专利名称：发光模块及包括发光模块的头灯的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种发光模块及包括发光模块的头灯。
背景技术：
通常来说，电路板利用诸如铜(Cu)等导电材料在电绝缘衬底上形成有电路图案，并且是指未安装与电子部件相关的发热元件之前的板。诸如半导体元件、发光二极管(LED)等发热元件被安装在上述电路板上。在其上安装有LED的电路板专门得以开发以用于车辆的头灯，因而对其耐热特性和热传输特性有所要求。然而，诸如LED等元件放出大量的热。因此，如果热量没有从安装有发热元件的电路板散出，则安装有发热元件的电路板的温度会升高，从而，除了导致发热元件损坏以及发生故障之外，还会降低产品的可靠性。
发明内容
本发明的实施例提供一种具有改善的散热特性的发光模块。在一个实施例中，一种发光模块包括电路板，具有空腔且在不具有空腔的区域包括电路图案；绝缘衬底，设置在空腔中，在绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及至少一个发光器件，设置在焊盘上，其中在空腔的底表面与绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。结合结构可以包括至少一个空腔凹陷部和至少一个绝缘衬底突起部，所述空腔凹陷部形成为从空腔的底表面凹陷，以及所述绝缘衬底突起部形成为从绝缘衬底的底表面突起。结合结构可以包括至少一个空腔突起部和至少一个绝缘衬底凹陷部，所述空腔突起部形成为从空腔的底表面突起，以及所述绝缘衬底凹陷部形成为从绝缘衬底的底表面凹陷。结合结构可以具有圆形、正方形或螺线形。发光模块还可以包括用于将电路图案与焊盘电连接的导电焊盘。发光模块还可以包括设置在电路板上的玻璃盖。发光模块还可以包括设置在电路板上以包围空腔的阻挡件(barrier)。发光模块还可以包括设置在阻挡件上的玻璃盖。空腔的至少一个侧表面包含倾斜表面。在另一个实施例中，一种发光模块包括电路板，具有通孔且在不具有通孔的区域包括电路图案；散热元件，设置在电路板下方；绝缘衬底，设置在散热元件上与通孔对应的区域，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及至少一个发光器件，设置在焊盘上，其中在散热元件上与通孔对应的区域与绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。结合结构可以包括至少一个散热元件凹陷部，所述散热元件凹陷部形成为从散热元件上与通孔对应的区域凹陷。发光模块还可以包括至少一个绝缘衬底突起部，所述绝缘衬底突起部形成为从绝缘衬底的底表面突起。结合结构可以包括至少一个散热元件突起部，所述散热元件突起部形成为从散热元件上与通孔对应的区域突起。发光模块还可以包括至少一个绝缘衬底凹陷部，所述绝缘衬底凹陷部形成为从绝缘衬底的底表面凹陷。 发光模块还可以包括设置在绝缘衬底与散热元件之间的传热元件。发光模块还可以包括用于将电路图案与焊盘电连接的导电焊盘。发光模块还可以包括设置在电路板上的玻璃盖。在散热元件的下表面可以具有多个散热片。发光模块还可以包括设置在电路板上以包围通孔的阻挡件。在又一个实施例中，一种发光模块包括电路板，包括金属板、位于金属板上的绝缘层以及位于绝缘层上的电路图案；绝缘衬底，设置在电路板上，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；至少一个发光器件，设置在焊盘上；以及结合结构，设置在电路板的上表面与绝缘衬底的底表面之间，其中结合结构包含通过移除电路板的绝缘层的至少一部分而形成的电路板凹陷部，以及绝缘衬底通过电路板凹陷部而直接接触到金属板的至少一部分。发光模块还可以包括设置在电路板上的玻璃盖。在再一个实施例中，一种头灯包括发光模块，用来发射光；反光镜，用来反射从发光模块发射的光；以及透镜，用来折射从发光模块发射的光和由反光镜反射的光，其中发光模块包括电路板，具有空腔且在不具有空腔的区域包含电路图案；绝缘衬底，设置在空腔中，在其上部形成有至少一个焊盘；以及至少一个发光器件，设置在焊盘上，其中在空腔的底表面与绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。在电路板的空腔或通孔中安装发光器件封装，从而可以改善发光模块的散热效率，并且可以实现元件的可靠性。而且，在发光器件封装和电路板之间或在发光器件封装和散热元件之间形成突起/凹陷结构，从而能够扩大接触面积，并且进一步改善散热效率。
可以参照下列附图来具体描述配置和实施例，所述附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中图I为示出根据第一实施例的发光模块的分解透视图；图2为示出根据第一实施例的发光模块的俯视图；图3A至图3C为图2所示的发光模块的沿线1_1’剖出的剖视图；图4为图2所示的发光模块的沿线11-11’剖出的剖视图；图5为示出在发光模块中包括的一个发光器件的细节剖视图6为示出根据所示的实施例的发光器件的剖视图；图7为示出根据第二实施例的发光模块的剖视图；图8为示出根据第三实施例的电路板的俯视图；图9为示出根据第四实施例的发光模块的剖视图；图10为示出根据第五实施例的发光模块的分解透视图；图11为示出根据第六实施例的发光模块的剖视图；
