专利名称：Led发光模块以及制作方法
技术领域：
本发明涉及大功率LED照明领域，具体涉及LED发光模块以及一种LED发光模块的制作方法。
背景技术：
大功率LED作为照明光源具有体积小、耗电少、发热少、响应速度快、安全电压低、 耐候性好、方向性好等优点，因此大功率LED是室内和室外照明的理想光源。目前大功率 LED发展趋势是模块化，即在单个小面积的基板上封装数十、数百颗LED芯片构成大功率的 LED发光模块。目前主流的模块化封装方案有以下两种方案之一，将数十、数百颗发蓝光的LED芯片固定在散热基板后，在芯片表面涂覆一层均勻的黄色荧光粉，再用硅胶或环氧树脂密封；该方案之缺点在于无法给芯片进行高效散热，使得荧光粉和封装材料容易老化变质，因此，以该方案封装的大功率LED模块鲜有功率超过100W的。方案之二，采用三基色 LED芯片封装来实现大功率LED模块，大多数方法是简单将同色的芯片排列成一字形阵列后，再将不同颜射的阵列交叉排列在一起；该方法的优点是芯片间的连接电路简单，但是其最大缺点是在白光照明下，光斑边缘颜射不均勻，在有物体遮挡时会产生色散。
发明内容
针对上述两种封装方案存在的问题，本发明提供一种LED发光模块以及一种LED 发光模块的封装方法。本发明提供的一种LED发光模块，所述LED发光模块包括氮化铝陶瓷基板，所述氮化铝陶瓷基板上设置有电极阵列和三基色LED芯片阵列，所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列，所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并
联。拜耳方式的排列方法是一种三基色点阵的排列方法，其排列方式为奇数行“......红
绿蓝绿红绿蓝绿......”，偶数行“......绿蓝绿红绿蓝绿红......”；或者上述的奇偶行
互换排列。优选的，所述所述电极为之字形。优选的，所述电极中含有铜。优选的，所述电极表面设置有金或银。优选的，所述氮化铝陶瓷基板上设置有过孔。优选的，所述过孔内填充有导电材料。本发明还提供了一种LED发光模块的制作方法，包括以下步骤提供氮化铝陶瓷基板，在所述氮化铝陶瓷基板上制作电极阵列；提供三基色LED 芯片阵列，将所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列在所述氮化铝陶瓷基板上；用所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联。优选的，在所述氮化铝陶瓷基板上设置过孔。优选的，在所述过孔内填充导电材料。
优选的，将所述电极制作成之字形。本发明的创新点在于以下几点第一；本发明创新地将三基色LED芯片以拜耳方式排布在氮化铝陶瓷基板上来构成发光模块。三基色LED在混色成白光时，其光效的理论极大值为4501m/W;而现在常用的白光LED封装方法，蓝色LED芯片加黄色荧光粉，光效的理论极大值为2501m/W。目前三基色 LED发光模块的封装方式基本是，将同色的芯片排列成一字形阵列后，再将不同颜射的阵列交叉排列在一起，该方法的优点是芯片间的连接电路简单，但是其最大缺点是在白光照明下，光斑边缘颜射不均勻，在有物体遮挡时会产生色散。在本发明中，三基色LED芯片是以拜耳方式排布在氮化铝陶瓷基板上，该布局方式得到的光源具有很好的颜射均勻性，照明光路上有遮挡时也不会产生色散。拜耳方式的排列方法是一种CCD滤波片的排列方法，其
三基色排列方式为奇数行“......红绿蓝绿红绿蓝绿......”，偶数行“......绿蓝绿红
绿蓝绿红......”；或者与之相反。第二 ；本发明使用氮化铝陶瓷作为LED芯片的散热基板。氮化铝具有高的热导率， 低的热膨胀系数，是大功率LED模块的最理想基板。目前LED产业中，大功率LED使用的散热基板一般是金属铜、铝或者氧化铝陶瓷。因为高的热导率使得铜和铝成为最常见的LED 芯片载体，金属铜的热导率为400左右，金属铝的热导率为200左右。但是铜、铝的热膨胀系数和LED芯片的热膨胀系数相差很大，对于发热量大的大功率LED器件，使用铜、铝作为芯片的载体给LED器件带来了很大的潜在威胁。由于氧化铝陶瓷具有与LED芯片接近的热膨胀系数以及相对较高的热导率(不到20)，使得氧化铝陶瓷也被广泛用于大功率LED的散热基板；相比铜、铝等金属，使用氧化铝陶瓷作为大功率LED的散热基板具有更高的可靠性。氮化铝作为第三代半导体材料的主要成员，具有高的热导率030)、宽禁带、高击穿场强、高电子饱和率等优点，使得近年来氮化铝一直是半导体领域研究的热门材料。氮化铝陶瓷同样也有很高的热导率(> 180)，同时其热膨胀系数与LED芯片的热膨胀系数接近。本发明选择氮化铝陶瓷作为LED芯片的散热基板，相比铜、铝等散热基板具有更高的可靠性， 相比氧化铝陶瓷具有更高的导热性能。本发明采用采用的是之字形电极。之字形电极的选用是为了配合拜耳方式排列的 LED芯片阵列。之字形电极能方便地将拜耳方式排列的LED芯片阵列中的同种颜色的芯片连接起来，连接方式可以为串联，也可以为并列。本发明提供的LED发光模块在尺寸为50毫米宽、50毫米长时，功率可达500W，而目前市场上同等尺寸的LED发光模块其功率只有100W左右。本发明提供的LED发光模块出光颜色均勻，在出光光路上有遮挡时不会产生明显色散。另外本发明提供的LED发光模块，显色指数可以很容易达到90。
图1是本发明实施例一中LED发光模块的截面图；图2是本发明实施例一中以拜耳方式排列的LED芯片矩阵的俯视图；图3是本发明实施例一中之字形电极的俯视图；图4是本发明实施例一中另一种之字形电极的俯视图。
