CN203481273U - 一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块 - Google Patents

一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块 Download PDF

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李国强
张成良
凌嘉辉
刘玫潭
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Abstract

本实用新型公开了一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块，其包括基板、附在基板表面的绝缘层、封装在绝缘层上的LED芯片和电极、以及连接所述LED芯片和电极的导线。所述基板为AlSiC复合基板，所述绝缘层为氮化铝薄膜，所述基板的背面为下列结构中的一种：1）呈波纹状，2）形成有多条相互平行的凹槽，3）形成有多个凹坑。LED工作时，大量的能量转化为热量并聚集在LED芯片中，由于合理的热沉设计，热能由芯片衬底传送到绝缘层，然后透过该绝缘层传导至AlSiC复合基板，最后由基板将热量散发至空气中。这种结构的LED光源模块结构简单，容易应用于生产中，且散热性能好、寿命长。

Description

一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块
技术领域
本实用新型涉及一种LED光源模块，特别涉及一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块。
背景技术
发光二极管（LED）作为一种节能高效的绿色光源，越来越受人们重视，新一代光源取代旧光源势在必行。但随着LED的大功率化，散热问题急需解决。由于LED的发光效率很低，工作时大部分的能量都转化为热量，而过度集中的热量，会使LED产生诸如改变色温、降低发光效率等不良影响，甚至导致LED永久失效。因此，解决散热问题，是LED向大功率发展的重中之重。
国内外新研发的散热基板材料有金属芯印刷电路板（MCPCB）、覆铜陶瓷板（DBC）和金属基低温烧结陶瓷基板（LTCC-M）。其中，金属芯印刷电路板热导率受到绝缘层的限制，热导率低，且不能实现板上封装；覆铜陶瓷板采用直接键合方式将陶瓷和金属键合在一起，提高了热导率，同时使得热膨胀系数控制在一个合适的范围，但金属和陶瓷的反应能力低，润湿性不好，使得键合难度高，界面结合强度低，易脱落；金属基低温烧结陶瓷基板对成型尺寸精度要求高，工艺复杂，也同样存在金属和陶瓷润湿性不好、易脱落的难题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种芯片不易脱落且散热性能好的基于AlSiC复合基板的LED光源模块。
一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块，其包括基板、附在基板表面的绝缘层、封装在绝缘层上的LED芯片和电极、以及连接所述LED芯片和电极的导线。所述基板为AlSiC复合基板，所述绝缘层为氮化铝薄膜，所述基板的背面为下列结构中的一种：1）呈波纹状，2）形成有多条相互平行的凹槽，3）形成有多个凹坑。
优选的，所述AlSiC复合基板的厚度为2~2.5mm，其与所述绝缘层接触的一面为镜面。
优选的，当所述基板的背面呈波纹状时，所述波纹的波谷深为0.8~1mm，波峰之间的间隔为0.9~1.1mm，且波纹呈现平行直线的结构；当所述基板的背面具有多条凹槽时，所述凹槽的深度为0.8~1mm，相邻的凹槽的底部之间的距离为0.9~1.1mm。
优选的，所述电极为铜膜电极。
优选的，所述LED芯片与所述基板的连接结构为COB 封装结构。
本实用新型的LED光源模块的基板为AlSiC复合基板，AlSiC复合材料由于原材料价格便宜，能近净成形复杂形状，且具有热导率高、膨胀系数可调、比刚度大、密度小，使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点，在电子封装领域展现出了良好的应用前景。通过调节AlSiC复合材料的热膨胀系数，使其与LED芯片材料相匹配；采用AlSiC复合基板不但有效地解决LED芯片工作时的散热问题，同时解决了散热基板与芯片材料热膨胀不匹配的问题，使板上封装的LED芯片不易脱落，提高了LED的使用寿命，适用于低成本大功率LED的制造。配合具有高热导率的氮化铝薄膜，提高了基板整体的热导率，散热好。基板背面形成有波纹或凹槽或凹坑，增大了基板的散热面积。 
附图说明
图1为本实用新型的一实施例的基于AlSiC复合基板的LED光源模块的剖断图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
请参考图1，本实用新型一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块主要包括基板5、附在基板5表面的绝缘层4、封装在绝缘层4上的LED芯片3和电极1、以及连接LED芯片3和电极1的导线2。
其中，基板5采用AlSiC复合基板，其厚度为2~2.5mm，其与绝缘层4结合的一面被抛光为镜面，其背面可呈波纹状，或形成有多条相互平行的凹槽，或形成有多个凹坑，以增大基板的有效散热面积，提高基板的散热性能。波纹、凹槽和凹坑可以是利用激光在基板的表面上刻蚀而来。具体的，当基板5的背面呈波纹状时，波纹的波谷深为0.8~1mm（毫米），波峰之间的间隔为0.9~1.1mm，且波纹呈现平行直线的结构。当基板5的背面具有多条凹槽时，凹槽的深度为0.8~1mm，相邻的凹槽的底部之间的距离为0.9~1.1mm。 
绝缘层4为氮化铝薄膜，绝缘层4是利用磁控溅射的方法溅射在基板5上的。电极1为铜膜电极。
LED芯片3是采用COB封装的方法封装在AlSiC复合基板5上。
AlSiC复合材料由于原材料价格便宜，能近净成形复杂形状，且具有热导率高、膨胀系数可调、比刚度大、密度小，使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点，在电子封装领域展现出了良好的应用前景。通过调节AlSiC复合材料的热膨胀系数，使其与LED芯片材料相匹配；采用AlSiC复合基板不但有效地解决LED芯片工作时的散热问题，同时解决了散热基板与芯片材料热膨胀不匹配的问题，使板上封装的LED芯片不易脱落，提高了LED的使用寿命，适用于低成本大功率LED的制造。配合具有高热导率的氮化铝薄膜，提高了基板整体的热导率，散热好。基板背面形成有波纹或凹槽或凹坑，增大了基板的散热面积。
LED工作时，大量的能量转化为热量并聚集在LED芯片中，由于合理的热沉设计，热能由芯片衬底传送到绝缘层，然后透过该绝缘层传导至AlSiC复合基板，最后由基板将热量散发至空气中。这种结构的LED光源模块结构简单，容易应用于生产中，且散热性能好、寿命长。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种基于AlSiC复合基板的LED光源模块，包括基板、附在基板表面的绝缘层、封装在绝缘层上的LED芯片和电极、以及连接所述LED芯片和电极的导线；其特征在于，所述基板为AlSiC复合基板，所述绝缘层为氮化铝薄膜，所述基板的背面为下列结构中的一种：1）呈波纹状，2）形成有多条相互平行的凹槽，3）形成有多个凹坑。
2. 根据权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述AlSiC复合基板的厚度为2~2.5mm，其与所述绝缘层接触的一面为镜面。
3. 根据权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，当所述基板的背面呈波纹状时，所述波纹的波谷深为0.8~1mm，波峰之间的间隔为0.9~1.1mm，且波纹呈现平行直线的结构；当所述基板的背面具有多条凹槽时，所述凹槽的深度为0.8~1mm，相邻的凹槽的底部之间的距离为0.9~1.1mm。
4. 根据权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述电极为铜膜电极。
5. 根据权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述LED芯片与所述基板的连接结构为COB 封装结构。
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