉之间设置有电绝缘层，从而有效地在它们之间形成电绝缘，其中，电绝缘层由厚度为0.1-0.15mm之间的导热合成材料制成。 

根据本发明的设计方案，基板设计为FR4印刷电路板。由于FR4材质的较低的成本费用，所以整个电子发热模块的成本也被极大的降低。 

本发明的另一个目的通过一种制造照明模块的方法实现，该方法包括以下步骤：a)在基板上开设唯一的通孔，b)将导热的嵌块安装到通孔中，c)将照明模块的LED组件和热沉分别安装在所述基板两侧，使嵌块分别与LED组件和热沉接触。通过制造好基板之后再嵌入导热嵌块，本发明提供了嵌入大尺寸的导热的嵌块的可能性并且提供了嵌块与热沉和电子发热体的导热盘之间获得最大接触面积的可能性。通过根据本发明的方法制成的照明模块改善了散热性能，可应用热电分离式LED组件和热电一体式LED组件并且其更加容易装配和生产。 

优选的是，嵌块的尺寸大于或等于导热盘的尺寸。通过该设计方案，导热盘完全地与嵌块接触，从而在嵌块和导热盘之间获得最大的接触面积，以有效地传递热量。 

根据本发明的方法，在步骤c)之前还包括在嵌块和导热盘之间设置导热界面材料，例如导热硅胶，这进一步改善了在嵌块和导热盘之间的热传递效率。 

优选的是，在采用热电一体式LED组件时，在基板和热沉之间设置电绝缘层，从而有效地在它们之间形成电绝缘。