一种热电分离填平电镀的双面金属基板的制作方法

1.本发明属于金属基板技术领域，具体是一种热电分离填平电镀的双面金属基板。


背景技术：

2.经过多年的发展，led照明已经成为一种很成熟的照明技术。led器件在工作状态下都会产生大量的热，从而使led器件的温度升高，而高温会缩短 led的寿命，同时降低led的发光性能。为了避免led温度过高，在做封装结构设计时必须考虑高效的散热方式。目前大多数的led封装厂商都采用高导热系数的材料作为基板，如金属铜、铝、陶瓷等，使芯片产生的热量通过基板传导至环境中，其中铜和氮化铝陶瓷的导热系数都超过300w/m
·
k，是目前可用于led封装较好的基板材料。
3.热电分离是一种提高散热效率的技术之一，热指的是led板上的导热焊盘，电指led板上的电极，两者被绝缘材料隔离。导热焊盘功能就是导热，电极的作用就是导电，这种封装方式称为热电分离。热电分离线路板的结构通常是在线路板的底部设置铜基板，铜基板上设凸铜，导热焊盘设置在凸铜上，led灯珠安装在导热焊盘上，因此可以直接与铜基板接触进行导热，导热散热效率高，可延长led灯的使用寿命，led灯珠的电极与线路板上蚀刻有线路的铜层电连接。该类线路板制作时一般的方法是对铜箔、pp片，铜基板统一开槽，然后铆合后压合。
4.中国发明专利2020107712252公开了一种热电分离填平电镀的双面金属基板及其制作方法，包括金属基材，金属基材上开设有过孔，过孔内填充有树脂，金属基材的表面设置有导热绝缘介质，且金属基材通过导热绝缘介质设置有压合基铜箔，压合基铜箔的表面形成了导热区，此热电分离填平电镀的双面金属基板制作方法主要应用于发热量大的大功率led和封装元件，实现了热电分离不借助机械物理钻锣的方式，而是选择化学方法在去除部分介质实现热电分离的结构之后，使用填平电镀的工艺将热电分离区域适当填平或减少热电平台之间的落差，该申请无法对不同高度的led等进行适应，从而会出现led灯的电极与刻有线路的铜层相连通，而led灯的灯珠未与导热焊盘接触，从而出现对led灯散热效率差，支撑不稳的情况发生。
5.同时在实际加工时，led灯借助金属基板进行散热，而金属基板自身仅靠自身与空气热交换进行散热，该散热效率低，且不同的led等所需要的散热效率不同。
6.同时在同一金属基板顶部多个led灯进行工作时，由于各led灯的亮度不同，因此金属基板会出现区域温度不同，从而影响整个金属基板的散热性能，甚至会对led灯的使用造成影响。


技术实现要素：

7.本发明针对以上问题，提供了一种热电分离填平电镀的双面金属基板，该金属基板不仅可以适应不同型号的led灯，保证led灯的散热效率，并且还能调节金属基板的散热效率，自适应调节对led灯的散热效率，提高led 的使用寿命。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热电分离填平电镀的双面金属基板，包括金属基板，所述金属基板的两侧均设有绝缘层，所述金属基板和绝缘层内部均匀阵列设有多组通孔，所述绝缘层内设有滑槽，所述滑槽与通孔相连通，所述滑槽内壁设有连接弹簧，所述连接弹簧的另一端设有滑板，所述滑板的内部开设有通风孔，所述通风孔的底部设有散热软管，所述散热软管的另一端与远离滑槽的绝缘层内壁固定连接；
9.所述绝缘层内部设有散热槽，所述散热槽内部设有散热层，所述散热层与金属基板固定连接，所述散热槽的两侧均开凿有凹槽，所述凹槽相对两侧内壁上设有磁性块，所述凹槽之间通过通气管道相连通，所述通气管道的另一端与滑槽相连通，所述滑板远离连接弹簧的一端设有弹性膜，所述弹性膜的另一端与通气管道的内壁固定连接；
10.所述凹槽内滑动连接有绝缘块，所述绝缘块的顶部设有导电层，所述绝缘块与磁性块相对两侧均开设有卡槽，所述绝缘块另外两侧面与凹槽过盈配合，所述卡槽的内壁设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的另一端设有电磁块，所述电磁块与导电层电性连接，所述电磁块的磁性与磁性块的磁性相异，所述电磁块的外表面设有堵孔塞；
