LED芯片用背板及其制备方法

摘要

本发明公开了一种LED芯片用背板，该背板包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，所述烟囱式突起结构穿通所述金属平板；所述烟囱式突起结构的顶部与底部均具有开口；且所述烟囱式突起结构的底部与所述金属平板的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构的顶部高于所述金属平板的上表面，从而使得该LED芯片用背板具有更大的表面积，更有利于其散热；同时，本发明还提供种一种LED芯片用背板的制备方法，该方法利用具有突起阵列的模具对金属平板进行压制，在所述金属平板上形成顶部开口的多个均匀分布的烟囱式突起结构，该方法简单方便。

权利要求

1.一种LED芯片用背板，其特征在于，包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，所述烟囱式突起结构穿通所述金属平板；所述烟囱式突起结构的顶部与底部均具有开口；所述烟囱式突起结构的底部与所述金属平板的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构的顶部高于所述金属平板的上表面；所述金属平板以及所述烟囱式突起结构均由铝合金材料制成，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：Mn∶1.0％～2.2％，Zn∶2.7％～3.3％，Fe∶0.5％～1.2％，Mg∶0.4％～0.6％，Cu∶0.05％～0.1％，Co∶0.8％～1.2％，其余为Al。

2.如权利要求1所述的LED芯片用背板，其特征在于，所述烟囱式突起结构的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构的侧壁与所述金属平板之间的夹角为60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。

3.如权利要求1所述的LED芯片用背板，其特征在于，所述烟囱式突起结构的顶部离所述金属平板上表面的高度为1～8mm。

4.如权利要求1所述的LED芯片用背板，其特征在于，所述LED芯片的背面焊接在所述金属平板的下表面。

5.一种LED芯片用背板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供金属平板；

将所述金属平板装夹于数控机床，并在所述金属平板的下表面放置模具，所述模具上具有突起阵列；

启动所述数控机床，所述数控机床带动所述模具对所述金属平板进行压制，在所述金属平板上形成多个均匀分布的烟囱式突起结构；并压穿所述烟囱式突起结构的顶部，在所述烟囱式突起结构的顶部形成开口，制成LED芯片用背板；

所述金属平板以及所述烟囱式突起结构均由铝合金材料制成，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：Mn∶1.0％～2.2％，Zn∶2.7％～3.3％，Fe∶0.5％～1.2％，Mg∶0.4％～0.6％，Cu∶0.05％～0.1％，Co∶0.8％～1.2％，其余为Al。

6.如权利要求5所述的LED芯片用背板的制备方法，其特征在于，所述烟囱式突起结构的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构的侧壁与所述金属平板之间的夹角为

60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。

7.如权利要求5所述的LED芯片用背板的制备方法，其特征在于，所述烟囱式突起结构的顶部离所述金属平板上表面的高度为1～8mm。

说明书

LED芯片用背板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种LED芯片用背板及其制备方法。

背景技术

[0002] 发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出颜色为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光。LED光源由于具有高节能、寿命长、利于环保等优点，而成为目前研究的热点，广泛应用于照明灯具中，并被认为是下一代光源。

[0003] 根据提供功率的大小，LED可分为大功率LED及小功率LED。通常来说，小功率LED的额定电流都是200mA；额定电流高于200mA的LED基本上都可以算作大功率LED。

[0004] 用于照明的大功率LED芯片在使用过程中将产生大量的热量，如不及时将热量散出，将无法获得稳定的光输出，并且会严重影响LED芯片的使用寿命。为了延长LED芯片的使用寿命，通常需要将LED芯片封装在背板上，通过背板将LED芯片在使用过程中产生的热量散出。并且，为了提高背板的散热性能，通常采用导热性能好的金属或合金作为背板。通过将LED芯片背面与背板焊接，制成照明产品。

[0005] 目前使用的背板的材料可以为铝、铝合金或者铜。然而铝的热传导性能差，其热传导率小于等于92W/m℃；铜的热传导性能虽然很好，但是采用铜做背板的缺点是变形大，成本高。

[0006] 对于铝合金来说，现有的铝合金为普通的工业铝合金，其成分主要是Al、Si、Mg、Cu等，并且Si和Mg的含量较高，使得其热传导性能差，其热传导率小于等于92W/m℃，且受热后容易变形。

[0007] 并且，现有的背板的表面通常为平坦面，表面为平坦面的背板虽然能有效地吸收LED芯片发出的热量，但是却不能及时有效地将吸收的热量散发到环境中去，从而导致背板发热，降低了LED芯片的发光效率。

[0008] 因此，如何改善LED芯片用背板的热传导性能，使其不仅能及时有效地吸收LED芯片发出的热量，并且能及时有效地将吸收的热量散发到环境中，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种LED芯片用背板及其制备方法，以提高背板的热传导性能，降低LED芯片用背板的制备成本。

