[发明专利]发光模块用基板、发光模块、带制冷器的发光模块用基板及发光模块用基板的制造方法

说明书

本发明的发光模块用基板中，在绝缘层的一面形成搭载发光元件的电路层，且在所述绝缘层的另一面侧依次层叠由Al或Al合金构成的金属层和散热板，所述散热板中，至少在与所述金属层的接合面存在Cu，所述金属层与所述散热板在该接合面上固相扩散接合，且所述电路层的厚度为0.1mm以下。

技术领域

本发明涉及一种耐热性优异的发光模块用基板、发光模块、带制冷器的发光模块用基板及发光模块用基板的制造方法。

本申请主张基于在2015年9月25日于日本申请的专利申请2015-187831号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

发光二极管(LED)元件由于寿命长且稳定的发光特性而广泛使用于各种光源。这种LED元件的光转换效率为20～30％左右，剩余的70～80％的能量在LED元件中直接变成热。另一方面，LED元件是不耐热的器件，通常的操作保证温度为-10～85℃左右。因此，在用于搭载LED元件的LED模块用基板中设置有用于有效地扩散在LED元件产生的热的散热板、进行热交换的制冷器等。这些不仅在LED，在发光元件中也相同。

以往，在LED模块(发光元件模块)中，从高导热性和易接合性等考虑，作为绝缘性基板的绝缘层与散热板通过Au-Sn合金焊料来接合。例如，当作为绝缘层使用AlN，且作为散热板使用导热性优异的Cu时，在AlN绝缘层形成Cu薄板，且通过Au-Sn合金焊料来接合该Cu薄板与散热板(例如，参考专利文献1～3)。

专利文献1：日本特开2008-240007号公报

专利文献2：日本特开2015-070199号公报

专利文献3：日本特开2013-153157号公报

然而，由陶瓷等构成的绝缘层与由金属构成的散热板彼此的热膨胀系数有较大差异。另一方面，Au-Sn合金的硬度高且延展性差。因此，当通过Au-Sn合金来接合绝缘层与散热板热时，Au-Sn合金无法吸收由发光元件产生的热引起的绝缘层与散热板的热膨胀之差，其结果有可能在Au-Sn合金中产生龟裂，且绝缘层与散热板剥离，或者接合部分受损。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够可靠地防止材料的接合部分因发光元件的发热而受损的发光模块用基板、发光模块、带制冷器的发光模块用基板及发光模块用基板的制造方法。

为了解决上述问题，本发明的一方式的发光模块用基板通过在绝缘层的一面形成搭载发光元件的电路层，且在所述绝缘层的另一面侧依次层叠由铝或铝合金构成的金属层和散热板而成，所述发光模块用基板的特征在于，所述散热板中至少在与所述金属层的接合面设置有由铜或铜合金构成的铜层，所述金属层与所述散热板在该接合面上固相扩散接合，且所述电路层的厚度为0.1mm以下。

根据本发明的一方式的发光模块用基板，经由金属层重叠彼此的热膨胀系数有较大差异的绝缘层与散热板，并通过固相扩散接合来接合散热板与金属层，由此在负载由发光元件的点亮与熄灭的重复而引起的冷热循环时，能够防止绝缘层(例如，由陶瓷构成的绝缘层)与散热板之间的接合部分受损。

即，如以往那样使用Au-Sn合金等硬度高的接合材料接合绝缘层与散热板时，有时无法吸收因热膨胀系数的不同而产生的应力，从而绝缘层与散热板剥离，如本发明，通过固相扩散接合来接合散热板与金属层，由此散热板与金属层牢固接合，从而能够可靠地防止接合部分的剥离。

本发明的一方式的发光模块用基板中，其特征在于，所述金属层的厚度为0.4mm以上且2.5mm以下。

通过形成这种厚度范围的金属层，能够通过该金属层有效地吸收绝缘层中所产生的热应力，从而能够防止在绝缘层产生龟裂或裂纹。

本发明的一方式的发光模块用基板中，其特征在于，所述散热板包含AlSiC。