發(fā)光元件模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)光元件是將電轉(zhuǎn)換為光的裝置。發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)等是典型的發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管是當(dāng)施加電流并且當(dāng)電子和空穴在P-N半導(dǎo)體結(jié)(P-N結(jié))處相遇時(shí)發(fā)光的裝置，并且通常以模塊的結(jié)構(gòu)來制造，發(fā)光二極管安裝在所述模塊上。發(fā)光二極管模塊被配置為被安裝在印刷電路板(PCB)上，并且當(dāng)它從形成在印刷電路板上的電極接收電流時(shí)運(yùn)作以發(fā)光。
[0003]在這樣的發(fā)光二極管模塊中，由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量直接地影響發(fā)光二極管模塊的發(fā)光性能和使用期限。如果由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量長(zhǎng)時(shí)間留在發(fā)光二極管中，則在構(gòu)成發(fā)光二極管的晶體結(jié)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位(dislocat1n)和失配(mismatch)，并且這將成為減少發(fā)光二極管模塊的使用期限的原因。
[0004]因此，提出了用于加速由發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量的消散的技術(shù)。例如，具有與發(fā)光二極管芯片結(jié)合的陶瓷基板的發(fā)光二極管包(light emitting d1de package)可以被安裝在電路基板上，或者，可以在通過對(duì)招基板執(zhí)行陽極氧化(anodizat1n)來形成招氧化物(Al2O3)絕緣層后，以板上芯片(Chip On Board, COB)方法安裝發(fā)光二極管芯片。
[0005]昂貴的氮化物基(Nitride-based)的氮化鋁(AlN)可以用于應(yīng)用于發(fā)光二極管包的陶瓷基板。另外，所述陶瓷基板的厚度應(yīng)當(dāng)是400 μπι或更大以保證耐久性。因此，如果向發(fā)光二極管包應(yīng)用所述陶瓷基板，則增大了單價(jià)，并且，在降低垂直方向的熱阻(thermalresistance)上存在限制。
[0006]在使用鋁氧化物絕緣層的COB方法的情況下，因?yàn)槭÷粤税嘿F的陶瓷基板，所以可以降低單價(jià)。然而，難以實(shí)現(xiàn)高的散熱性能，因?yàn)榕c應(yīng)用陶瓷基板的情況相比較，顯示出了高的熱阻和低的耐壓(withstand voltage)的特性，并且難以向諸如頭燈(head lamp)的高功率產(chǎn)品應(yīng)用該發(fā)光二極管模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]考慮到上述問題而做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光元件模塊，該發(fā)光元件模塊可以在增強(qiáng)散熱性能的同時(shí)降低制造成本。
[0009]技術(shù)方案
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種發(fā)光元件模塊，包括:第一金屬基板；第二金屬基板，所述第二金屬基板在所述第一金屬基板上；絕緣層，所述絕緣層在所述第二金屬基板上，并且包含碳化物基(carbide-based)絕緣材料和氮化物基(nitride-based)絕緣材料的至少一種；電路圖案，所述電路圖案在所述絕緣層上；以及，發(fā)光元件，所述發(fā)光元件在所述絕緣層上。
[0011]所述第一金屬基板可以包含具有比所述第二金屬基板的熱阻更低的熱阻的金屬。
[0012]所述第一金屬基板可以包含銅，并且所述第二金屬基板可以包含鋁。
[0013]所述第一金屬基板和所述第二金屬基板可以是復(fù)合基板(clad substrate)。
[0014]所述碳化物基絕緣材料可以包含鋁碳化硅(AlSiC)，并且所述氮化物基絕緣材料可以包含氮化鋁(AlN)和鋁氮化硅(AlSiN)的至少一種。
[0015]所述發(fā)光元件模塊可以進(jìn)一步包括在所述絕緣層和所述電路圖案之間形成的種子層。
[0016]所述種子層可以包含鎳和鉻的至少一種。
[0017]所述種子層的鎳和鉻之間的成分比率可以在70:30和97:3之間。
[0018]所述種子層的鎳和鉻之間的成分比率可以在80:20和97:3之間。
[0019]可以以真空沉積(濺射)方法來形成所述絕緣層和所述種子層的至少一個(gè)。
[0020]發(fā)明的有益效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果使用碳化物基或氮化物基絕緣層來構(gòu)成電路基板，貝lJ有效的是，可以降低制造成本，因?yàn)榻^緣層可以替代發(fā)光元件包(light emittingelement package)的陶瓷基板。
[0022]而且，因?yàn)橥ㄟ^使用低熱阻的碳化物基或氮化物基絕緣層而不使用陶瓷基板改善了發(fā)光元件的散熱功能，所以可以向高功率產(chǎn)品來應(yīng)用發(fā)光元件模塊。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出了應(yīng)用了陶瓷基板的發(fā)光元件模塊的截面圖。
[0024]圖2是示出了以COB方法安裝的發(fā)光元件模塊的截面圖。
[0025]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光元件模塊的截面圖。
