CN103872216B

CN103872216B - 大功率led光源模块

Info

Publication number: CN103872216B
Application number: CN201410095221.1A
Authority: CN
Inventors: 高鞠
Original assignee: SUZHOU JINGPIN OPTICAL-ELECTRONICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Suzhou Jing Pin new material limited company; ZHEJIANG SUOLE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: WO2015135248A1; CN103872216A

Abstract

本发明涉及一种大功率LED光源模块，属于半导体照明的技术领域，所述的大功率LED光源模块包括金属基板，所述金属基板上形成有树脂绝缘层和高导热绝缘层，并且所述树脂绝缘层上形成有金属图案电路，所述高导热绝缘层形成有金属电路和大功率LED灯珠或者芯片，所述树脂绝缘层上的金属图案电路与所述高导热绝缘层上的金属电路通过金属连接体连接。采用本发明所述的大功率LED光源模块不仅成本相对较低而还具有高导热率、耐老化、抗击穿并且性能可靠的优点。

Description

大功率LED光源模块

技术领域

本发明属于半导体照明的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种便于高效散热并应用于大功率LED的光源模块。

背景技术

LED(发光二极管)技术始于20世纪60年代末，经过大约半个世纪的发展，作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长、启动速度快等传统光源无可比拟的优势而得到了空前的发展。大功率LED固态照明是继白炽灯发明以来，最重要的照明革命。半导体LED材料能将电能直接转化为光能，具有与传统照明光源最大的不同，发光效率高，能耗仅为普通白炽灯八分之一；而且寿命长，无频闪、无红外和紫外辐射等是典型的节能、绿色环保照明，目前已经广泛应用于路灯照明、工矿以及公共场所等。

随着电子工业的飞速发展，电子产品的体积越来越小，伴随着LED电流强度和发光量的增加，LED芯片的发热量也随之上升，对于高功率LED，输入能源的80%都以热的形态消耗掉。如果不及时将芯片发出的热量导出并消散，大量的热量将积聚在LED内部，将造成芯片的温升效应，LED的发光效率将急剧下降，而且寿命和可靠性也将大打折扣；另外高温高热将使LED封装结构内部产生机械应力，还可能引发质量问题。因此随着单颗大功率LED的功率密度的不断提高，对大功率LED封装材料及结构的设计，也日益成为半导体照明领域的一个巨大挑战。

最初的LED照明产品，其LED光源直接封装于灯体内部，因其灯体材料多为导电金属材质，在电路连接时，必须考虑电路的绝缘保护，费时费力且安全性、稳定性不高，因此而出现了LED光源的封装线路板，即先行将多颗LED排布封装于整块基板，并在基板上预布线以对封装于其上的LED光源进行电路连接，再将该基板置于灯体内部连接入照明电路。目前，LED照明领域所应用的LED基板，从材质上区分主要有常规PCB基板(主要为树脂类基板)、陶瓷质基板与绝缘金属质基板(主要为铝合金基板)，而对于大功率LED的封装，绝缘金属基板无疑是解决散热问题的最佳方案。

传统的绝缘金属基板由金属基板、绝缘层和导电层（即金属化层）构成。而绝缘层是其中的关键技术，其主要起到粘结、绝缘和导热的功能。绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障，它的热传导性能越好，越有利于器件运行时所产生热量的扩散，也就越有利于降低器件的运行温度，从而达到提高模块的功率负荷，减少体积，延长寿命并且提高输出功率的目的。作为优选地，采用高导热性氮化铝材料作为绝缘导热层，LED的热量可以借助高导热性氮化铝陶瓷层将热量传至金属基板。虽然其导热性和耐热性显著优于绝缘树脂材料，能够实现高功率LED封装，但是其不仅成本昂贵，而且存在难以制作大尺寸的制品的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种大功率LED光源模块。采用本发明所述的大功率LED光源模块不仅成本相对较低而还具有高导热率、耐老化、抗击穿并且性能可靠的优点。