11.所述绝缘块的内部设有空腔，所述空腔内部设有热膨胀气体，所述空腔的底部设有多组排气孔，所述堵孔塞与排气孔相匹配；
12.当led灯插接进至所述散热槽合适深度并开始工作时，所述电磁块通电并借助磁力与磁性块吸合固定，所述空腔内的热膨胀气体沿排气孔进入通气管道；当绝缘层内温度升高时，所述弹性膜体积增大，所述滑板挤压连接弹簧向远离凹槽端移动，所述散热槽与通孔重合面积减小，所述散热软管的直径沿散热槽端向另一端逐渐增大，所述金属基板的散热效率增大。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
14.1、本技术通过设置金属基板、绝缘层、通孔、导电层、导热槽和导热层等部件的相互配合，解决了led灯使用时热电分离的问题，将金属基板两侧粘合绝缘层，并在其中加工通孔，根据通孔加工导热槽，在导热槽两侧粘合导电层，使得导电层与led灯的正负极相连通，并在导热槽内部粘合导热层，使得led灯的灯珠与导热层相接触，导热层和金属基板具备良好的散热性能，这样就实现了led灯的热电分离，提高led灯的加工效率，保证led灯良好的工作环境。
15.2、本技术通过设置凹槽、绝缘块、卡槽、缓冲弹簧、电磁块和磁性块等部件的相互配合，解决了适应不同高度led的问题，在加工时，在散热槽两侧加工凹槽，并在凹槽相对两侧壁黏合磁性块，之后将绝缘块与导电层热压粘合成一整体，并将绝缘块插接至凹槽内部，led灯的正负极与导电层电性连接，通过改变绝缘块在凹槽内的插接深度，使得led灯的灯珠与散热层相接触，不仅保证led灯可以实现热电分离，同时还能适应不同高度的led灯，提高led灯的散热性能。
16.3、本技术通过设置通孔、通气管道、滑槽、滑板、通风孔、散热软管、弹性膜、排气孔和堵孔塞等部件的相互配合，解决了对不桶型号的led灯的散热问题，当led灯插接进散热槽内时，导电层与led灯的正负极电性连接， led灯的灯珠与散热层接触散热，当led灯的功率越大，导电层的通电电流越大，电磁块向外侧移动的距离越大，堵孔塞对排气孔的堵塞程度越小，排气孔的打开程度越大，空腔沿排气孔进入凹槽内的气体越多，吸热效率越大，同时热膨胀气体带动弹性膜的体积越大，滑板在滑槽内滑动的距离越大，通风孔与通孔的重
合程度越小，散热软管的直径变化率越大，散热软管的散热效率越高，金属基板的散热效率越高，有效地调节散热软管的散热效率，使得其可以与led灯产生的热量相适配，提高该装置的适应力，保证led灯的工作环境，提高使用寿命。
附图说明
17.图1为本技术的金属基板正视剖视示意图；
18.图2为本技术的绝缘块正视剖视示意图；
19.图3为本技术的绝缘块结构示意图；
20.图4为本技术的俯视剖视示意图；
21.图5为图1中a处放大示意图；
22.图6为图1中b处放大示意图；
23.图7为本技术的第二实施例的金属基板正视剖视示意图；
24.图8为图7中c处放大示意图；
25.图9为图7中d处放大示意图。
26.附图标记：1、金属基板；2、绝缘层；3、通孔；4、通气管道；5、滑槽； 6、连接弹簧；7、滑板；8、通风孔；9、散热软管；10、凹槽；11、弹性膜； 12、绝缘块；13、导电层；14、空腔；15、排气孔；16、卡槽；17、缓冲弹簧；18、电磁块；19、密封挡环；20、堵孔塞；21、磁性块；22、散热槽； 23、散热层。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.第一实施例
29.如图1-6所示，一种热电分离填平电镀的双面金属基板包括金属基板1，金属基板1的材料为铜板，铜板具备很好的散热性能，可以为led灯使用时进行很好的散热处理，金属基板1的两侧均设有绝缘层2，绝缘层2的材料为树脂，绝缘层2可以有效地实现绝缘功能，使得电流无法通入的同时，还能兼顾所需的散热性能。
30.金属基板1和绝缘层2内部均匀阵列设有多组通孔3，通孔3可以对后续的加工起到很好的定位作用，避免在金属基板1表面盲目进行加工从而降低加工精度，同时通孔3在保证金属基板1的强度的同时还能增大其与空气的接触面积，从而有效的增大散热效率，在实际加工时需要借助钻孔和扩孔工具加工所需直径的通孔3即可。
