专利名称：散热基板以及使用其的发光二极管模块的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种散热基板，其具有非金属光学反射层，并且还关于使用此散热基板的发光二极管模块。
背景技术：
对于高功率的发光二极管发光而言，一般使用陶瓷基板作为基座(submoimt)。 然而，发光二极管往往会因为操作时所产生的热效应而降低其使用寿命。一般来说，陶瓷 (Al2O3)的导热系数约为1-30W/M*K，此会对发光二极管的发光模块形成热阻(thermal resistance) 0因此，对于高通量的发光二极管而言，吾人必须使用具有更高导热系数(> 100W/M · K)的其它材料来制造发光二极管的基板。然而，具有高导热系数的介电质可能在可见光(波长范围是从380nm至780nm)范围会呈现较差的反射性。举例而言，Si (其具有约140W/M · K的导热系数)在可见光范围的反射率是小于80%，因此假使在发光二极管模块内使用Si基板时，自发光二极管所发射的总光量将会降低。
发明内容
本发明是关于一种高导热性介电基板，其具有非金属光学反射层，以降低光吸收/ 穿透，而同时提供良好的散热效果。依照本发明的一实施例，提供一种散热基板，包含介电基座，其导热系数大于 100W/M · K ；绝缘层，保角地(conformally)形成在介电基座的表面上；非金属光学反射层， 形成在绝缘层上；以及一或多个金属互连，形成在反射层上。依照本发明的另一实施例，介电基座可形成有一凹部，以及绝缘层可保角地形成在介电基座的表面以及凹部的表面上。依照本发明的又另一实施例，在介电基座上可形成一或多个穿孔，而金属互连是透过一或多个穿孔而从介电基座的上表面延伸到下表面。本发明的其它实施样态以及优点可从以下与用以例示本发明原理范例的随附附图相结合的详细说明而更显明白。
在本发明的随附附图中，相同的组件以相同的组件符号加以表示，于其中图1显示依照本发明的一实施例的导热性散热基板的剖面图；图2是使用图1所示的导热性散热基板的发光二极管模块的剖面图；图3显示依照本发明的另一实施例的导热性散热基板的剖面图；图4显示依照本发明的一实施例的导热性散热基板的剖面图；图5显示依照本发明的另一实施例的导热性散热基板的剖面图；图6是使用图4所示的导热性散热基板的发光二极管模块的剖面图；及
图7显示依照本发明的又另一实施例的导热性散热基板的剖面图。组件符号说明1介电基座3绝缘层5非金属光学反射层7金属互连9发光二极管11 导线13 盖体15 凹部101介电基座102 穿孔103绝缘层105非金属光学反射层107金属互连109发光二极管111 导线Il3 盖体115 凹部
具体实施例方式图1显示依照本发明的一实施例的导热性散热基板的剖面图。如图1所示，此基板包含介电基座1 ；绝缘层3，保角地形成在介电基座1的表面上；非金属光学反射层5， 形成在绝缘层3上，并且位于待与发光二极管(未显示于图1中)连接的一侧上(参考图 2)；以及一或多个金属互连(metal interconnects) 7，形成在反射层5上。介电基座1的厚度可介于100 μ π!与780 μ m之间，而其材质可为Si、SiC、AlN等等。介电基座1的导热系数是大于100W/M*K。绝缘层3可例如由但不限于SiN、Si02、SiC、或SiON所制造。反射层 5可为由两种以上的介电材料所交替形成的复合层，此介电材料可例如为Si02、Ti02、Al203、 SiN、、或其组合，并且此复合层中的每一层皆具有对应于1/4主光波长的光学厚度，此主光波长是介于200nm与IOOOnm之间。非金属光学反射层5的厚度是小于5 μ m。相对于发光二极管模块的主光波长，非金属光学反射层5的反射率可达到90%以上。介电基座1的表面被粗糙化，而具有从50nm分布到IOOOnm的绝对粗糙度(Ra)。 在介电基座1经过粗糙化处理之后，沿着介电基座1的粗糙表面，将绝缘层3保角地形成在介电基座1的表面上。