本发明所述的大功率LED光源模块，包括金属基板，其特征在于：所述金属基板上形成有树脂绝缘层和高导热绝缘层，并且所述树脂绝缘层上形成有金属图案电路，所述高导热绝缘层形成有金属电路和大功率LED灯珠或者芯片，所述树脂绝缘层上的金属图案电路与所述高导热绝缘层上的金属电路通过金属连接体连接。

其中，所述金属基板上具有多个树脂绝缘层和多个高导热绝缘层；并且所述树脂绝缘层之间相邻设置或者间隔设置；所述高导热绝缘层之间相邻或者间隔设置；所述树脂绝缘层与所述高导热绝缘层之间相邻设置或者间隔设置。

其中，所述金属连接体为采用银、金或铜的引线、***物和/或桥接物。

其中，所述金属基板由选自铝、铜、镍、铁、金、银、钛、钼、硅、镁、铅、锡、铟、镓或者它们的合金材料制成。

其中，所述金属基板由铝、铜、铝合金或铜合金制成。

其中，所述高导热绝缘层上结合封装好的LED灯珠或者未封装的LED芯片，芯片上结合荧光粉。

其中，所述LED光源上结合二次光学元件。如透镜，反光镜，光散射等光学元件。

其中，所述金属基板由镀覆有铝或铜的钢制成，所述的钢选自低碳钢、耐热钢或不锈钢中的一种。

其中，所述金属基体经过表面处理工序，所述的表面处理工序包含粗化处理、酸洗或者碱蚀刻工序中的任意一种。

其中，所述金属基体表面形成有金属或非金属过渡层。

其中，所述金属基体表面经过表面处理在其表面上形成电绝缘的阳极氧化铝膜或电绝缘的有机膜层。

其中，所述高导热绝缘层由陶瓷材料或非金属单晶材料制成。

其中，所述陶瓷材料选自氧化锌、氧化铍、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、蓝宝石、氮化铝、碳化硅、氮氧化硅或氮氧化铝中的一种或几种。

其中，所述陶瓷材料通过烧结或真空镀膜方法形成，所述的真空镀膜方法选自电阻加热蒸镀、闪烁蒸镀、电子束蒸发、激光蒸发、电弧蒸发、射频加热蒸发、辉光直流溅射、磁控溅射、射频溅射、离子束溅射、反应溅射、离子镀或化学气相沉积方法中的一种。

其中，所述高导热绝缘层的导热系数的范围为30～500W/mK，优选为50～500W/mK。

其中，所述高导热绝缘层的厚度为20～1000μm，优选为20～500μm。

其中，所述LED灯珠或LED芯片通过波峰焊接、回流焊接、共晶焊接或使用导电粘合剂与金属电路连接。

其中，所述高导热绝缘层上形成有金属电路和焊盘，所述LED灯珠或LED芯片结合在焊盘上，而且所述焊盘与所述金属电路电性连接。

其中，单颗LED灯珠或者芯片的功率为1W以上，优选为3W以上，更优选为5W以上。

其中，所述树脂绝缘层为含有热固性树脂和固化剂的树脂固化物。

其中，所述树脂绝缘层为含有热固性树脂、固化剂和无机填料的树脂固化物。

其中，所述热固性树脂选自环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂或酰亚胺树脂中的一种。

其中，所述无机填料选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅或氮化硼中的一种或几种。

其中，所述树脂绝缘层的热导率为0.5W/mK以上，优选导热率为1.0W/mK以上，例如1.0～30W/mK。

其中，所述树脂绝缘层的厚度为20～1000μm，优选厚度范围为20～500μm。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明通过在金属基板上设置不同导热系数以及不同材质的陶瓷绝缘板以及树脂绝缘板，可提供散热性得到显著改善的高可靠性的LED封装用绝缘金属基板，而良好的导热性能够降低LED灯珠以及芯片的点亮温度，从而能够安装大功率更高亮度的LED芯片；此外本发明还通过对金属基板的处理，能够在金属基板的表面形成耐高压击穿的绝缘层，例如特殊处理的阳极氧化铝薄层或有机绝缘薄层，进一步提高了封装结构的耐高压击穿性能，从而实现了LED的更高亮度化。