31.靠近滑槽5一侧的绝缘层2内部设有散热槽22，散热槽22内部设有散热层23，散热层23底部与金属基板1顶部固定连接，散热层23顶部与led灯的灯珠相接触，散热槽22的主要作用是散热，其中散热层23直接与金属基板1接触，则led灯的灯珠与散热层23接触时，led灯工作时产生的热量会从散热层23直接传递至金属基板1内，由于金属基板1良好的散热性能，会将该热量快速排出，散热层23的材料为石墨烯，石墨烯具备极佳的散热性能，不仅不会对led灯的灯珠造成影响，同时还能快速传递热量。
32.散热槽22的两侧均开凿有凹槽10，凹槽10的相对两侧内壁上设有磁性块21，磁性块21自身具备磁性，凹槽10内滑动连接有绝缘块12，绝缘块12 的材料与绝缘层2的材料相同，均为树脂材料，绝缘块12可以在凹槽10内滑动，通过改变绝缘块12在凹槽10内滑动的高度，可以有效地适应不同型号的led灯，提高该装置的适应性。
33.绝缘块12的顶部设有导电层13，导电层13表面涂有一层油墨，导电层 13的材料为铜箔，因此导电层13具备很好的导电性能，油墨可以保证导电层 13的表面不会发生腐蚀损坏等，电层13与led灯的正负电极电性连接，散热层23一侧的导电层13为正极，另一侧导电层13为负极，通过led灯的电流为整合过的直流电，因此散热层23两侧的导电层13分为正负电极，可以避免led灯在安装时出现错位，从而降低安装效率以及使用的安全性能。
34.将具有电介质材料的导电层13和胶粘材料的绝缘块12热压复合成整体，先将绝缘层2粘合在金属基板1外表面，制作好凹槽10后，将绝缘块12插接进凹槽10内部，这样设计的可以有效地提高安装效率，保证安装效果，并且保证绝缘块12在具备很好的导热绝缘效率的同时，还不会对导电层13的导电性能造成干扰。
35.绝缘块12与磁性块21相对两侧均开设有卡槽16，绝缘块12另外两侧面与凹槽10过盈配合，卡槽16的内壁设有缓冲弹簧17，缓冲弹簧17的另一端设有电磁块18，电磁块18与导电层13电性连接，因此在导电层13通电时电磁块18也通电具备磁性，电磁块18的磁性与磁性块21的磁性相异，电磁块 18与磁性块21之间具备磁吸力，则电磁块18在通电时会向磁性块21端移动并与磁性块21磁性吸合，绝缘块12不会在凹槽10内发生滑动，保证绝缘块12对led灯的支撑能力，绝缘块12与电磁块18外表面均设有密封垫，密封垫与凹槽10的内壁密封且过盈滑动连接，因此绝缘块12在凹槽10内滑动时借助密封垫不仅保证凹槽10内的密封环境，避免其出现导电现象，同时绝缘块12在凹槽10内为过盈配合，这样绝缘块12在凹槽10内滑动时自身就具备一定的摩擦力，通过调节绝缘块12在凹槽10内的滑动高度，适应led等不同高度，以提高该金属基板1的适应性。
36.使用时，将绝缘层2贴合在金属基板1外表面，之后在金属基板1以及绝缘层2内部开凿有通孔3，借助通孔3不仅可以有效地对金属基板1进行散热，同时根据通孔3作为定位孔加工散热槽22，散热槽22主要是通过化学腐蚀的方法将在绝缘层2内部加工出所需的形状，使得金属基板1暴露出来，通过电镀的方法在散热槽22的内底部，即金属基板1的顶部粘合散热层23，之后在散热槽22两侧以相同方法加工凹槽10，并在凹槽10两侧粘合磁性块 21。
37.然后根据凹槽10的形状加工绝缘块12，并在绝缘块12和电磁块18的外表面黏合密封垫，在绝缘块12的外表面热压复合导电层13，并将电磁块18 与导电层13电性连接，且根据设计好的正负极将绝缘块12插接至凹槽10内部，且电磁块18与磁性块21相对，因为绝缘块12的另外两侧面与凹槽10 内壁通过密封垫过盈配合，所以在绝缘块12插接进凹槽10时具备一定的摩擦限定能力，可以有效地调节led灯插接进散热槽22内的深度。
38.之后将led灯的灯珠插接进散热槽22内，并保证led灯的正负极与导电层13的正负极相同，此时根据led灯不同的高度挤压绝缘块12在凹槽10内滑动，在保证led灯的正负极与导电层13接触的同时，led灯的灯珠与散热层23相接触，从而有效地提高了金属基板1对led灯的散热性能，避免不同高度的led灯在进行插接时出现灯珠无法与散热层23相接触降低散热效率，在完成插接工作后，导电层13通电，此时led灯正常工作并发光发亮，而此时由
