[发明专利]发光二极管单元与绝缘导热基板的连接

说明书

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。 

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。 

LED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。例如申请日和申请号分别为2004年11月9日和200410052114.7的中国专利申请“发光二极管灯散热结构”公开了一种发光二极管灯散热结构，其包括线路驱动发光板和线路控制板，线路驱动发光板上集成发光二极管阵列；所述线路驱动发光板上面设置一散热反光铝板，其下面接合一导散热胶层，导散热胶层另一面接合一散热铝板。上述线路控制板可用导散热胶包裹，以进一步导散线路控制板工作时产生的热量。 

但是需要指出的是，随着LED功率的不断增大，需要性价比更高的散热设计来满足散热要求。 

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，其包括互不连通的第一图案区和第二图案区，其中，所述第一图案区用作电极； 

至少一个设置在所述第二图案区的LED管芯，其与所述第一图案区电气连接；以及 

由绝缘材料制成的框架，其与所述第一和第二图案区固定在一起。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯的数量为至少两个，它们借助引线实现串联连接和与所述第一图案区的连接。 

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，它们借助引线实现与所述第一图案区的连接并且借助引线和第二图案区实现串联连接。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯上覆盖混合有荧光粉的透明硅胶。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯上依次覆盖荧光粉和透明硅胶。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述框架包围所述LED管芯。 

本发明的上述目的还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，其包括互不连通的第一图案区和第二图案区，其中，所述第一图案区用作电极区； 

多个设置在所述第一和第二图案区的LED管芯，其电气连接在一起并且与所述第一图案区电气连接；以及 

由绝缘材料制成的框架，其与所述第一和第二图案区固定在一起。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，通过使设置在所述第一图案区的LED管芯的其中一个电极焊接至所述第一图案区，使所述LED管芯与所述第一图案区电气连接。 

优选地，在按照本发明一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯借助引线和第二图案区实现串联连接。