具体实施方式

本发明所述的大功率LED光源模块，包括金属基板，所述金属基板上形成有树脂绝缘层和高导热绝缘层，并且所述树脂绝缘层上形成有金属图案电路，所述高导热绝缘层形成有金属电路和大功率LED灯珠或者芯片，所述树脂绝缘层上的金属图案电路与所述高导热绝缘层上的金属电路通过金属连接体连接。所述LED灯珠或LED芯片通过波峰焊接、回流焊接、共晶焊接或使用导电粘合剂与金属导线连接。另外所述高导热绝缘层上还可以同时形成有金属电路和焊盘，所述LED灯珠或LED芯片结合在焊盘上，而所述焊盘与所述金属电路电性连接。所述的金属连接体例如可以为采用银、金或铜的引线键合、***物、桥接物等；为了保证导电性，优选为银或银合金。具体来说，例如可以采用软钎焊、硬钎焊、高导热性粘结剂等来进行电连接，优选为软钎焊。

在本发明中，所述金属基板可以由选自铝、铜、镍、铁、金、银、钛、钼、硅、镁、铅、锡、铟、镓或者它们的合金材料制成。作为优选地，所述金属基板由铝、铜、铝合金或铜合金制成。金属基板的厚度可以依据实际需要加以选择，例如可以从0.1毫米至数十毫米。在本发明中所述基板优选使用铝或铝合金，作为铝合金优选不含金属间化合物的铝合金。具体来说优选为杂质少、99质量%以上的纯度的铝。例如，优选99.99wt%的Al、99.0%Al等。或者，也可添加不易产生金属间化合物的元素。例如可以添加适量镁的铝镁合金。除了镁以外，还可选择铜或硅等固溶极限高的添加元素。

作为优选地，所述金属基体经过表面处理工序，所述的表面处理工序可包含粗化处理、酸洗、碱蚀刻等各种工序。作为用于形成粗化表面的代表性方法，可以举出对金属基板依次实施机械性粗面化处理、碱蚀刻处理、采用酸的清洗处理和使用了电解液的电化学粗面化处理等方法；对金属基板实施多次机械性粗面化处理、碱蚀刻处理、采用酸的除垢处理和使用了不同的电解液的电化学粗面化处理的方法；但本发明并不限于这些。作为酸可以为无机酸和/或有机酸，所述的无机酸例如可以为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等；所述的有机酸例如可以为羧酸或磺酸，例如甲酸、乙酸、酒石酸、草酸、苹果酸、抗坏血酸以及苯甲酸等。作为常用的碱例如可以为碱金属的氢氧化物，例如氢氧化钠或氢氧化钾，另外也可以使用四甲基氢氧化铵、三甲基（羟乙基）氢氧化铵等有机碱。为了减少酸洗或碱蚀刻处理过程中金属基体材料的蚀刻量，在所述的碱溶液或酸溶液中可以含有耐蚀剂，此外还可以含有表面活性剂以及螯合剂等其它组分。此外，所述的表面处理，还可以是在所述的金属基体表面形成电绝缘的阳极氧化铝膜或电绝缘的有机膜层，从而提高所述金属基体的耐高压击穿强度。