于电磁块18内通电具备磁性，因此电磁块18与磁性块21磁性相吸，电磁块18拉伸缓冲弹簧17向外移动，电磁块18与磁性块21紧密挤压接触，有效地加强了绝缘块12在凹槽10内的固定程度，避免在金属基板1发生晃动造成绝缘块12与凹槽10脱离，从而造成led灯的灯珠与散热层23脱离影响正常工作。
39.此时led灯在工作时会产生热量，为了避免该热量对导电层13的正常工作造成影响，则led灯的灯珠与散热层23相接触，并将led灯产生的热能通过散热层23传输至金属基板1处，金属基板1借助自身良好的散热性能将该热量快速散出，并且通孔3的设计也可以提高金属基板1与空气的接触面积，增大金属基板1的散热效率，从而有效地降低了led灯温度，保证led灯的正常使用环境，提高工作效率，保证工作效果。
40.该装置通过调节绝缘块12在凹槽10内的高度，可以匹配不同高度的led 灯，使得led灯的正负极在与导电层13电性连接的同时，保证led灯的灯珠可以与散热层23接触，从而提高散热效率，保证散热效果，同时借助电磁块 18与磁性块21的磁性相吸，在led灯使用时可以提高led灯安装的紧固性，避免其与金属基板1发生脱离，同时在led灯未工作时，借助缓冲弹簧17可以使得绝缘块12与凹槽10弹性连接，使其具备一定的抗震缓冲效果，从而大大提高其使用寿命。
41.第二实施例
42.如图7-9所示，在实际使用时散热层23与金属基板1自身的散热性能是一定的，不同的led灯在使用时产生的热量不同，因此所需的散热效率也不相同，当较大功率的led灯进行工作时，产生的热量也较大，所需散热效率同样需要提高，因此为了满足该金属基板1对不同功率的led灯的散热效率，提高其适应性，该热电分离填平电镀的双面金属基板还包括：绝缘层2内设有滑槽5，滑槽5与通孔3相连通，滑槽5内壁设有连接弹簧6，连接弹簧6 自身具备很好的弹力，连接弹簧6的另一端设有滑板7，滑板7的内部开设有通风孔8，通风孔8与通孔3重合，通过改变滑板7在滑槽5内的滑动改变通风孔8与通孔3的重合面积，进而改变通孔3的散热能力，通风孔8的底部设有散热软管9，散热软管9的另一端与远离滑槽5的绝缘层2内壁固定连接，因此在滑板7移动过程中，通风孔8与通孔3的重合面积发生变化，因此散热软管9位于滑槽5端的开口减小，而散热软管9的另一端开口不变，因此散热软管9的散热效率增大，直径差越大，散热效率越好。
43.凹槽10之间通过通气管道4相连通，通气管道4的另一端与滑槽5相连通，因此通气管道4内的气体可以在凹槽10内相互流通，并最终移动至滑槽 5端，滑板7远离连接弹簧6的一端设有弹性膜11，弹性膜11的另一端与通气管道4的内壁固定连接，当通气管道4内的气体体积增大时，弹性膜11体积随之增大，则对应的弹性膜11会带动滑板7挤压连接弹簧6向另一端移动，此时通风孔8与通孔3的重合面积减小，散热软管9位于通风孔8端的开口减小，散热软管9的另一端开口不变，则散热软管9内的空气流速增大，散热软管9对金属基板1的散热效率增大。
44.电磁块18的外表面设有堵孔塞20，绝缘块12的内部设有空腔14，空腔 14内部设有热膨胀气体，空腔14的底部设有多组排气孔15，堵孔塞20与排气孔15相匹配，当电磁块18未通电时，在缓冲弹簧17的弹力作用下电磁块 18位于卡槽16内，堵孔塞20与排气孔15相堵塞，空腔14内的气体无法排出，当电磁块18通电后，电磁块18在磁吸力的作用下向外滑动，则都孔塞 20与排气孔15脱离堵塞，空腔14内的热膨胀气体沿排气孔15进入凹槽10 内，并
可以吸收外界的热量以此起到快速降温的效果，实现了在提高绝缘块 12与凹槽10的紧固性的前提下，还能根据导电层13的通电功率改变排气孔 15的打开大小，从而改变电磁块18在卡槽16内的移动距离，进一步改变排气孔15的打开程度，最终改变热膨胀气体沿排气孔15进入凹槽10的含量，以此改变对不同功率led灯产生热量的吸收效率。