图12A和图12B为示出根据第七实施例的发光模块的剖视图；图13为示出根据第八实施例的发光模块的剖视图；图14为示出根据第九实施例的发光模块的剖视图；图15为示出根据第十实施例的发光模块的剖视图；以及图16为示出根据示例性实施例的头灯的视图，其中所述头灯包括根据上述实施例的发光模块。
具体实施例方式应当理解，当某一层(膜)、区域、图案或结构被称为在另一层(膜)、区域、焊盘或板的图案的‘上方’或‘下方’时，其可直接位于所述层(膜)、区域、焊盘或图案上方/下方，并且也可以存在一个或多个介于中间的层。而且，根据附图来描述在每一层的‘上方’或‘下方’的关系(reference)。在附图中，为了便于说明以及为了清晰起见，每一层的厚度或尺寸可以被夸大、省略或示意性示出。另外，每一个元件的尺寸并不完全反映其实际尺寸。以下将参照附图来描述根据实施例的发光模块。图I为示出根据第一实施例的发光模块的分解透视图。图2为示出根据第一实施例的发光模块的俯视图。图3A至图3C为图2所示的发光模块的沿线1-1’剖出的剖视图。图4为图2所示的发光模块的沿线11-11’剖出的剖视图。图5为示出在发光模块中包括的一个发光器件的细节剖视图。在这些实施例或其它实施例中，发光器件可以是半导体发光器件(例如，发光二极管)。参照图I至图4，发光模块包括电路板100以及设置在电路板100的空腔150中的发光器件封装200。发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100的空腔150中。在发光器件封装200中，多个发光器件250可以在绝缘衬底210上被布置成一行或多行，并且串联或并联连接。可以在实施例的技术范围内对此技术特征加以修改。电路板100包括金属板110、绝缘层140、电路图案135以及导引图案(guidepattern) 130。电路图案135被嵌入绝缘层140中。金属板110是指具有高传热性的散热板，并且可以由包含铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)等的合金制成。金属板110具有长条型(bar type)的矩形平行六面体形状(沿纵向方向较长)，并且在其上表面形成有预定深度的空腔150。除矩形平行六面体形状之外，金属板110也可以具有圆柱形，但不限于此。
空腔150是指用于安装发光器件封装200的安装部，并且可以形成为具有比发光器件封装200大的面积。可以在空腔150的底表面与发光器件封装200的绝缘衬底210的底表面之间设置
结合结构。该结合结构可以包括空腔凹陷部152，形成为从空腔150的底表面凹陷；以及绝缘衬底突起部212，形成为从绝缘衬底210的底表面突起。空腔凹陷部152在对应于绝缘衬底突起部212的位置形成，以便与绝缘衬底突起部212结合ο空腔凹陷部152可以在空腔150的底表面的中心区域形成，并且可以具有正方形或圆形。 而且，空腔凹陷部152可以由多个彼此分离的空腔凹陷部或一个整体空腔凹陷部组成。金属板110可以具有大约1000 μ m或更大的厚度，空腔150可以具有大约300 μ m
或更大的深度。空腔150在金属板110的上表面处暴露,并且绝缘层140在金属板110的上表面形成。绝缘层140可以由多个绝缘层组成，并且所述多个绝缘层的一部分可以用作将金属板110与诸如铜箔层等金属层(其为位于金属板110上方的电路图案135和导引图案130的母层)接合的粘合层。绝缘层140可以包含环氧树脂或聚酰亚胺树脂材料，并且可以在其中分布有固体组分(例如，填料或玻璃纤维)。与此不同，绝缘层140也可以由诸如氧化物或氮化物等无机物制成。导引图案130和电路图案135可以通过蚀刻铜箔层来形成，并且可以由包含铜(Cu)的合金制成。电路图案135被设置在绝缘层140上以暴露空腔150，并且形成阻焊剂(solderresist) 120以暴露导引图案130和电路图案135。阻焊剂120被涂覆到电路板100的整个表面，并且为了通过吸收散射光来改善聚光性能，将其着色成具有低透光率和反射率的深色。例如，阻焊剂120可以为黑色。同时，如图4所示，电路图案135和导引图案130通过阻焊剂120而被电隔离。具体而言，导引图案130包围空腔150，并且形成为与空腔150间隔开预定距离dl和d2。电路图案135可以使用导线262接合方式或导电焊盘263接合方式而电连接至发光器件封装200，并且形成为在空腔150与导引图案130之间隔开的距离dl和d2中暴露。这种情况下，在空腔150与导引图案130之间隔开的距离dl和d2中，形成有电路图案135的一侧的距离dl可以与没有形成电路图案135的一侧的距离d2不同。阻挡件160被设置在电路板100上以包围空腔150。阻挡件160可以由绝缘的无机物和防渗材料制成。例如，阻挡件160可以由诸如块状氧化铝等防渗材料制成，并且形成为具有大约800 μ m的高度。阻挡件160是指用于会聚从发光器件封装200发射的光的结构，并且可以用作吸收散射光的吸收层。
