[发明专利]一种散热基座及其制备方法、相关发光模块及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热领域，特别是涉及一种散热基座及其制备方法、相关发光模块及制备方法。

背景技术

众所周知，固态光源如LED或者激光二极管(LD,Laser Diode)发出的蓝色激发光，用其激发黄色或者绿色荧光粉材料能够得到相应颜色的光。在这种短波波长的激发光源激发荧光材料发生波长转换得到长波长的相应色光的同时，一部分能量也被转化成热量释放出来。随着激发光光功率的提升，得到的转换后的色光光通量不但增加，同时伴随的热量也不断增大，大量热量的积累使得荧光材料的温度不断升高，从而影响了荧光材料的量子转换效率。因此，需要一个高效的导热界面层快速将荧光物质层的热量传递出来。

针对上述问题，现有技术中，以陶瓷材料作为承载荧光材料层的基板，然而，虽然陶瓷材料的耐高温性能优异，但其导热效果仍难以满足荧光材料层大功率发光发热的需求。因此，在上述技术基础上，研究人员采用陶瓷表面金属化等技术，使荧光材料层与陶瓷基板通过该金属化层连接，从而改善荧光材料层的散热。该技术采用磁控溅射工艺在陶瓷表面镀制各种金属膜，然而这种技术成本较高，并且对基板的平面度也要求也较高。

因此，一种低成本、制作精度要求低的散热结构亟待开发。

发明内容

针对上述现有技术中荧光材料层散热难、散热结构制备成本高、精度要求高的缺陷，本发明提供一种低成本、简单易行的散热基座，包括陶瓷基层，该陶瓷基层包括一凹槽；还包括散热体，该散热体填充于该 陶瓷基层的凹槽内，该散热体为金属粉末与粘结材料的混合烧结体。

优选的，该陶瓷基层包括氮化铝基层或氧化铝基层。

优选的，该金属粉末包括铜粉、银粉、金粉、银包覆铜粉、金包覆铜粉中的一种或几种。

优选的，该粘结材料包括玻璃粉。

优选的，该凹槽的深度小于该凹槽底面的最小外接圆直径。

优选的，该陶瓷基层还包括位于该凹槽底面的凸起。

优选的，该凸起为圆柱形凸起。

本发明还提供了一种发光模块，包括上述任一项所述的散热基座，还包括荧光发光层，荧光发光层与散热体紧密连结。

优选的，散热体为银粉与粘结材料的混合烧结体，荧光发光层为镀有高反射银层的荧光陶瓷片。

优选的，散热体通过焊锡膏与荧光发光层连结。

本发明还提供了一种制备散热基座的方法，包括以下步骤：

步骤A：在陶瓷基层表面刻蚀出一凹槽；

步骤B：将金属粉末与粘结材料混合，得到混合材料；

步骤C：将混合材料填充所述凹槽；

步骤D：将陶瓷基层在氮气气氛或氮氢混合气气氛下烧结，得到凹槽内填充有散热体的散热基座，散热体为金属粉末与粘结材料的混合烧结体；各步骤的次序为ABCD或BACD。

优选的，陶瓷基层包括氮化铝基层或氧化铝基层，步骤A包括用激光刻蚀陶瓷基层表面，得到凹槽。

优选的，步骤A包括刻蚀出深度相同的凹槽，然后在该凹槽基础上刻蚀出不同深度的凹槽，使得形成凸起。

优选的，金属粉末包括铜粉、银粉、金粉、银包覆铜粉、金包覆铜粉中的一种或几种，粘结材料包括玻璃粉。

优选的，金属粉末的粒径为10～15μm。

优选的，步骤B包括，将金属粉末、粘结材料和挥发性有机溶剂混合研磨，并随后烘干、过筛，得到混合粉体材料。

优选的，步骤B包括，将金属粉末、粘结材料和有机载体混合，得 到混合材料，有机载体包括溶质和溶剂，溶质包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸亚丙酯、乙基纤维素中的一种或几种，溶剂包括丙二醇二乙酸酯、萜品醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种；步骤D包括，将填充有混合材料的陶瓷基层放入炉中高温脱脂，然后在氮气气氛或氮氢混合气气氛下烧结，得到散热基座。

优选的，脱脂温度低于烧结温度。

本发明还提供了一种发光模块的制备方法，包括上述任一项散热基座的制备方法，还包括步骤：在散热体表面刷焊锡膏，将镀有金属反射层的荧光发光层的金属反射层一面经焊锡膏焊接在散热体上。

与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：

本发明通过将金属粉末与粘结材料的混合烧结体填充于陶瓷基层的凹槽内，结合烧结金属层的工艺与激光表面蚀刻技术制备一种高导热界面层，并将该工艺方法有效的应用在半导体光源封装中，利用混合烧结体的高导热率和陶瓷基层的高耐热性能、结构稳定性，提升了发光发热层与陶瓷基层之间的导热效率，使得发光发热层能够在更高的功率下工作，极大的改善了其性能。