在本发明中所述的大功率是指单颗LED灯珠或者芯片的功率为1W以上，优选地为3W以上，更为优选地，为5W以上。而所述的LED是指发光二级管，其是指具有向二极管供电的接触区域的发光半导体元件。不同形式的半导体发光二极管可以由一种或多种III族元素和一种或者多种V族元素的PN结(III-V半导体)形成。可用于LED的III-V半导体材料的例子包括：氮化物，如氮化镓或者氮化铟镓；以及磷化物如磷化铟镓。也可以使用其它类型的III-V材料，还可以使用其它族的无机材料。在本发明中，所述的LED可以呈封装或者非封装的结构，包括例如LED管芯、LED灯珠、LED芯片和其它结构的LED。LED芯片(COB)是指直接安装在电路基底上的LED管芯。术语LED还包括用荧光粉封装或者与荧光粉相关的LED，其中，荧光粉将由LED发出的光转变为不同波长的光。与LED的电连接可以通过引线接合、卷带式自动接合(TAB)或者芯片倒装接合来形成。LED可以是顶部发光的，例如US5,998,935A中公开的LED，或者，LED可以是侧面发光的，例如US2004/233665A1中公开的LED。在本发明中，所述LED可以选择为以任何所需波长发射，如在红色、绿色、蓝色、紫外或者远红外光谱区中发射。在LED阵列中，各LED可以都在同一光谱区中发射，或者可以在不同的光谱区中发射。不同的LED可以用来产生不同的颜色，其中，由发光元件发射的光的颜色是可选择的。对不同LED的单独控制导致能够控制发射的光的颜色。另外，如果需要白色光，则可以提供大量发射不同颜色光的LED，其组合的效果是发射观看者感觉成是白色的光。产生白色光的另一方法是使用一个或者多个发射相对较短波长的光的LED，并且使用荧光粉波长转换器将发射的光转换为白色光。白色光是刺激人眼的光感受器以产生普通观看者认为是“白色”的外观的光。这种白色光可以偏向红色(通常称为暖白色光)或者偏向蓝色(通常称为冷白色光)。

在本发明中，作为本发明中的所述高导热绝缘层的导热系数的范围为30～500W/mK，作为优选地，所述高导热绝缘层的导热系数的范围为50～500W/mK。所述高导热绝缘层的厚度优选为20～1000μm，更优选地，其厚度范围为20～500μm。所述高导热绝缘层可以由陶瓷材料或非金属单晶材料制成，作为陶瓷材料可以选择但不限于氧化锌、氧化铍、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、蓝宝石、氮化铝、碳化硅、氮氧化硅或氮氧化铝。在本发明中所述的陶瓷材料可以通过切割烧制的陶瓷板并焊接在本发明所述的金属基板上，所述的焊接方法例如可以是钎焊的方法，例如软钎焊、硬钎焊或活性钎焊等。在本发明中所述的陶瓷材料还可以通过原位形成方法制备得到，例如通过真空镀膜方法，例如常用的物理气相沉积方法或化学气相沉积方法制备得到。作为物理气相沉积的例子例如蒸镀、溅射或离子镀沉积方法。其中，真空蒸发沉积具有简单便利、操作容易、成膜速度快以及效率高等优点，是薄膜制备中最为广泛使用的技术。其原理是在真空环境下，给待蒸发材料，例如本发明中的陶瓷材料提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸气压。在适当的温度下，蒸发粒子在金属基体上凝结，这样既可实现真空蒸发薄膜沉积。作为蒸镀的例子例如可以选择电阻加热蒸镀、闪烁蒸镀、电子束蒸发、激光蒸发、电弧蒸发或者射频加热蒸发等。溅射是指具有足够高能量的离子轰击靶材表面使其中的原子发射出来，溅射过程实际上入射粒子(通常为离子)通过与靶材碰撞，进行一系列能量交换的过程，而入射粒子能量的95%用于激励靶中的晶格热振动，只有5%左右的能量是传递给溅射原子。作为溅射沉积的例子例如通过，通过中高频磁控溅射陶瓷靶材并沉积在所述金属基板表面上，溅射所获得的薄膜与基体结合良好，而且薄膜纯度较高、致密性较好，而且膜厚可控，能够获得厚度均匀的薄膜。作为溅射沉积的例子例如可以选择辉光直流溅射、磁控溅射、射频溅射、离子束溅射、反应溅射等。另外，所述陶瓷材料还可以通过离子镀方法沉积得到。离子镀是指在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离子化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。作为化学气相沉积方法例如可以采用一般化学气相沉积方法或者等离子体增强化学气相沉积方法。