同时，发光器件封装200被附接在电路板100的空腔150中。以下，将参照图3A至图3C对发光器件封装与电路板之间的结合结构给予详细说明，以及参照图5对发光器件封装给予详细说明。发光器件封装200包括绝缘衬底210、多个在绝缘衬底210上形成的焊盘220以及多个设置在各自的焊盘220上的发光器件250。绝缘衬底210具有矩形平行六面体形状，该矩形平行六面体形状与空腔150的底表面的尺寸相同，或者具有小于空腔150的底表面的截面面积，以便被安装在空腔150中。绝缘衬底210可以是氮化物板(例如，具有高传热性的氮化铝板)。绝缘衬底210可以具有170Kcal/m · h · °C或更高的传热性。绝缘衬底210可以具有300 μ m或更大的厚度、或具有350 μ m或更大的厚度。绝缘衬底210厚于空腔150的深度，从而能够暴露于空腔150的外侧。 绝缘衬底210可以包括向空腔150的底表面突起的绝缘衬底突起部212。绝缘衬底突起部212可以具有于空腔150的空腔凹陷部152对应的形状，并且可以具有圆形或正方形截面。绝缘衬底突起部212可以由多个彼此分离的突起部或一个整体突起部组成。如图5所示，绝缘衬底210通过被涂覆到空腔150的底表面上且具有高传热性的粘合胶271而被设置在空腔150上。粘合胶271可以是包含AuSn (金锡)材料的导电胶。粘合胶271通过加热和加压而被薄薄地涂布在绝缘衬底210的底表面下方，并且形成包围绝缘衬底210的侧部的一部分的嵌边(fillet) 270，使得绝缘衬底210得以支撑。这样，当绝缘衬底210通过粘合胶271被设置在空腔150的底表面上时，粘合胶271也被涂敷到绝缘衬底突起部212被嵌入空腔凹陷部152中的界面，从而扩大了粘合面积，并且改善了粘合和散热性能。同时，在绝缘衬底210的上表面形成多个焊盘220。多个焊盘220可以沿发光器件250的阵列而被布置成行。焊盘220与发光器件250的数量相同。如图I至图4所示，当在发光器件封装200处形成布置成一行的五个发光器件250时，焊盘220可以由布置成一行的五个焊盘组成。焊盘220的每一个包括电极区域和连接区域221，其中在该电极区域处附接相应的发光器件250，以及该连接区域221用于接合至邻近的一个发光器件250的导线或用于电路板100的电路图案135。电极区域可以具有与每一个发光器件250的区域对应的正方形，而连接区域221可以从电极区域延伸并向邻近的一个焊盘220突出。虽然图I和图2示出的连接区域221具有正方形，然而连接区域221不限于此，并且可以形成各种形状。每一个发光器件250被设置在相应的焊盘220的电极区域上。发光器件250是指垂直型发光二极管(LEDs)。每一个发光器件250的一端附接至相应的焊盘220，而其另一端经由导线260接合至邻近的焊盘220的连接区域221，从而串联连接。参照图2和图3A，当多个发光器件250串联连接时，第一排焊盘220的连接区域221经由导线262而连接至临近该连接区域221的电路板100的电路图案135。
这种情况下，在发光器件封装200的上表面包括焊盘岛(pad island) 225，该焊盘岛225临近最后一排附接发光器件250的焊盘220且只具有连接区域221的。焊盘岛225可以经由导线260连接至邻近的焊盘220的发光器件250，以及通过另一个导线262连接至电路板100上临近该焊盘岛225的电路图案135。另外，如图3B所示，在发光器件封装200的上表面中，第一排焊盘220的连接区域221可以通过导电焊盘263连接至电路板100的电路图案135，而临近最后一排焊盘220且只具有连接区域221的焊盘岛225也可以通过另一个导电焊盘263连接至电路板100的电路图案135。S卩，以导电焊盘263代替导线接合方式使焊盘220或焊盘岛225电连接至电路板100的电路图案135，从而能够改善发光模块的耐用性和可靠性。
此外，参照图3C，可以在电路板100上设置玻璃盖280。玻璃盖280可以用于物理地保护发光器件封装200包括的发光器件250以及导线262。如图3C所示，玻璃盖280可以被直接设置在电路板100上，或者也可以被设置在阻挡件160上。S卩，玻璃盖280也可以被设置在电路板100与阻挡件160之间。如图5所示，焊盘220和焊盘岛225由多个金属层222、223以及224形成。焊盘220和焊盘岛225可以具有由第一金属层222、第二金属层223以及第三金属层224构成的层压结构，并且每一个金属层222、223或224可以由包含钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)或钼(Pt)的合金制成。例如，第一金属层222可以由包含钛(Ti)的合金制成，第二金属层223可以由包含镍的合金制成，以及第三金属层224可以由包含金(Au)的合金制成。第一金属层至第三金属层222、223以及224的厚度的总和可以满足O. 45 μ m至O. 75 μ m的范围。第一金属层至第三金属层222、223以及224可以使用诸如派射、离子束沉积、电子束沉积等薄膜沉积方式来形成。