[发明专利]电路板、电子模块和照明装置以及制造该电路板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路板以及具有该电路板的一种电子模块和一种照明装置。此外本发明还涉及一种制造该电路板的方法。

背景技术

在现代的照明装置中、特别是大功率的LED照明装置中，电路板的热阻占据了照明装置总热阻的绝大部分。以传统的以金属为基底的电路板（MCPCB）为例，可以被视为热源的LED芯片在工作时产生的热量必须分别经过依次设置在金属基底、例如铝制基底的表面上的导电层和绝缘层才能传递给基底。由于绝缘层通常由聚合物制成，因此其导热率非常低。这导致在LED芯片和金属基底之间存在相对较大的热阻。以相对新颖的以陶瓷为基底的电路板（Ceramic PCB）为例，同样被视为热源的LED芯片在工作时产生的热量尽管只经过设置在陶瓷基底的表面上的导电层就可以传递给陶瓷基底，但是受陶瓷自身特性的限制，陶瓷基底的导热率相对于例如由铝制的金属基底而言比较低，因此导致整个照明装置仍具有较高的热阻。并且这种以陶瓷为基础的电路板还容易断裂或被折损，并且具有较大的自重。

发明内容

因此本发明的一个目的在于，提出一种电路板，该电路板制造简单、成本低廉、重量较轻，并且具有低热阻的优点。安装在这种电路板中的电子器件在工作时产生的热量可以被迅速地导出到外界环境中，以实现良好的散热效果。

根据本发明的电路板，包括基底和导电层，其特征在于，所述基底在朝向所述导电层一侧的表面上具有第一区域和第二区域，所述第一区域上设置有第一绝缘层，所述第二区域上设置有第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层具有不同的导热率。通过选择导热率不同的绝缘层覆盖基底，可以有针对性地减小电路板局部区域的热阻，由此可以在不影响安装在电路板上的电子器件和电路板电连接的前提下，为电子器件提供高效迅速的导热路径。这种结构简单的电路板特别适合用于承载大功率的电子器件。

根据本发明的一个优选的设计方案，第一绝缘层具有比第二绝缘层高的导热率。由此可以使待散热的电子器件和第一绝缘层热接触，以便主要借助于高导热率的第一绝缘层进行散热。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述基底由金属制成。由于金属具有高导热率、高硬度的特点，因此特别适合用作电路板的基底。此外由于在导电层和基底之间分别设置了第一和第二绝缘层，因此也不会由于基底的金属性而影响整个电路板的导电功能。该金属基底的导热率可以达到140-398K/（W*m）。在此基底可以优选地采用以下材料中的一种制成：铝、铝合金和铜。

根据本发明的一个优选的设计方案，第一绝缘层为陶瓷绝缘层。陶瓷绝缘层例如可以具有20-39K/（W*m）的导热率。优选地，第一绝缘层由Al₂O₃制成。第一绝缘层也可以由AlN制成，由此可以使陶瓷绝缘层例如可以具有150-180K/（W*m）的导热率。

根据本发明的另一个优选的设计方案，所述第二绝缘层为聚合物绝缘层。该聚合物绝缘层的导热率通常小于3K/（W*m）。

根据本发明的另一个优选的设计方案，所述导电层包括至少两个第一连接区域以及第二连接区域，所述第一、第二连接区域中的任两个连接区域彼此间隔开。导电层通常是印刷电路层，其中的两个第一连接区域例如可以分别电连接电子器件的正负极引脚，由此需要将这两个第一连接区域彼此分离地设计，并且优选地也和第二连接区域间隔开。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述第二连接区域设置在第一绝缘层上方，并且所述第一连接区域设置在第二绝缘层上方。由于第一连接区域主要用于和电子器件电连接，因此优选地将其设置在导热率相对较小的第二绝缘层上方；而第二连接区域设计用于和产生热量的电子器件热接触，因此优选地将其设置在导热率相对较大的第一绝缘层上方。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述第二连接区域至少部分地覆盖第一绝缘层的表面。由此使得也具有导热特性的导电层尽可能大面积地和第一绝缘层接触，以便将大量的热量经过第一绝缘层传递给基底。

此外本发明还涉及一种电子模块，包括至少一个电子器件，其特征在于，还包括上述电路板，用于承载所述电子器件。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述电子器件具有第一导电部、第二导电部以及导热部，所述第一导电部、第二导电部分别和第一连接区域连接，并且导热部和第二连接区域连接。由此可以确保电子器件在和电路板上的第一连接区域电连接的同时，还可以将电子器件在工作时产生的热量通过导热部域传递到电路板的第二连接区域上，用于进行高效的散热。