[0010] 为解决上述问题，本发明提出一种LED芯片用背板，该背板包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，所述烟囱式突起结构穿通所述金属平板；所述烟囱式突起结构的顶部与底部均具有开口；所述烟囱式突起结构的底部与所述金属平板的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构的顶部高于所述金属平板的上表面。

[0011] 可选的，所述烟囱式突起结构的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构的侧壁与所述金属平板之间的夹角为60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。

[0012] 可选的，所述烟囱式突起结构的顶部离所述金属平板上表面的高度为1～8mm。

[0013] 可选的，所述金属平板以及所述烟囱式突起结构均由铝合金材料制成。

[0014] 可选的，所述LED芯片的背面焊接在所述金属平板的下表面。

[0015] 可选的，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：

[0016] Mn：1.0％～2.2％，Zn：2.7％～3.3％，Fe：0.5％～1.2％，Mg：0.4％～0.6％，Cu：0.05％～0.1％，Co：0.8％～1.2％，其余为Al。

[0017] 同时，为解决上述问题，本发明还提出一种LED芯片用背板的制备方法，该方法包括如下步骤：

[0018] 提供金属平板；

[0019] 将所述金属平板装夹于数控机床，并在所述金属平板的下表面放置模具，所述模具上具有突起阵列；

[0020] 启动所述数控机床，所述数控机床带动所述模具对所述金属平板进行压制，在所述金属平板上形成多个均匀分布的烟囱式突起结构；并压穿所述烟囱式突起结构的顶部，在所述烟囱式突起结构的顶部形成开口，制成LED芯片用背板。

[0021] 可选的，所述烟囱式突起结构的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构的侧壁与所述金属平板之间的夹角为60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。

[0022] 可选的，所述烟囱式突起结构的顶部离所述金属平板上表面的高度为1～8mm。

[0023] 可选的，所述金属平板以及所述烟囱式突起结构均由铝合金材料制成。

[0024] 可选的，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：

[0025] Mn：1.0％～2.2％，Zn：2.7％～3.3％，Fe：0.5％～1.2％，Mg：0.4％～0.6％，Cu：0.05％～0.1％，Co：0.8％～1.2％，其余为Al。

[0026] 本发明由于采用以上的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

[0027] 1)本发明提供的LED芯片用背板包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，使得本发明提供的LED芯片用背板与现有的平板式背板相比，具有更大的表面积，从而更有利于LED芯片用背板的散热；

[0028] 2)本发明提供的烟囱式突起结构，其顶部与底部均开口，从而有利于将LED芯片发出的热量散发至环境中；

[0029] 3)本发明提供的LED芯片用背板，其采用的铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：Mn：1.0％～2.2％，Zn：2.7％～3.3％，Fe：0.5％～1.2％，Mg：0.4％～0.6％，Cu：0.05％～0.1％，Co：0.8％～1.2％，其余为Al，该铝合金材料的热传导性能高，散热性能好。

附图说明

[0030] 图1为本发明实施例提供的LED芯片用背板的立体图；

[0031] 图2为本发明实施例提供的LED芯片用背板的仰视图；

[0032] 图3为图1沿A-A方向的剖面图；

[0033] 图4为本发明实施例提供的LED芯片用背板的制备方法步骤流程图；

[0034] 图5A至图5C为本发明实施例提供的LED芯片用背板的制备方法各步骤对应的LED芯片用背板的剖面图。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LED芯片用背板及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0036] 本发明的核心思想在于，提供一种LED芯片用背板，该背板包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，所述烟囱式突起结构穿通所述金属平板；所述烟囱式突起结构的顶部与底部均具有开口；且所述烟囱式突起结构的底部与所述金属平板的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构的顶部高于所述金属平板的上表面，从而使得该LED芯片用背板具有更大的表面积，更有利于其散热；同时，本发明还提供种一种LED芯片用背板的制备方法，该方法利用具有突起阵列的模具对金属平板进行压制，在所述金属平板上形成顶部开口的多个均匀分布的烟囱式突起结构，该方法简单方便。

[0037] 请参考图1至图3，其中，图1为本发明实施例提供的LED芯片用背板的立体图，图2为本发明实施例提供的LED芯片用背板的仰视图，图3为图1沿A-A方向的剖面图，如图
1至图3所示，本发明实施例提供的LED芯片用背板包括金属平板101以及多个均匀分布的烟囱式突起结构102，所述烟囱式突起结构102穿通所述金属平板101；所述烟囱式突起结构102的顶部与底部均具有开口；所述烟囱式突起结构102的底部与所述金属平板101的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构102的顶部高于所述金属平板101的上表面。