第一金属层至第三金属层222、223以及224形成为满足几个μ m的范围的薄膜，使得可以在发光器件封装200中实现精细图案。每一个发光器件250被设置在相应的焊盘220的电极区域上。在发光器件250下部可以包括导电粘合层251，并且该导电粘合层251可以是包含AuSn(金锡)材料的导电胶。导电粘合层251可以具有30 μ m或更小的厚度，或者可以具有25 μ m或更小的厚度。发光器件250可以选择性地包括使用III/V族化合物半导体(例如，AlInGaN,InGaN、GaN> GaAs> InGaP、AlInGaP> InP、InGaAs 等)制造的半导体发光器件。而且，每一个发光器件250可以由蓝色、黄色、绿色、红色、紫外线(UV)、琥珀色、蓝绿色LED芯片等组成，但是在作为用于车辆的头灯的情况下，其可以是蓝色LED芯片。图6为示出根据所示的实施例的发光器件的侧剖视图。参照图6，每一个发光器件250包括导电支撑板252、接合层253、第二导电类型半导体层255、有源层257以及第一导电类型半导体层259。导电支撑板252可以形成为金属或导电半导体板。在导电支撑板252上形成III-V族氮化物半导体层。虽然半导体生长设备可以通过电子束沉积、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、对偶式(dual-type)热蒸发、派射、金属有机化学气相沉积(NOCVD)等形成,然而本公开文本不限于此。接合层253可以在导电支撑板252上形成。接合层253用于将导电支撑板252和氮化物半导体层接合。另外，导电支撑板252也可以以电镀方式代替接合方式来形成。这种情况下，也可以不形成接合层253。第二导电类型半导体层255在接合层253上形成，并且与每一个焊盘220的电极区域接触，使得与电极区域电连接。第二导电类型半导体层255可以由III-V族化合物半导体(例如，GaN、InN、A1N、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN至少之一)制成。第二导电类型半导体层255可以掺杂有第二导电类型掺杂剂。当第二导电类型半导体层255为P型半导体时，第二导电类型掺杂剂是指P型掺杂剂。P型掺杂剂可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。通过供应包含诸如NH3、TMGa (或TEGa)以及Mg等p型掺杂剂的气体，第二导电类型半导体层255可以形成为预定厚度的P型GaN层。 在第二导电类型半导体层255的预定区域包括电流扩散(spreading)结构。该电流扩散结构包括沿水平方向的电流扩散速度高于沿垂直方向的电流扩散速度的半导体层。例如，电流扩散结构可以包括在掺杂剂浓度或导电性中具有差异的多个半导体层。第二导电类型半导体层255可以供应载流子，所述载流子在其上方的另一层(例如，有源层257)中均匀分布和扩散。有源层257在第二导电类型半导体层255上形成。该有源层257可以具有单量子阱结构或多量子阱(MQW)结构。有源层257的一段可以选择性地包括InGaN/GaN段、AlGaN/InGaN 段、InGaN/InGaN 段或 AlGaN/GaN 段。可以在第二导电类型半导体层255与有源层257之间形成第二导电类型包覆层(未示出)。第二导电类型包覆层可以由P型GaN半导体制成。第二导电类型包覆层可以由带隙大于讲层的能带隙的材料制成。第一导电类型半导体层259在有源层257上形成。第一导电类型半导体层259可以被实现为掺杂有第一导电类型掺杂剂的η型半导体层。η型半导体层可以由诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN等化合物半导体中的任何一个制成。当第一导电类型半导体层259为η型半导体层时，第一导电类型掺杂剂是指η型掺杂剂。η型掺杂剂可以包括 Si、Ge、Sn、Se、Te 等。通过供应包括诸如NH3、TMGa (或TEGa)以及Si等η型掺杂剂的气体，第一导电类型半导体层259可以形成为预定厚度的η型GaN层。而且，第二导电类型半导体层255可以被实现为P型半导体层，而第一导电类型半导体层259可以被实现为η型半导体层。发光结构可以被实现为η-ρ结结构、p-η结结构、η-ρ-η结结构以及ρ-η-ρ结结构中的任何一个。下文中,通过对本实施例的举例说明,对半导体层的最上层是第一导电类型半导体层的情况给予说明。可以在第一导电类型半导体层259上形成第一电极和/或电极层(未示出)。电极层可以形成为由氧化物或氮化物透光层，其中所述氧化物或氮化物例如由从包含氧化铟锡(ITO)、铟锡氮氧化物(ITON)、氧化铟锌(IZO)、铟锌氮氧化物(IZON)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ΑΤΟ)、氧化镓锌(GZO)、氧化铱(IrOx)、氧化钌(RuOx)或氧化镍(NiO)的组中选择的材料制成 。电极层可以用作能够扩散电流的电流扩散层。虽然图I至图6示出在发光器件封装200中串联连接的多个垂直型发光器件250，然而垂直型发光器件250也可以是并联的，并且也可以是水平型发光器件250串联或并联连接。