[发明专利]大功率LED光源模块

说明书

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、隆起物和/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。