[发明专利]发光二极管散热装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热装置及其制造方法，特别地涉及一种发光二极管的散热装置及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)是一种能够将电能转化为可见光的半导体器件。由于其光效高、耗电少、寿命长等的优点越来越多的运用在各种需要发光的场合，由发光二极管构成的灯具则广泛用于家庭、商场、银行、医院、宾馆、饭店等各种场合。目前市场上的大功率LED灯具(大功率LED灯具是指单颗LED灯珠的功率为1瓦或1瓦以上)的基本结构是将一块焊接或者贴装着LED灯珠的线路板固定在一块散热片上，上述线路板是铝基板、石墨基板或陶瓷基板等，上述散热片是铝材散热片、石墨散热片或陶瓷散热片等，散热片和线路板之间还设有一层导热胶。LED灯珠发光所产生的热量传递给线路板，线路板上的热量通过导热胶传递给散热片，依靠散热片较大的散热面积将热量传递给流过的空气来进行散热。目前采用上述结构的大功率LED灯具在常温下，LED灯珠点亮后一般要2小时以上才能达到热平衡，在热平衡后，其LED灯珠的焊点的温度一般在60至85℃之间，温度较高，LED灯珠的使用寿命一般只能在30000小时左右。

传统的大功率LED灯具无法抛弃散热片的设计，是因为其线路板的导热系数较低，热量无法迅速传导给空气，所以仅靠铝基板、石墨基板或陶瓷基板等的线路板与空气交换热量散热远远不够，热量在线路板上累积后会回传给LED灯珠，造成LED灯珠的工作温度较高，从而会造成LED灯珠迅速衰减，死灯，缩短了LED灯珠的使用寿命。

中国专利文献CN201655852U(申请号：201020163051.3)公开一种表面组装技术封装的LED背光源灯条，包括石墨基板以及以表面封装技术形式贴装在石墨基板上的LED，该石墨基板即为上述的石墨基板线路板，其厚度为0.3mm至3mm，包括一层用于散热的石墨基层；且该LED背光源灯条采用的是单颗功率1瓦以下的小功率LED灯珠，因此不需要设置散热片来散热。石墨基板在大功率LED灯具上的应用仅仅是为了取代铝基板从而改善导热性能，无法取代散热片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种散热效果较好、LED灯珠使用寿命较长的发光二极管散热装置及其制造方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种发光二极管散热装置，包括绝缘材料层和分布在绝缘材料层上表面上的导电线路，还包括与导电线路电连接的LED灯珠以及包括石墨膜。

石墨膜是一种纯碳材高导热石墨膜，其厚度为0.012mm至1.0mm，优选0.012mm至0.15mm，导热系数为400至1900瓦/米·度。

导电线路由导电材料制成，其厚度在0.01至0.3mm之间。导电线路在其相应位置处设有与LED灯珠的数量相对应的正极焊点和负极焊点。

绝缘材料层是一层高导热绝缘胶或普通绝缘双面胶，其厚度在0.01至0.5mm之间。绝缘材料层根据导电线路的线路走向制作，其形状与导电线路的形状相对应，且导电线路的宽度比绝缘材料层的宽度小1至3mm。

绝缘材料层粘结固定在石墨膜上，且位于石墨膜的上方。导电线路粘结固定在绝缘材料层上，且位于绝缘材料层的上方。

LED灯珠的功率选择范围为1至30瓦，LED灯珠设有一个正极引脚和一个负极引脚。LED灯珠由其位于底面的导热金属部位与石墨膜的未粘贴有绝缘材料层的部位相接触，且LED灯珠的正极引脚与导电线路的相应一个正极焊点固定电连接，负极引脚与导电线路的相应一个负极焊点固定电连接。

上述导电线路所用的导电材料为铜箔或铝箔。

一种上述的发光二极管散热装置的制造方法，包括如下步骤：

①使用膜片裁切机裁切或使用冲压设备冲压将外购的高导热石墨膜材料制作成所需形状的石墨膜。

②使用裁切机裁切或使用冲压设备冲压将外购的包括铜箔或铝箔在内的导电材料根据电路设计制成导电线路。

③使用膜片裁切机裁切或使用冲压设备冲压将外购的高导热绝缘胶卷材或普通绝缘双面胶卷材根据由步骤②得到的导电线路的形状制成相应形状的绝缘材料胶皮，且绝缘材料胶皮的宽度比导电线路的宽度大2mm。

④采用手工方式或者使用SMT贴片机将由步骤③得到的绝缘材料胶皮粘贴至石墨膜上，从而形成绝缘材料层。

⑤采用手工方式或者使用SMT贴片机将由步骤②得到的导电线路粘贴至绝缘材料层上。