在本发明中，热导率为0.5W/mK以上，更优选地，其导热率为1.0W/mK以上，例如可以为0.5～30W/mK的范围。如此可以将金属导电图案层以及焊点以及金属连接所产生的热量充分地扩散。所述树脂绝缘层的厚度优选为20～1000μm，更优选地，其厚度范围为20～500μm。因为厚度如果小于20μm，则电绝缘性变得不充分，如果大于500μm，则散热性可能会受损，尤其是厚度大于1000μm时散热性能将显著降低。而所述树脂绝缘层为含有热固性树脂和固化剂的树脂固化物。作为优选地，所述树脂绝缘层为含有热固性树脂、固化剂和无机填料的树脂固化物。此外，在用于形成绝缘层的固化性树脂组合物中，还可以根据需要还可以使用催化剂、硅烷类偶联剂、钛酸脂类偶联剂、稳定剂以及固化促进剂等。

作为热固性树脂，例如可以选择环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂和酰亚胺树脂等。从导热性的角度考虑优选使用环氧树脂。而作为环氧树脂，优选使用可较为廉价地获得的双官能性环氧树脂，如，双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、六氢双酚A二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、二聚酸二缩水甘油酯等。

作为固化剂，优选使用具有优异的机械性质和电性质的酸酐类或苯酚类，并且为了确保绝缘层的机械性质和介电性质，优选加入加聚型固化剂。作为加聚型固化剂，优选使用可较为廉价地获得的酸酐类或苯酚类，酸酐类包括邻苯二甲酸酐、四氢甲基邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、甲基降冰片烯二酸酐等，苯酚类包括线型酚醛树脂、邻甲酚线型酚醛树脂、双酚A型线型酚醛树脂等。

此外，为了促进所述热固性和加聚型固化剂的固化反应，可以加入催化剂。作为催化剂，优选咪唑类，如2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1，2-二甲基咪唑、2-甲基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2，3-二氢-1H-吡咯并[1，2-a]苯并咪唑、2-苯基-4，5-二羟甲基咪唑等，可以任意改变其添加量以获得所希望的固化速度。

构成绝缘层的热固性树脂中的氯化物离子浓度较好是在1000ppm以下，因为如果热固性树脂组合物中的氯化物离子浓度在1000ppm以下，则能够抑制因高温下或直流电压下的离子性杂质的迁移而导致的电绝缘性的下降。

作为无机填料，优选具有电绝缘性且热传导性良好的无机填料，例如可以使用二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼等。为保持适当的流动性，绝缘层中的无机填料的含量较好为5～15wt%。无机填料的粒度较好是包含平均粒径为0.6μm～2.4μm以及5μm～20μm的两种粒度。通过将平均粒径较大的粗粒子和平均粒径较小的微粒子混合，与单独使用各微粒时相比，可实现更多的填充，能够获得良好的热传导性。此外，粒子形状可以是粉碎的、球形的、或鳞片状的。

在本发明中，所述的金属图案电路可以通过将用于形成绝缘层的固化性树脂组合物浆料在金属基板上利用丝网印刷等方法进行图案印刷，加热后形成半固化状态后，粘贴金属箔，之后，进行加热，形成基本上完全固化的状态的方法；或者使用预先将绝缘层加工成半固化状态的片状，利用热压装置使其与用于形成金属图案电路的金属箔一体化的方法等。作为金属图案电路的形成方法，例如可使用预先在金属箔上的规定部位涂布抗蚀剂层使其固化后，利用湿蚀刻利用常规的氯化铜、过氧化氢与硫酸的混合物等腐蚀剂的腐蚀；此外还可以利用干蚀刻方法，例如利用溅射气体进行的干蚀刻工艺。

金属基板以及阳极氧化铝膜

在本实施例中所述金属基板选择为铝板基底，例如99.99wt%的纯铝，并且在所述铝板基底上形成有阳极氧化铝膜；所述铝板基底的厚度为2～20mm，阳极氧化铝膜的厚度为10～20μm；所述阳极氧化铝膜的绝缘耐久时间大于1000小时，所述的绝缘耐久时间是指在50℃、85%RH的条件下在阳极氧化铝膜上施加100V的直流电压，而将电阻值下降至10⁶Ω以下的时间。