[0038] 其中，所述烟囱式突起结构102的顶部与底部均具有开口，是为了有利于将LED芯片发出的热量散发至环境中。

[0039] 进一步地，所述烟囱式突起结构102的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构102的侧壁与所述金属平板101之间的夹角θ为60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。

[0040] 进一步地，所述烟囱式突起结构102的顶部离所述金属平板101上表面的高度为1～8mm；从而使得LED芯片用背板具有更大的表面积，更有利于LED芯片用背板的散热。

[0041] 进一步地，所述金属平板101以及所述烟囱式突起结构102均由铝合金材料制成。然而本发明并不限制金属平板与烟囱式突起结构的材料，只要是可以散热的金属材料均可作为金属平板与烟囱式突起结构的材料，只是在现有的技术中，使用铝合金材料是较佳的。

[0042] 进一步地，所述LED芯片103的背面焊接在所述金属平板101的下表面；这是由于所述金属平板101的下表面比较平坦，有利于LED芯片103与LED芯片用背板的焊接。

[0043] 进一步地，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：

[0044] Mn：1.0％～2.2％，Zn：2.7％～3.3％，Fe：0.5％～1.2％，Mg：0.4％～0.6％，Cu：0.05％～0.1％，Co：0.8％～1.2％，其余为Al。这是由于使用该配方的铝合金材料，其散热效果是最佳的，因为使用该配方配制成的铝合金材料的热稳定性能好，其热传导率可达到150～210W/m℃，且受热后不易变形。

[0045] 其中，所述金属平板与所述烟囱式突起结构可以是一体成型的，然而本发明不以此为限。

[0046] 请继续参考图4，以及图5A至图5C，其中，图4为本发明实施例提供的LED芯片用背板的制备方法步骤流程图，图5A至图5C为本发明实施例提供的LED芯片用背板的制备方法各步骤对应的LED芯片用背板的剖面图，如图4以及图5A至图5C所示，本发明实施例提供的LED芯片用背板的制备方法包括如下步骤：

[0047] S101、提供金属平板101，如图5A所示；

[0048] S102、将所述金属平板101装夹于数控机床，并在所述金属平板101的下表面放置模具200，所述模具200上具有突起阵列201，如图5B所示；

[0049] S103、启动所述数控机床，所述数控机床带动所述模具200对所述金属平板101进行压制，在所述金属平板101上形成多个均匀分布的烟囱式突起结构102；并压穿所述烟囱式突起结构102的顶部，在所述烟囱式突起结构102的顶部形成开口，制成LED芯片用背板。由于所述LED芯片用背板是利用模具200压制而成的，因此，简单方便；并且，所述模具200是放置于所述金属平板101的下表面后，对所述金属平板101进行压制的，因此，压制而成的所述烟囱式突起结构102的底部也是开口的。

[0050] 进一步地，所述烟囱式突起结构102的顶部开口的直径为1～5mm，所述烟囱式突起结构的侧壁与所述金属平板之间的夹角θ为60°～85°，且顶部开口的直径小于底部开口的直径。所述烟囱式突起结构102的这些特点是由模具200的形状决定的。

[0051] 进一步地，所述烟囱式突起结构102的顶部离所述金属平板101上表面的高度为1～8mm。从而使得LED芯片用背板具有更大的表面积，更有利于LED芯片用背板的散热。

[0052] 进一步地，所述金属平板101以及所述烟囱式突起结构102均由铝合金材料制成。

[0053] 进一步地，所述铝合金材料由以下成分组成，且各成分的重量比为：

[0054] Mn：1.0％～2.2％，Zn：2.7％～3.3％，Fe：0.5％～1.2％，Mg：0.4％～0.6％，Cu：0.05％～0.1％，Co：0.8％～1.2％，其余为Al。这是由于使用该配方配制成的铝合金材料的热稳定性能好，其热传导率可达到150～210W/m℃，且受热后不易变形。

[0055] 在本发明的一个具体实施例中，所述金属平板以及所述烟囱式突起结构由铝合金材料制成，然而应该认识到，根据实际情况，所述金属平板以及所述烟囱式突起结构还可以由其它材料制成，例如铝、铜等金属。

[0056] 综上所述，本发明提供了一种LED芯片用背板，该背板包括金属平板以及多个均匀分布的烟囱式突起结构，所述烟囱式突起结构穿通所述金属平板；所述烟囱式突起结构的顶部与底部均具有开口；且所述烟囱式突起结构的底部与所述金属平板的下表面位于同一水平面上，所述烟囱式突起结构的顶部高于所述金属平板的上表面，从而使得该LED芯片用背板具有更大的表面积，更有利于其散热；同时，本发明还提供种一种LED芯片用背板的制备方法，该方法利用具有突起阵列的模具对金属平板进行压制，在所述金属平板上形成顶部开口的多个均匀分布的烟囱式突起结构，该方法简单方便。

[0057] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。