45.卡槽16的内壁设有密封挡环19，密封挡环19与电磁块18密封滑动连接，通过密封挡环19，不仅可以保证凹槽10处于一个所需的密封环境内，同时密封挡环19还可以对堵孔塞20进行阻挡，从而有效地避免了电磁块18向外移动距离过大从而脱离卡槽16内。
46.绝缘块12的靠近卡槽16的一侧设有进气口，进气口向空腔14内注入热膨胀气体，热膨胀气体为氮气，进气口为单向口，每次使用时通过进气口向空腔14内注入热膨胀气体，从而提高该装置的循环利用率，保证每次都可以达到最佳的工作状态。
47.散热软管9位于滑板7一端的开口大小会随滑板7的移动而发生改变，而散热软管9的另一端开口大小不会发生变化，这样就可以通过散热软管9 的直径差进而提高其散热性能。
48.弹性膜11的体积随连接管道4内的气体体积的增大而增大，当电磁块18 与磁性块21磁性相吸密封接触时，连接管道4和弹性膜11为一密封腔体，因此热膨胀气体在凹槽10内活动时，凹槽10、连接管道4和弹性膜11为一个整体且密闭的环境，这样就有利于热膨胀气体在其中工作，不仅会吸收一定的热量，同时还能通过热膨胀气体的自身热胀冷缩原理带动滑板7向另一侧移动。
49.使用时，按照上述将绝缘块12插接至凹槽10内，并使得led灯的正负极与导电层13电性连接，led灯的灯珠与散热层23相接触，通过调节绝缘块 12在凹槽10内的高度来适应性调节不同led灯的高度，以此提高该装置的适应性，并且电磁块18与导电层13电性连接，从而实现了led灯的热电分离，使得通电环境与散热环境分开，改善led灯的工作环境，提高led灯的工作效率。
50.当led灯通电开始工作时，由于led灯通入的是直流电，因此电磁块18 通电产生磁性，则此时电磁块18借助与磁性块21的磁吸力向卡槽16外侧滑动，一般来说，相同品牌的led灯的功率越大，其体积越大，并且当led灯的功率越大时，产生的热量越大，所需的散热效率越大。
51.当电磁块18与磁性块21吸合时，堵孔塞20脱离与排气孔15的堵塞效果，空腔14内的热膨胀气体沿排气孔15进入凹槽10内部，热膨胀气体自身具备一定的吸热能力，可以快速将led灯刚开始工作时产生的热能进行吸收，防止整个装置升温过快对整个设备造成影响。
52.并且当led灯的功率越大，其所需的通电电流越大，电磁块18的磁性越大啊，则电磁块18向外侧移动的距离越大，堵孔塞20对排气孔15的堵塞程度越低，排气孔15的打开程度越大，越多的热膨胀气体可以沿排气孔15进入凹槽10内对凹槽10内的热量进行吸收。
53.随着led灯工作时温度不断升高，凹槽10内的热膨胀气体不断吸热，而由于热膨胀气体自身热胀冷缩的原理，其间隙不断增大，且热膨胀运动不断加剧，凹槽10内的热膨胀气体会沿通气管道4进入到弹性膜11内，弹性膜 11的体积不断增大，弹性膜11会带动滑板7挤压连接弹簧6向另一端移动，通风孔8与通孔3交叉分布，滑板7移动时通风孔8与通孔3的重合程度降低，散热软管9位于通风孔8一端的开口逐渐降低，而散热软管9的另一端的开口不
变，因此散热软管9的直径由通风孔8端向另一端不断增大，外界空气通过散热软管9时由于其直径的变化流速同样增大，因此散热软管9的散热效率增大，金属基板1的散热效率同步增大，同样的，根据不同功率led 灯产生的热量，该散热软管9可以自适应调节其散热效率，从而保证可以对 led灯进行彻底高效的散热，保证散热效率，提高自适应能力。
54.该装置可以根据不同功率的led灯自适应调节凹槽10内热膨胀气体的密度，从而有效地对led灯产生的热量进行吸收，并借助金属基板1良好的散热性能实现对热量的排出，还能根据不同led灯产生的热量调节弹性膜11的体积变化量，从而改变滑板7在滑槽5内滑动距离，以此调节通风孔8与通孔3的重合程度，并改变散热软管9的直径变化率，有效地调节散热软管9 的散热效率，使得其可以与led灯产生的热量相适配，提高该装置的适应力，保证led灯的工作环境，提高使用寿命。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。