[发明专利]电路板、具有该电路板的电子模块、照明装置和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的一侧具有第一区域和第二区域，所述第一区域相对于所述第二区域凹陷，所述第一区域中容纳有第一绝缘层，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。 

本发明的构思在于，在同一电路板上设置导热率不同的区域，由此可以有针对性地承载各种电子器件，特别是对温度敏感的器件或在工作时产热的器件。在电路板的同一侧，由于第一绝缘层以“体”的形式容纳在凹陷的第一区域中，而第二绝缘层以“面”的形式设置在第二区域上，根据本发明的电路板因此包括两个部段，它们的导热率在垂直于第一和/或第二绝缘层的方向上差别较大，其中在具有第一绝缘层的第一部段中，必须取决于第一绝缘层和基底的导热率来计算该部段的导热率；而在具有第二绝缘层的第二部段中，第二绝缘层的导热率相对于第一绝缘层而言，较小地影响该部段中的导热率。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，所述第一绝缘层具有比所述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）。 

根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一区域的内壁和所述第一绝缘层之间设置有接合层，以将所述基底和所述第一绝缘层固定连接。基底和第一绝缘层分别由不同材料制成，而且硬度都比较高，因此必须借助于附加的结合层将两者牢固连接在一起。 

根据本发明的一个优选的设计方案，所述接合层包括分别设置在所述内壁和所述第一绝缘层的、与所述内壁相对应的外壁上的焊盘以及连接所述焊盘的焊料。例如当基底由金属材料制成、第一绝缘层设计为陶瓷体时，陶瓷体需要被固定在例如限定出为矩形凹槽的第一区域中。陶瓷体朝向矩形凹槽的各个表面上以及矩形凹槽的各个表面上分别预设有焊盘，借助于焊料可以将相对设置的焊盘焊接在一起，并进而将基底和作为陶瓷体的第一绝缘层焊接在一起。 

根据本发明的另一个优选的设计方案，所述第二区域设计为平坦的。第二区域可以是基底的顶面，其作为边缘区域限定出凹陷的第一区域。