[0026]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的根據(jù)種子層的N1-Cr成分比率的粘附性(adhes1n)的改變的圖表。
[0027]圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的制造用于發(fā)光元件的電路基板的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]因?yàn)楸景l(fā)明允許各種改變和多個(gè)實(shí)施例，所以將在附圖中圖示并且在書面說明書中詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，這并不意欲將本發(fā)明限于特定的實(shí)施方式，并且應(yīng)當(dāng)明白，在本發(fā)明中涵蓋不偏離本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍的所有改變、等同物和替代物。
[0029]可以明白，雖然可以在此使用包括諸如第一、第二等的序數(shù)的詞語來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)被這些詞語限制。這些詞語僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)區(qū)別。例如，第一元件可以被稱為第二元件，并且類似地，第二元件可以被稱為第一元件，而不偏離示例實(shí)施例的范圍。如在此使用，詞語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任何及全部組合。
[0030]在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并且并不意欲是示例實(shí)施例的限制。如在此使用，單數(shù)形式意欲也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指示。
[0031]可以進(jìn)一步明白，術(shù)語“包括”和/或“包含”當(dāng)在此使用時(shí)指定所陳述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組的存在或增加。
[0032]除非另外限定，包括技術(shù)或科學(xué)術(shù)語的在此使用的所有術(shù)語具有與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的那些普通技術(shù)人員通常明白的含義相同的含義。諸如在通常使用的詞典中定義的那些的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中的上下文含義相同的含義，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為具有理想或過度正式的含義，除非在本申請(qǐng)中清楚地限定。
[0033]在實(shí)施例的描述中，如果每個(gè)層(膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)形成在基板、層(膜)、區(qū)±或、焊盤或圖案“上方/之上”或“下方/之下”，則所述“上方/之上”和“下方/之下”包括“直接地”或“插入另一層地間接地”形成層(膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)。另外，將參考附圖來描述每個(gè)層的“上方/之上”和“下方/之下”的參考點(diǎn)。
[0034]為了說明的方便和清楚，在附圖中所示的每個(gè)層的厚度和大小可能被夸大、省略或示意地圖示。另外，每個(gè)構(gòu)成組件的大小不完全反映實(shí)際大小。
[0035]圖1是示出了發(fā)光元件模塊的示例的視圖，其中，作為示例示出了使用應(yīng)用陶瓷基板的發(fā)光元件包的情況。
[0036]參見圖1，電路基板10包括金屬基板11、絕緣層12、電路圖案13和保護(hù)層14。
[0037]結(jié)合有陶瓷基板21的發(fā)光元件包20安裝在電路基板10的一側(cè)上。使用導(dǎo)電粘合劑30作為媒介(medium)來在電路基板10上粘結(jié)發(fā)光元件包20。
[0038]同時(shí)，如圖1中所示，當(dāng)芯片形狀的發(fā)光元件22和陶瓷基板21被封裝并且被安裝在電路基板10上時(shí)，因?yàn)槭褂昧颂沾苫?1而增加了單價(jià)。另外，因?yàn)橛捎谔沾苫?1導(dǎo)致增大了垂直方向的熱阻，所以可能降低發(fā)光元件22的散熱性能。
[0039]圖2是示出了發(fā)光元件模塊的另一個(gè)示例的視圖，其中，作為示例示出了以應(yīng)用鋁氧化物絕緣層的COB方法來安裝發(fā)光元件的情況。
[0040]參見圖2，電路基板40包括金屬基板41、鋁氧化物(Al2O3)絕緣層42、種子層43、電路圖案44和保護(hù)層45。
[0041]金屬基板41可以由鋁(AL)材料制成，以形成鋁氧化物絕緣層42。
[0042]可以通過陽極氧化鋁金屬基板41的表面來形成鋁氧化物絕緣層42。在鋁氧化物絕緣層42的一側(cè)上形成用于改善鋁氧化物絕緣層42和電路圖案44之間的粘附性的種子層43，并且，在種子層43的一側(cè)上形成電路圖案44。
[0043]不使用陶瓷基板，通過導(dǎo)電粘合劑60以COB方法來在電路基板40的鋁氧化物絕緣層42上安裝發(fā)光元件50。
[0044]同時(shí)，如圖2中所示，當(dāng)應(yīng)用鋁氧化物絕緣層42時(shí)，可以降低單價(jià)，因?yàn)殇X氧化物絕緣層42可以替代陶瓷基板。然而，因?yàn)殇X氧化物絕緣層42的高熱阻和低耐壓而難以實(shí)現(xiàn)高的散熱性能，并且因此，難以向高功率產(chǎn)品應(yīng)用該發(fā)光元件模塊。
[0045]因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，有可能替代應(yīng)用于發(fā)光元件包的陶瓷基板，并且應(yīng)用與