这样，在图I至图6的发光模块中，发光器件封装200的绝缘衬底210用作氮化物，并且绝缘衬底210与电路板100的金属板110通过具有高传热性的粘合胶271直接接合，以实现散热性能。因而，发光器件封装200的焊盘220可以使用溅射等形成为金属薄膜，而不是通过图案化厚的铜金属来形成，从而能够形成精细图案。同时，再次参照图I和图2，齐纳二极管170和温度传感器180在电路板100的金属板Iio的上表面处被设置在阻焊剂120上。如图I所示，齐纳二极管170和温度传感器180可以被设置在阻挡件160的外部位置。温度传感器180可以是具有可变电阻的热敏电阻，其电阻值随着温度改变，或是具有负温度系数(NTC)的热敏电阻，其特定电阻随着温度的增加而减小。连接器190 —端连接至多个电线195，而其另一端连接至电路板100的电路图案，使得电压被施加到齐纳二极管170、温度传感器180以及发光器件封装200，并且从温度传感器180输出的电流流向外部。室外控制单元(未示出)根据从温度传感器180输出的电流值来检测从发光器件250产生的热量，从而能够控制施加到发光器件250的电压。以下，对发光器件封装200与电路板100之间的结合结构的各种实施例给予说明。对于与上述实施例相似的配置，将不给予说明。图7为示出根据第二实施例的发光模块的剖视图。参照图7,发光模块的电路板100与第一实施例的电路板100相似,并且发光器件封装200与第一实施例的发光器件封装200相似。发光器件封装200包括绝缘衬底210、多个在绝缘衬底210上形成的焊盘220以及多个设置在各自的焊盘220上的发光器件250。电路板100包括金属板110、绝缘层140、导引图案130、电路图案135以及用于覆盖绝缘层140的阻焊剂120。从金属板110的上表面形成有预定深度的空腔150。空腔150是指用于安装发光器件封装200的安装部，并且可以形成为具有比发光器件封装200大的面积，使得空腔150的内侧表面可以与发光器件封装200间隔开。空腔150具有从其底表面向发光器件封装200突起的空腔突起部153，发光器件封装200的绝缘衬底210具有形成为从其底表面凹陷的绝缘衬底凹陷部213。空腔突起部153被设置在对应于绝缘衬底凹陷部213的位置，以便与发光器件封装200的绝缘衬底凹陷部213结合。空腔突起部153可以在空腔150的底表面的中心区域形成，并且可以具有正方形或圆形。空腔突起部153可以由多个彼此分离的突起部或一个整体突起部组成。
另一方面，绝缘衬底凹陷部213可以由多个彼此分离的凹陷部或一个整体凹陷部组成。阻焊剂120被涂覆到电路板100的整个表面，并且为了通过吸收散射光来改善聚光性能，将其着色成具有低透光率和反射率的深色。图8为示出根据第三实施例的电路板的俯视图。参照图8，电路板100与第一实施例的电路板100相似，并且发光器件封装200与第一实施例的发光器件封装200相似。S卩，电路板100包括金属板110、绝缘层140、导引图案130、电路图案135以及用于覆盖绝缘层140的阻焊剂120。从金属板110的上表面形成有预定深度的空腔150。·可以在空腔150的底表面形成有空腔凹陷部155 (其例如可以具有螺线形)。发光器件封装200的绝缘衬底210可以形成有与空腔凹陷部155的形状对应的绝缘衬底突起部。空腔凹陷部155与绝缘衬底突起部结合，从而能够扩大结合面积。虽然图8示出在空腔150的底表面形成了具有螺线形的空腔凹陷部155，然而该图是以举例方式示出的。这样，空腔150的底表面可以形成有具有螺线形的空腔突起部，而绝缘衬底210的底表面可以形成有绝缘衬底凹陷部，以便对应于所述空腔突起部。图9为示出根据第四实施例的发光模块的剖视图。参照图9，电路板100与第一实施例的电路板100相似，并且发光器件封装200与第一实施例的发光器件封装200相似。在如同第一实施例的发光器件封装200中，多个发光器件250被安装在绝缘衬底210上，并且在绝缘衬底210的底表面形成有多个绝缘衬底凹陷部213C。多个绝缘衬底凹陷部213C可以彼此分离，并且可以具有彼此相同或彼此不同的形状。同时，电路板100包括金属板110、绝缘层140、导引图案130、电路图案135以及用于覆盖绝缘层140的阻焊剂120。从金属板110的上表面形成有预定深度的空腔150。从空腔150的底表面形成有多个空腔突起部153C。多个空腔突起部153C可以彼此分离，并且可以具有彼此相同或彼此不同的形状。空腔突起部153C具有与绝缘衬底凹陷部213C对应的形状，并且空腔突起部153C分别与绝缘衬底凹陷部213C结合，从而能够扩大结合面积。图10为示出根据第五实施例的发光模块的分解透视图。参照图10，电路板100与第一实施例的电路板100相似，并且发光器件封装200与第一实施例的发光器件封装200相似。g卩，电路板100包括金属板110、绝缘层140、导引图案130、电路图案135以及用于覆盖绝缘层140的阻焊剂120。从金属板110的上表面形成有预定深度的空腔150。空腔150的至少一个侧表面相对于其底表面倾斜，并且空腔150的底表面具有等于或大于发光器件封装200的面积。