图2是使用图1所示的导热性散热基板的发光二极管模块的剖面图。如图2所示， 发光二极管9被设置在图1的散热基板上，并且利用导线11而与金属互连7耦合。此外， 利用盖体13来包覆金属互连7、发光二极管9、以及导线11，俾能防止金属互连7、发光二极管9、以及导线11受到外在环境的影响(例如水气等等)。虽然在附图中仅显示两条导线， 但吾人可依据实际情况而使用一或多条导线。为了获得不同的发光波长，吾人可在盖体13内填入各种荧光体(未显示)。图3显示依照本发明的另一实施例的导热性散热基板的剖面图。图3所示的导热性散热基板与图1所示的导热性散热基板的差异在于图3的介电基座1形成有一凹部15。 发光二极管(未显示)可设置在散热基板的凹部15内，并且利用导线(未显示)而与金属互连耦合，此凹部结构可促进自发光二极管所发射的光的反射。在本实施例中，绝缘层3可保角地形成在介电基座1的表面以及凹部15的表面上，然后依序将反射层5与金属互连7 保角地形成在位于介电基座1上以及凹部15内的绝缘层3上。凹部15的尺寸足以容纳发光二极管。此外，图3的散热基板还可利用盖体来包覆金属互连7、发光二极管9、以及导线 11，俾能防止金属互连7、发光二极管9、以及导线11受到外在环境的影响。图4显示依照本发明的一实施例的导热性散热基板的剖面图。如图4所示，利用基板穿孔(TSV，through substrate via)技术，在介电基座101上形成穿孔102，然后在介电基座101的表面保角地形成绝缘层103。接着，将非金属光学反射层105形成在绝缘层 103上，此反射层是位在待与发光二极管(未显示于图4中)连接的一侧上(参考图6)，最后在反射层105上形成一或多个金属互连107，此金属互连可透过穿孔102而从介电基座 101的上表面延伸到介电基座101的下表面，以增强发光二极管模块的散热效果。在另一实施例中，非金属光学反射层105可延伸到穿孔102的侧壁上，如图5所示。介电基座101、绝缘层103、以及非金属光学反射层105是与上述定义相同。又，介电基座101的表面可被粗糙化，而具有从50nm分布到IOOOnm的绝对粗糙度 (Ra)。在介电基座101经过粗糙化处理之后，沿着介电基座101的粗糙表面，将绝缘层103 保角地形成在介电基座101的表面上。若介电基座101本身为绝缘体时，介电基座101的材质可与绝缘层103的材质相同。图6是使用图4所示的导热性散热基板的发光二极管模块的剖面图。如图6所示， 发光二极管109被设置在图4的散热基板上，并且利用导线111而与金属互连107耦合。此外，利用盖体113来包覆金属互连107、发光二极管109、以及导线111，俾能防止金属互连 107、发光二极管109、以及导线111受到外在环境的影响(例如水气等等)。为了获得不同的发光波长，吾人可在盖体113内填入各种荧光体(未显示)。虽然在图2与图6中仅显示一个发光二极管9，但实际上，在本发明的散热基板上可设置一或多个发光二极管9。图7显示依照本发明的又另一实施例的导热性散热基板的剖面图。图7所示的导热性散热基板与图4所示的导热性散热基板的差异在于图7的介电基座101形成有一凹部115。发光二极管(未显示)可设置在散热基板的凹部115内，并且利用导线而与金属互连耦合，此凹部结构可促进自发光二极管所发射的光的反射。在本实施例中，绝缘层103 是保角地形成在介电基座101的表面以及凹部115的表面上，然后依序将反射层105与金属互连107保角地形成在位于介电基座101上以及凹部115内的绝缘层103上。凹部115 的尺寸足以容纳发光二极管。此外，图7的散热基板亦可利用盖体来包覆金属互连107、发光二极管109、以及导线111，俾能防止金属互连107、发光二极管109、以及导线111受到外在环境的影响。虽然在图4-图7中仅显示两个穿孔，但吾人可依据实际情况而在介电基座上形成一或多个穿孔。虽然本发明已参考较佳实施例及附图详加说明，但熟习本项技艺者可了解在不离开本发明的精神与范畴的情况下，可进行各种修改、变化以及等效替代，然而这些修改、变