所述的阳极氧化膜的制备方法如下：首先对铝板进行清洗和除垢，然后在柠檬酸水溶液中进行阳极氧化处理，所述柠檬酸水溶液含有：20～35g/L的柠檬酸，3～5g/L的6-氨酸乙酸，0.5～1.0g/L的过氧化氢，3～5g/L的柠檬酸三铵；在液温为10～20℃、电流密度为0.5～1A/dm²、电解处理20～30min。采用上述阳极氧化方法，由于采用柠檬酸作为处理溶液，并在其中添加了适量的过氧化氢和6-氨酸乙酸，在阳极氧化处理时能够使得铝离子的供应充足，从而能够得到致密的阳极氧化铝膜，在膜厚为10μm及以上的条件下，即使不经过封孔处理即可满足绝缘耐久时间大于1000小时的要求。

实施例1

本实施例所述的阳极氧化膜的制备方法如下：首先对铝板进行清洗和除垢，然后在柠檬酸水溶液中进行阳极氧化处理，所述柠檬酸水溶液含有：20g/L的柠檬酸，3g/L的6-氨酸乙酸，1.0g/L的过氧化氢，3g/L的柠檬酸三铵；在液温为10℃、电流密度为1A/dm²、电解处理20min。得到的致密阳极氧化铝膜绝缘耐久时间大于1000小时。

实施例2

本实施例所述的阳极氧化膜的制备方法如下：首先对铝板进行清洗和除垢，然后在柠檬酸水溶液中进行阳极氧化处理，所述柠檬酸水溶液含有：30g/L的柠檬酸，4g/L的6-氨酸乙酸，1.0g/L的过氧化氢，5g/L的柠檬酸三铵；在液温为20℃、电流密度为1A/dm²、电解处理20min。得到的致密阳极氧化铝膜绝缘耐久时间大于1000小时。

实施例3

本实施例所述的阳极氧化膜的制备方法如下：首先对铝板进行清洗和除垢，然后在柠檬酸水溶液中进行阳极氧化处理，所述柠檬酸水溶液含有：35g/L的柠檬酸，5g/L的6-氨酸乙酸，1.0g/L的过氧化氢，5g/L的柠檬酸三铵；在液温为10℃、电流密度为1A/dm²、电解处理30min。得到的致密阳极氧化铝膜绝缘耐久时间大于1500小时。

对比例1

对铝板进行酸洗除垢，然后在草酸溶液中进行阳极氧化处理，所述草酸溶液中含有35g/L的草酸，5g/L的草酸铝；在液温为20℃、电流密度为1A/dm²、电解处理30min；然后在硼酸水溶液中进行封闭处理，所述硼酸水溶液中含有0.5mol/L的硼酸和0.2mol/L的四硼酸钠；封孔条件为液温20℃、电流密度1A/dm²、电解处理时间5分钟，其绝缘耐久时间为300～500小时。

对比例2

对铝板进行酸洗除垢，然后在硫酸溶液中进行阳极氧化处理，所述硫酸溶液中含有35g/L的草酸，5g/L的硫酸铝；在液温为20℃、电流密度为1A/dm²、电解处理30min；然后在硼酸水溶液中进行封闭处理，所述硼酸水溶液中含有0.5mol/L的硼酸和0.2mol/L的四硼酸钠；封孔条件为液温20℃、电流密度1A/dm²、电解处理时间5分钟，其绝缘耐久时间为250～400小时。