S卩，空腔150的至少一个侧表面包含倾斜表面。空腔150的底表面形成有空腔凹陷部152。如图10所示，由于空腔150的侧表面相对于其底表面倾斜，因而在安放(seat)发光器件封装200的过程中，发光器件封装200可以沿空腔150的侧表面而准确地安放到空腔150的底表面中。图11为示出根据第六实施例的发光模块的剖视图。参照图11，发光模块包括电路板100以及处于电路板100的上表面的发光器件封装 200。发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100上，并且发光器件封装200与图I所示的第一实施例的配置相似。 电路板100包括金属板110、绝缘层140以及电路图案135。金属板110是指具有高传热性的散热板，并且可以由包含铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、金(Au)等的合金制成。金属板110也可以由包含铜(Cu)的合金制成。在金属板110的上表面形成绝缘层140。绝缘层140可以是通过对金属板110的表面进行阳极氧化而形成的氧化层。与此不同，绝缘层140可以通过附接分离的绝缘层来形成。电路图案135被嵌入绝缘层140中。而且，形成阻焊剂120以敞开用于安装发光器件封装200的区域。电路板100具有通过移除至少一部分绝缘层140而形成的电路板凹陷部152，使得绝缘层140可以通过电路板凹陷部152而直接接触到金属板110。如图11所示，电路板凹陷部152可以通过仅仅蚀刻绝缘层140来形成，或者可以通过再蚀刻金属板Iio的一部分来形成。绝缘层140可以在其底表面形成有与电路板凹陷部152对应的绝缘层突起部212。阻挡件160形成为包围用于安装发光器件封装200的区域。根据本实施例，玻璃盖280可以被设置在电路板100上方，而该玻璃盖280例如也可以被设置在阻挡件160上。发光器件封装200被设置在电路板100的发光器件安装区域上。由于另一个配置与第一实施例相似，因而在本实施例中将对其不予说明。图12A和图12B为示出根据第七实施例的发光模块的剖视图。参照图12A和图12B，发光模块包括电路板100以及设置在电路板100处的发光器件封装200。发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100上，并且发光器件封装200与图I所示的第一实施例的配置相似。电路板100包括具有通孔151的金属板110、绝缘层140以及电路图案135。电路图案135被嵌入绝缘层140中。电路板100的通孔151可以使用计算机数控(CNC)方式来形成，或者例如通过使用钻孔机的机加工工艺或通过蚀刻工艺来形成。然而，本公开文本不限于此。绝缘层140和电路图案135可以被设置在金属板110上没有形成通孔151的区域，以便暴露通孔151。
发光器件封装200被设置在形成于电路板100处的通孔151中。散热元件410可以被设置在电路板100和绝缘衬底210下方。散热元件410可以由具有优良传热性 的材料制成，并且可以吸收从发光器件封装200的发光器件250发出的热量，以便向外传热。绝缘衬底210被设置在散热元件410上与电路板100的通孔151对应的区域。在本实施例中，发光器件封装200可以被直接设置在散热元件410上，而不是在电路板100上。因此，减去了与电路板100的厚度相当的热传输距离，从而能够改善发光模块的散热效率。S卩，如下面的公式I所示，所发出的热量与散热面积A成正比，而与热传输距离L成反比。因此，通过在电路板100上形成通孔151以及将发光器件封装200直接设置在散热元件410上对应于通孔151的区域处的方式，热传输距离L得以减小。结果是，可以改善发光模块的散热特性。[公式I]
LRA =-——
k # A其中，“Rth”表示热阻值，“L”表示垂直于热流的表面的厚度，以及“A”表示垂直于热流的表面的面积。结合结构被设置在绝缘衬底210的底表面与散热元件410上设置有绝缘衬底210的区域之间。该结合结构包括形成为凹陷于散热元件410中的散热元件凹陷部415。绝缘衬底210可以被插入散热元件凹陷部415中并与之结合。这种情况下，为了更加牢固地将散热元件410与绝缘衬底210接合，绝缘衬底210可以被设置为接触到通孔151的内侧表面，而不与通孔151间隔开。可以在散热元件410的下表面形成有多个散热片410a。散热片410a用于扩大散热元件410与室外空气之间的接触面积，从而能够提高散热效率。传热元件420可以被设置在绝缘衬底210与散热元件410之间。传热元件420可以由具有优良传热性的材料制成。传热元件420通过在绝缘衬底210与散热元件410之间的紧密接触而允许热量从绝缘衬底210传输到散热元件410。而且，阻挡件160可以被设置在电路板100上以包围通孔151。玻璃盖280可以被设置在电路板100上方，并且玻璃盖280例如也可以被设置在阻挡件160上。参照图12A，电路板100的电路图案135可以经由导线262而电连接至位于绝缘衬底210上的对应的一个焊盘220以及焊盘岛225。另一方面，参照图12B，电路板100的电路图案135也可以经由导电焊盘263而电连接至位于绝缘衬底210上的对应的一个焊盘220以及焊盘岛225。经由导电焊盘263代替导线接合方式来实现这种电连接，从而能够改善发光模块的耐用性和可靠性。图13为示出根据第八实施例的发光模块的剖视图。参照图13，发光模块包括电路板100以及设置在电路板100上的发光器件封装200。