6化以及等效替代仍落入本发明所附的权利要求范围内。
权利要求
1.一种散热基板，包含介电基座，其导热系数大于100W/M · K ； 绝缘层，保角地形成在所述介电基座的表面上； 非金属光学反射层，形成在所述绝缘层上；及一或多个金属互连，形成在所述非金属光学反射层上。
2.根据权利要求1所述的散热基板，其中，所述介电基座形成有一凹部，而所述绝缘层保角地形成在所述介电基座以及所述凹部的表面上。
3.根据权利要求1所述的散热基板，更包含一或多个穿孔，形成在所述介电基座上，其中，所述金属互连是透过所述一或多个穿孔而从所述介电基座的上表面延伸到下表面。
4.根据权利要求2所述的散热基板，更包含一或多个穿孔，形成在所述介电基座上，其中，所述金属互连是透过所述一或多个穿孔而从所述介电基座的上表面延伸到下表面。
5.根据权利要求3或4所述的散热基板，其中，所述非金属光学反射层是延伸到所述一或多个穿孔的侧壁上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的散热基板，其中，所述介电基座的材质为Si、 SiC、或 A1N。
7.根据权利要求6所述的散热基板，其中，所述介电基座的厚度是介于100μ m与 780 μ m之间。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的散热基板，其中，所述非金属光学反射层的材质为 SiO2, Ti02、A1203、SiN、ZrO2、或它们的组合。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的散热基板，其中，所述绝缘层的材质为SiN、 SiO2, SiC、或 SiON。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的散热基板，其中，所述介电基座的表面具有从 50nm分布到IOOOnm的绝对粗糙度。
11.一种发光二极管模块，包含 如权利要求1所述的该散热基板；发光二极管，设置在所述散热基板上；及一或多条导线，使所述发光二极管与所述金属互连耦合。
12.一种发光二极管模块，包含 如权利要求2所述的该散热基板；发光二极管，设置在所述散热基板的所述凹部内；及一或多条导线，使所述发光二极管与所述金属互连耦合。
13.根据权利要求11或12所述的发光二极管模块，更包含一或多个穿孔，形成在所述介电基座上，其中，所述金属互连是透过所述一或多个穿孔而从所述介电基座的上表面延伸到下表面。
14.根据权利要求11或12所述的发光二极管模块，其中，相对于所述发光二极管模块的主光波长，所述非金属光学反射层的反射率能够达到90%以上。
15.根据权利要求13所述的发光二极管模块，其中，相对于所述发光二极管模块的主光波长，所述非金属光学反射层的反射率能够达到90%以上。
16.根据权利要求11或12所述的发光二极管模块，更包含 盖体，用以包覆所述金属互连、所述发光二极管、以及所述导线。
17.根据权利要求13所述的发光二极管模块，更包含盖体，用以包覆所述金属互连、所述发光二极管、以及所述导线。
18.根据权利要求11或12所述的发光二极管模块，其中，所述介电基座的表面具有从 50nm分布到IOOOnm的绝对粗糙度。
19.根据权利要求13所述的发光二极管模块，其中，所述介电基座的表面具有从50nm 分布到IOOOnm的绝对粗糙度。
全文摘要
本发明是关于一种散热基板，包含介电基座，其导热系数大于100W/M·K；绝缘层，保角地形成在该介电基座的表面上；非金属光学反射层，形成在该绝缘层上；以及一或多个金属互连，形成在该非金属光学反射层上。
文档编号F21Y101/02GK102270735SQ20101019410
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者彭宝庆, 黄俊龙 申请人:彭宝庆, 黄俊龙