具体实施例方式实施例一一种LED发光模块，其截面示意图参考图1，其特点在于包括氮化铝陶瓷基板11， 所述氮化铝陶瓷基板上设置有电极12，电极12分为正电极121和负电极122，也可以是正电极122和负电极121，所述电极12上设置有三基色LED芯片阵列13，所述三基色LED芯片阵列中包含有红色LED芯片131、绿色LED芯片132、蓝色LED芯片133，三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列。在本实施例中，所述拜耳方式排列如图2示意，可以描述为在奇数行三基色
LED芯片以“......红绿蓝绿红绿蓝绿......”顺序排列，在偶数行三基色LED芯片以
“......绿蓝绿红绿蓝绿红......”顺序排列；当然所述奇数行和偶数行的排列顺序可以互换。作为对本实施例的进一步改进，可以将所述电极制作成之字形，如图3和图4所示。将电极制作成之字形的目的是为了将三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联；当然本发明中电极的外形并不限制于图3和图4，本领域的技术人员在本发明基础上所作的常规的简单变形均在本发明的保护范围之内。作为对本实施例的进一步改进，所述之字形电极中含有铜。电极中含有铜能增加电极的电导率。作为对本实施例的进一步改进，所述之字形电极表面有金或者银。电极表面附有金或银，目的有二，一是为了将电极与芯片连接起来，二是为了提高氮化铝陶瓷基板的反射率。作为对本实施例的进一步改进，所述氮化铝陶瓷基板上设置有过孔。所述过孔贯穿陶瓷基板，过孔可以用于将陶瓷基板固定在其他装置上，过孔也可以用于将陶瓷基板上表面的电极连接到下表面。作为对本实施例的进一步改进，所述过孔内填充有导电材料。在过孔内填充的导电材料可以是银胶、铜、铝导电材料。实施例二本发明还提供了一种LED发光模块的制作方法，包括以下步骤提供氮化铝陶瓷基板，在所述氮化铝陶瓷基板上制作电极阵列；提供三基色LED芯片阵列，将所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列在所述制作过电极氮化铝陶瓷基板上；用所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联。在本实施例中，所述拜耳方式排列可以描述为在奇数行三基色LED芯片以
“......红绿蓝绿红绿蓝绿......”顺序排列，在偶数行三基色LED芯片以“......绿蓝绿
红绿蓝绿红......”顺序排列；当然所述奇数行和偶数行的排列顺序可以互换。作为对本实施例的进一步改进，在所述氮化铝陶瓷基板上设置过孔。作为对本实施例的进一步改进，在所述过孔内填充导电材料。作为对本实施例的进一步改进，将所述电极制作成之字形。以上步骤的先后顺序可以根据需要进行调整。
本实施例中实现的LED发光模块的具体结构可以参照实施例一中的描述，此处不再赘述。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施列的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本发明内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种LED发光模块，其特点在于所述LED发光模块包括氮化铝陶瓷基板，所述氮化铝陶瓷基板上设置有电极阵列和三基色LED芯片阵列，所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列，所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联。
2.如权利要求1所述的LED发光模块，其特征在于所述电极为之字形。
3.如权利要求2所述的LED发光模块，其特征在于所述电极中含有铜。
4.如权利要求3所述的LED发光模块，其特征在于所述电极表面设置有金或银。
5.如权利要求4所述的LED发光模块，其特征在于所述氮化铝陶瓷基板上设置有过孔。
6.如权利要求5所述的LED发光模块，其特征在于所述过孔内填充有导电材料。
7.—种LED发光模块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤提供氮化铝陶瓷基板，在所述氮化铝陶瓷基板上制作电极阵列；提供三基色LED芯片阵列，将所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列在所述氮化铝陶瓷基板上；用所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联。
8.如权利要求7所述的LED发光模块的制作方法，其特征在于在所述氮化铝陶瓷基板上设置过孔。
9.如权利要求8所述的LED发光模块的制作方法，其特征在于在所述过孔内填充导电材料。
10.如权利要求9所述的LED发光模块的制作方法，其特征在于将所述电极制作成之字形。
全文摘要
本发明公开了一种LED发光模块的制作方法，本发明还提供了基于该方法制作的LED发光模块。本发明提供的LED发光模块以氮化铝陶瓷基板作为载体，载体上设置电极和三基色LED芯片阵列，所述三基色LED芯片阵列以拜耳方式排列，所述电极阵列将所述三基色LED芯片阵列中同种颜色的芯片进行串联和/或并联。
文档编号H01L33/64GK102394236SQ20111036896
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者李萌萌, 郑伟 申请人:郑伟