高导热绝缘层

在本发明中，所述高导热绝缘层的导热系数的范围为50～500W/mK。所述高导热绝缘层厚度范围为20～500μm，例如为50μm。所述高导热绝缘层可以由陶瓷材料或非金属单晶材料制成。作为陶瓷材料可以选择但不限于氧化锌、氧化铍、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、蓝宝石、氮化铝、碳化硅、氮氧化硅或氮氧化铝。在本发明中所述的陶瓷材料可以通过切割烧制的陶瓷板并焊接在本发明所述的金属基板上，所述的焊接方法例如可以是钎焊的方法，例如软钎焊、硬钎焊或活性钎焊等，优选使用活性钎焊，所述活性钎焊的成分例如可以选择2.25wt%的Ti、2.00wt%的Al、3.00wt%的Si和余量的Cu；例如可以选择1.25wt%的Ti、32.250wt%的Cu和余量的Ag；例如可以选择1.25wt%的Ti、12.50wt%的In、27.25wt%的Cu和余量的Ag。此外，所述的高导热绝缘层还可以采用蒸镀、溅射镀或反应离子镀以及化学气相沉积的方法制备得到，例如采用申请人为苏州晶品光电科技有限公司，公开号为CN103354221A、CN103353065A、CN103354219A、CN103354222A、CN103354698A、CN103354220A、CN103354269A、CN103354697A、CN103354699A、CN103354254A、CN103327736A、CN103327735A、CN103325921A、CN103338588A，或者公告号为CN203340413U、CN203339213U、CN203339139U、CN203340409U、CN203340407U、CN203340408U、CN203339224U、CN203336288U、CN203339140U和CN203339145U中记载的制备方法，并且上述文献记载在此，作为参考。

树脂绝缘层

在本发明中，所述树脂绝缘层的导热率可选择为0.5～30W/mK，并且所述树脂绝缘层的厚度范围优选为20～500μm。

所述树脂绝缘层由含有热固性树脂、固化剂和无机填料的固化性树脂组合物形成，此外，在用于形成绝缘层的固化性树脂组合物中，还可以根据需要还可以使用其它组分等。形成条件例如可以在160～180℃的条件下固化30～180秒。作为优选地，所述的固化性树脂组合物含有55～60wt%的双酚F二缩水甘油醚、12.5～15.0wt%的乙烯基三乙氧基硅烷、8.0～10.0wt%的苯烯酸-2-羟基乙酯、3.2～5.0wt%的三甲基硅咪唑、2.5～3.0wt%的邻苯二甲酸酐、0.5～1.0wt%的2，6-二叔丁基对甲酚，和3～8wt%的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及3～8wt%的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。

实施例4

本实施例所述的固化性树脂组合物含有55wt%的双酚F二缩水甘油醚、15.0wt%的乙烯基三乙氧基硅烷、10.0wt%的苯烯酸-2-羟基乙酯、5.0wt%的三甲基硅咪唑、2.5wt%的邻苯二甲酸酐、1.0wt%的2，6-二叔丁基对甲酚，和5.5wt%的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及6.0wt%的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。制备的树脂绝缘层厚度为50μm时，测得其热导率为20～25W/mK。

实施例5

本实施例所述的固化性树脂组合物含有60wt%的双酚F二缩水甘油醚、12.5wt%的乙烯基三乙氧基硅烷、8wt%的苯烯酸-2-羟基乙酯、3.2wt%的三甲基硅咪唑、3.0wt%的邻苯二甲酸酐、1.0wt%的2，6-二叔丁基对甲酚，和6.3wt%的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及6.0wt%的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。制备的树脂绝缘层厚度为50μm时，测得其热导率为22～26W/mK。

实施例6

本实施例所述的固化性树脂组合物含有58wt%的双酚F二缩水甘油醚、15wt%的乙烯基三乙氧基硅烷、10wt%的苯烯酸-2-羟基乙酯、5wt%的三甲基硅咪唑、3.0wt%的邻苯二甲酸酐、1.0wt%的2，6-二叔丁基对甲酚，和4wt%的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及4wt%的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。制备的树脂绝缘层厚度为50μm时，测得其热导率为18～22W/mK。

实施例7

本实施例所述的固化性树脂组合物含有78wt%的双酚F二缩水甘油醚、5wt%的2-甲基咪唑、3.0wt%的邻苯二甲酸酐、1.0wt%的2，6-二叔丁基对甲酚，和6.5wt%的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及6.5wt%的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。制备的树脂绝缘层厚度为50μm时，测得其热导率为15～20W/mK。

