[发明专利]电子模块、照明装置和制造该电子模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子模块和一种包括该电子模块的照明装置，以及一种制造该电子模块的方法。

背景技术

在现代的电子装置中广泛地应用了大功率的元器件、例如高亮度的LED光源，其中利用板上芯片封装（COB）技术可以将这些大功率元器件安装在金属基底的电路板（MCPCB）上或者以陶瓷为基底的电路板上，并进而将该电路板和散热器固定在一起，以构成完整的电子模块。因此如何提高这种电子模块的散热效果成为重要的研究方向。

对于具有以金属、例如铝为基底的电路板的电子模块而言，通常需要在电路层和金属基底之间设置绝缘层，该绝缘层的热导率仅仅在1-4W/K*m的范围中。并且在金属基底和与其连接的散热器之间也经常附加地设置有热界面材料，这进一步增大了电子模块内部的热阻，直接影响了电子模块的散热效果。对于具有以陶瓷为基底的电路板的电子模块而言，由于受陶瓷自身特性的限制，其具有的导热率仅仅为大约30W/K*m，这远远小于金属的导热率，因此这种电路板具有相对较大的扩散热阻，这导致热量很难从电路板的一侧传输到另一侧。

发明内容

因此本发明的一个目的在于，提出一种电子模块，该电子模块制造简单、成本低廉，并且在确保位于其中的电子器件正常工作的前提下实现良好的散热效果。

根据本发明的电子模块，包括电子器件、基板和散热体，其特征在于，所述基板包括电绝缘的基底和分别设置在所述基底两侧的第一导电层和第二导热层，所述基板利用所述第一导电层与所述电子器件导电连接并且利用所述第二导热层和所述散热体固定连接。

本发明的构思在于，尽可能地减小电子器件和散热体之间的热阻，以便提高电子模块的散热效果。为了降低电子器件和散热体之间的热阻并确保两者之间的绝缘性，特别地将根据本发明的基板设计为顶面的第一导电层和底面的第二导热层夹持绝缘层构成的“三明治”形基板。由此可以利用和电子器件连接的第一导电层提供电连接途径，并且同时将电子器件在工作时产生的热量传导给基底，并且进一步利用和第一导电层相对设置的第二导热层将基底中的热量经过热阻较小的导热路径传递给散热体。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一导电层为金属层。此外，优选地，所述第二导热层为金属层。由于金属具有良好的导电性和导热性以及易接合性，因此分别在电绝缘的基底两侧设置的金属层。

根据本发明的一个优选的设计方案，第一导电层或所述第二导热层为利用下列工艺中之一形成的金属层：溅射、蒸镀、厚膜印刷、化学沉积。第一导电层和/或第二导热层以适合的方式设置在电绝缘的基底两侧上，也就是说，使基底相对设置的两个侧面金属化。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述第一导电层或所述第二导热层的厚度为10-100μm。

优选地，所述基底的厚度小于1mm。

根据本发明的一个优选的设计方案，第一导电层设计为印刷电路层。由此可以利用第一导电层的导电性将各个电子器件彼此电连接。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述基板利用所述第二导热层固定在所述散热体上。

根据本发明的一个优选的设计方案，所述散热体具有用于和所述第二导热层接触的金属接触面。特别地，第二导热层和所述金属接触面彼此焊接连接。当散热体设计具有用于接触第二导热层的金属接触面时，一方面可以减小散热体和基板之间的热阻，另一方面还可以借助于焊接工艺将散热体和第二导热层牢固地焊接在一起，以便使散热体和基板相对固定。

根据本发明的另一个优选的设计方案，基底由电绝缘的导热材料制成。设置在第一导电层和第二导热层之间的基底不仅可以使这两个金属层之间电绝缘，而且还可以实现两个金属层之间的热传导。

优选地，基底由陶瓷材料制成。例如可以选择Al₂O₃或AlN等适合的材料来制造陶瓷的基底。

根据本发明的另一个优选的设计方案，基底设计为薄片形。为了进一步减小基板自身的热阻，可以尽可能减小热量从第一导电层到散热体的金属接触面之间的直线导热路径，在此，和其他形状的基底相比，设计为片状的基底在垂直方向上具有较小的热阻。在优选的情况下，基底的厚度小于1mm。