发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100上，并且发光器件封装200与图I所示的第一实施例的配置相似。电路板100包括具有通孔151的金属板110、绝缘层140以及电路图案135。散热元件410被设置在电路板100和绝缘衬底210下方。绝缘衬底210被设置在散热元件410上与电路板100的通孔151对应的区域。结合结构被设置在绝缘衬底210的底表面与散热元件410上设置有绝缘衬底210的区域之间。该结合结构包括散热元件凹陷部415，形成为凹陷于散热元件410中；以及绝缘衬底突起部212，形成为从绝缘衬底210的底表面突起。
散热元件凹陷部415形成在对应于绝缘衬底突起部212的位置处，并且散热元件凹陷部415与绝缘衬底突起部212结合，从而能够扩大接触面积，并且改善发光模块的散热效率。绝缘衬底突起部212可以由多个彼此分离的突起部或一个整体突起部组成。另一方面，散热元件凹陷部415也可以由多个彼此分离的凹陷部或一个整体凹陷部组成。图14为示出根据第九实施例的发光模块的剖视图。参照图14，发光模块包括电路板100以及设置在电路板100上的发光器件封装200。发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100上，并且发光器件封装200与图I所示的第一实施例的配置相似。电路板100包括具有通孔151的金属板110、绝缘层140以及电路图案135。散热元件410被设置在电路板100和绝缘衬底210下方。绝缘衬底210被设置在散热元件410上与电路板100的通孔151对应的区域。结合结构被设置在绝缘衬底210的底表面与散热元件410上设置有绝缘衬底210的区域之间。该结合结构包括形成为从散热元件410突起的散热元件突起部417。在散热元件突起部417被插入电路板100的通孔151的状态下，绝缘衬底210可以与散热元件410结合。这种情况下，为了更加牢固地将散热元件410与绝缘衬底210结合，绝缘衬底210可以被设置为接触到通孔151的内侧表面，而不与通孔151间隔开。图15为示出根据第十实施例的发光模块的剖视图。参照图15，该发光模块包括电路板100以及设置在电路板100上的发光器件封装200。发光模块是指这样的结构，其中发光器件封装200被安装在电路板100上，并且发光器件封装200与图I所示的第一实施例的配置相似。电路板100包括具有通孔151的金属板110、绝缘层140以及电路图案135。散热元件410被设置在电路板100和绝缘衬底210下方。绝缘衬底210被设置在散热元件410上与电路板100的通孔151对应的区域。结合结构被设置在绝缘衬底210的底表面与散热元件410上设置有绝缘衬底210的区域之间。该结合结构包括散热元件突起部417,形成为从散热元件410突起；以及绝缘衬底凹陷部213，形成为从绝缘衬底210的底表面凹陷。散热元件突起部417形成于对应于绝缘衬底凹陷部213的位置处，并且散热元件突起部417与绝缘衬底凹陷部213结合，从而能够扩大接触面积，并且改善发光模块的散热效率。绝缘衬底凹陷部213可以由多个彼此分离的凹陷部或一个整体凹陷部组成。另一方面，散热元件突起部417也可以由多个彼此分离的突起部或一个整体突起部组成。图16为示出根据示例性实施例的头灯的视图，其中所述头灯包括根据上述实施例的发光模块。参照图16，穿过根据上述实施例的发光模块901的玻璃盖的光被反光镜902和遮 板(shade)903反射，然后穿过透镜904，以便引向车身的前方。透镜904用于折射从发光模块901发射的光以及由反光镜902反射的光。从上述说明可以明确，在电路板的空腔或通孔中安装发光器件封装，从而可以改善发光模块的散热效率，并且可以实现元件的可靠性。而且，在发光器件封装和电路板之间或在发光器件封装和散热元件之间形成突起/凹陷结构，从而能够扩大接触面积，并且进一步改善散热效率。虽然已参照许多说明性实施例描述了实施例，然而应当理解，本领域技术人员能够设计出许多落入本公开文本的精神和范围的其它变型和实施例。更具体地，在公开内容、附图以及附加的权利要求的范围内，在零部件和/或隶属的组合排列的排列方式中可以有各种变化和变型。除了零部件和/或排列的变化和变型之外，多种可选用途对本领域技术人员来说也是显而易见的。
权利要求
1.一种发光模块，包括 电路板，具有空腔且在不具有所述空腔的区域包括电路图案； 绝缘衬底，设置在所述空腔中，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及 至少一个发光器件，设置在所述焊盘上， 其中在所述空腔的底表面与所述绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。