在本发明中所述的树脂绝缘层除了需要满足所需的导热率外，还应具有优异的耐热变色性。为了检测上述固化性树脂组合物的耐热变色性能，将所述的固化性树脂组合物，在170℃、8N/mm²以及固化时间为120秒的条件下加工成直径为50mm×厚度为3mm的圆盘作为样品，然后在150℃的条件下放置24小时，利用肉眼观察其耐热变色性，发现实施例4-6所述的样品没有发现变色现象，而实施例7所述的样品稍有变色或发生了变色。

金属图案电路

根据实际需要，在所述的树脂绝缘层,或者在所述的树脂绝缘层以及所述高导热绝缘层上均形成有金属图案电路。在所述缘层上可以通过粘结或按压铜箔形成导电铜膜，或者可以通过溅射、化学镀（需要事先进行活化）形成铜膜。所述铜膜的厚度例如为2～5μm厚，然后在带所述铜膜上涂上光刻胶，再在光刻机上利用金属光刻掩模版进行光刻，再经显影形成金属图案电路，或者，采用丝网印刷的方法直接形成导电金属层的图形；经烘烤固化后，再用湿法蚀刻工艺对所述铝层进行蚀刻，蚀刻后即可得到所述的金属图案电路。

工业实用性

本发明所述的大功率LED光源模块，具有改进的散热性能和可靠性，在工业领域能够广泛应用于路灯照明、工矿以及公共场所等。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大功率LED光源模块，包括金属基板，其特征在于：所述金属基板上形成有树脂绝缘层和高导热绝缘层，并且所述树脂绝缘层上形成有金属图案电路，所述高导热绝缘层形成有金属电路和大功率LED灯珠或者芯片，所述树脂绝缘层上的金属图案电路与所述高导热绝缘层上的金属电路通过金属连接体连接；所述树脂绝缘层由固化性树脂组合物形成；所述固化性树脂组合物含有55～60wt％的双酚F二缩水甘油醚、12.5～15.0wt％的乙烯基三乙氧基硅烷、8.0～10.0wt％的苯烯酸‐2‐羟基乙酯、3.2～5.0wt％的三甲基硅咪唑、2.5～3.0wt％的邻苯二甲酸酐、0.5～1.0wt％的2，6‐二叔丁基对甲酚，和3～8wt％的平均粒径为2.0μm的氧化铝微粒以及3～8wt％的平均粒径为5.0μm的氧化铝微粒。

2.根据权利要求1所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述金属基板上具有多个树脂绝缘层和多个高导热绝缘层；并且所述树脂绝缘层之间相邻设置或者间隔设置；所述高导热绝缘层之间相邻或者间隔设置；所述树脂绝缘层与所述高导热绝缘层之间相邻设置或者间隔设置。

3.根据权利要求1所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述高导热绝缘层上结合封装好的LED灯珠或者未封装的LED芯片，芯片上结合荧光粉。

4.根据权利要求1所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述LED光源上结合二次光学元件。

5.根据权利要求2所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述金属连接体为采用银、金或铜的引线、***物和/或桥接物。

6.根据权利要求5所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述金属基板由铝、铜、铝合金或铜合金制成；或者所述金属基板由镀覆有铝的钢制成，所述的钢选自低碳钢、耐热钢或不锈钢中的一种。

7.根据权利要求1‐6任一项所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述金属基体经过表面处理工序，所述的表面处理工序包含粗化处理、酸洗或者碱蚀刻工序中的任意一种。

8.根据权利要求1‐6任一项所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述高导热绝缘层由陶瓷材料或非金属单晶材料制成。

9.根据权利要求1所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述高导热绝缘层的导热率为50～500W/mK，厚度为20～500μm。

10.根据权利要求1所述的大功率LED光源模块，其特征在于：所述树脂绝缘层的热导率为0.5～30W/mK，厚度为20～500μm。