[发明专利]发光二极管单元与散热基板的连接

说明书

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管（LED）单元与绝缘导热基板的连接方法、基于该方法的LED发光模块以及制造该LED发光模块的方法。按照本发明一个实施例的LED发光模块包括：金属载板（110），其包括多个互不连通的图案区（111,112,113,114）；至少一个LED管芯(120A,120B,120C)，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及由绝缘材料制成的框架(130)，其与所述图案区固定在一起。

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管（LED）单元与散热基板的连接方法、基于该方法的LED发光模块以及制造该LED发光模块的方法。

背景技术

目前在照明装置中用作光源的发光二极管（LED）是一种固态的半导体器件，它的基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料（例如硅胶或环氧树脂）。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。与传统光源相比，LED光源具有其它光源所不具备的一系列优点，例如无污染、寿命长、能耗低、耐振动、控制方便和便于调光等。

的特点是在极小的体积内产生极高的热量，而且其自身的热容量很小，因此必须以尽可能快的速度将产生的热量传送出去，否则将导致结温升高，影响LED的性能和寿命。对于大功率LED而言，散热问题尤为突出。可以说，散热问题已经成为当前半导体照明技术发展的技术瓶颈。为此，业界已经从芯片、电路板到系统的每一个层面，针对散热问题提出了各种优化设计，以获得最佳的散热效果。

就芯片层面而言，一般可以通过增加芯片尺寸和改变材料结构来提高散热能力。例如为了改善衬底的散热，科锐(Cree)公司采用碳化硅衬底，其导热性能比蓝宝石高近20倍。

在电路板层面，目前许多LED灯具中都采用铝基板作为印刷电路板，这种基板为多层结构，中间层使用具有较高导热系数的绝缘层材料，从而使LED芯片的热能透过下层的铝板快速扩散并传递出去。

对于系统层面，常用的散热策略是为LED灯具配置散热组件（例如鳍片、热管、均温板、回路式热管及压电风扇），从而借助其快速的散热能力将LED产生的热量迅速散发到周围环境中。

由上可见，LED芯片产生的热量需要经过多重界面（例如晶圆与支架之间的界面、封装芯片与电路板之间的界面和电路板与散热组件之间的界面等）才能最终传递到环境中去。因此如何减少热阻，使得热量能够高效地传输是LED照明装置散热设计中很重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光二极管发光模块，其具有散热效果优良和制造成本低的优点。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

一种发光二极管（LED）发光模块，包括：

金属载板，其包括多个互不连通的图案区；

至少一个LED管芯，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及

由绝缘材料制成的框架，其与所述图案区固定在一起。

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，借助倒装晶片工艺将所述LED管芯设置在不同的图案区上。

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述图案区中的至少两个包含用作所述LED发光模块的引脚的区域。

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯的数量为至少两个，它们借助所述图案区实现串联连接、并联连接或混联连接。