2.根据权利要求I所述的发光模块，其中所述结合结构包括至少一个空腔凹陷部和至少一个绝缘衬底突起部，所述空腔凹陷部形成为从所述空腔的所述底表面凹陷，以及绝缘衬底突起部形成为从所述绝缘衬底的所述底表面突起。
3.根据权利要求I所述的发光模块，其中所述结合结构包括至少一个空腔突起部和至少一个绝缘衬底凹陷部，所述空腔突起部形成为从所述空腔的所述底表面突起，以及所述绝缘衬底凹陷部形成为从所述绝缘衬底的所述底表面凹陷。
4.根据权利要求I至3的任何一个所述的发光模块，其中所述结合结构具有圆形、正方形或螺线形至少之一。
5.根据权利要求I至3的任何一个所述的发光模块，还包括用于将所述电路图案与所述焊盘电连接的导电焊盘。
6.根据权利要求I至3的任何一个所述的发光模块，还包括设置在所述电路板上的玻璃盖。
7.根据权利要求I至3的任何一个所述的发光模块，还包括设置在所述电路板上以包围所述空腔的阻挡件。
8.根据权利要求7所述的发光模块，还包括设置在所述阻挡件上的玻璃盖。
9.根据权利要求I至3的任何一个所述的发光模块，其中所述空腔的至少一个侧表面包含倾斜表面。
10.一种发光模块，包括 电路板，具有通孔且在不具有所述通孔的区域包括电路图案； 散热元件，设置在所述电路板下方； 绝缘衬底，设置在所述散热元件上与所述通孔对应的区域，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及 至少一个发光器件，设置在所述焊盘上， 其中在所述散热元件上与所述通孔对应的区域与所述绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。
11.根据权利要求10所述的发光模块，其中所述结合结构包括至少一个散热元件凹陷部，该散热元件凹陷部形成为从所述散热元件上与所述通孔对应的区域凹陷。
12.根据权利要求11所述的发光模块,还包括至少一个绝缘衬底突起部,该绝缘衬底突起部形成为从所述绝缘衬底的所述底表面突起。
13.根据权利要求10所述的发光模块，其中所述结合结构包括至少一个散热元件突起部，该散热元件突起部形成为从所述散热元件上与所述通孔对应的区域突起。
14.根据权利要求13所述的发光模块，还包括至少一个绝缘衬底凹陷部，该绝缘衬底凹陷部形成为从所述绝缘衬底的所述底表面凹陷。
15.根据权利要求10至14的任何一个所述的发光模块，还包括设置在所述绝缘衬底与所述散热元件之间的传热元件。
16.根据权利要求10至14的任何一个所述的发光模块，还包括用于将所述电路图案与所述焊盘电连接的导电焊盘。
17.根据权利要求10至14的任何一个所述的发光模块，还包括设置在所述电路板上的玻璃盖。
18.根据权利要求10至14的任何一个所述的发光模块，其中在所述散热元件的下表面具有多个散热片。
19.根据权利要求10至14的任何一个所述的发光模块，还包括设置在所述电路板上以包围所述通孔的阻挡件。
20.根据权利要求19所述的发光模块，还包括设置在所述阻挡件上的玻璃盖。
21.—种发光模块,包括 电路板，包括金属板、位于所述金属板上的绝缘层以及位于所述绝缘层上的电路图案； 绝缘衬底，设置在所述电路板上，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘； 至少一个发光器件，设置在所述焊盘上；以及 结合结构，设置在所述电路板的上表面与所述绝缘衬底的底表面之间， 其中所述结合结构包括电路板凹陷部，并且所述绝缘衬底通过所述电路板凹陷部而直接接触到所述金属板的至少一部分。
22.根据权利要求21所述的发光模块，还包括设置在所述电路板上的玻璃盖。
23.根据权利要求21所述的发光模块，其中所述结合结构还包括绝缘衬底突起部，该绝缘衬底突起部形成为从所述绝缘衬底的所述底表面突起。
24.一种头灯，包括 发光模块，用来发射光； 反光镜，用来反射从所述发光模块发射的光；以及 透镜，用来折射从所述发光模块发射的光和由所述反光镜反射的光， 其中所述发光模块包括电路板，具有空腔且在不具有所述空腔的区域包括电路图案；绝缘衬底，设置在所述空腔中，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及至少一个发光器件，设置在所述焊盘上， 其中在所述空腔的底表面与所述绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。
全文摘要
本发明公开了一种发光模块及包括发光模块的头灯。根据示例性实施例的发光模块包括电路板，具有空腔且在不具有空腔的区域包括电路图案；绝缘衬底，设置在空腔中，在该绝缘衬底上部形成有至少一个焊盘；以及至少一个发光器件，设置在焊盘上，其中在空腔的底表面与绝缘衬底的底表面之间设置结合结构。本发明的实施例提供一种具有改善的散热特性的发光模块。
文档编号F21W101/10GK102954418SQ20121011237
公开日2013年3月6日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年8月19日
发明者李建教, 李宗祐, 赵允旻 申请人:Lg伊诺特有限公司