应用于光源模组的复合基板及光源模组的制作方法

应用于光源模组的复合基板及光源模组
【技术领域】
1.本技术涉及照明技术领域，具体涉及一种应用于光源模组的复合基板及光源模组。


背景技术：

2.随着摄影照明和舞台照明领域对led(light emitting diode，发光二极管)光源的亮度、颜色、色域、光品质等要求越来越高，单色或双色光源已经无法满足用户需求，近年来市面逐步推出了大功率的四色、五色、六色等多色点光源。
3.然而，多色点光源在制作时，由于需要采用多层线路板，存在产品散热性能差的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种应用于光源模组的复合基板及光源模组，以提高电路基板的导热率，进而提高光源产品的散热性能。
5.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种应用于光源模组的复合基板，该复合基板包括陶瓷基板和散热基板，散热基板包括散热板以及设于散热板与陶瓷基板之间的锡膏层，锡膏层将散热板熔接在陶瓷基板的一侧上；其中，陶瓷基板用于安装光源，散热板用于连接到散热设备。
6.其中，陶瓷基板包括在锡膏层背离散热板的一侧上依次层叠设置的陶瓷本体和第一线路层，其中，第一线路层用于电连接光源。
7.其中，陶瓷基板还包括第二线路层，第二线路层与第一线路层平行间隔设置，第二线路层位于陶瓷本体与锡膏层之间，并电连接第一线路层。
8.其中，陶瓷基板还包括贯穿陶瓷本体的线路通孔以及填充于线路通孔内的导电柱，且导电柱的一端与第一线路层电连接，另一端与第二线路层电连接；其中，第一线路层包括第一电连接线，第二线路层包括平行于第一电连接线的第二电连接线，其中，第一电连接线在预设位置处断开，且线路通孔位于第一电连接线的断开处，第二电连接线经线路通孔内的导电柱与第一电连接线的断开处电连接，以实现第一电连接线在预设位置处的电连接。
9.其中，陶瓷基板还包括介电层，介电层设于第二电连接线与锡膏层之间，并将第二电连接线与锡膏层电隔离。
10.其中，至少部分介电层嵌设于锡膏层内。
11.其中，陶瓷基板还包括平行间隔设置的第一保护层和第二保护层、平行间隔设置的第一过渡层和第二过渡层、以及平行间隔设置的第三过渡层和第四过渡层，其中，第一保护层设于第一线路层背离陶瓷本体的一侧，第二保护层设于第二线路层与锡膏层之间，第一过渡层设于陶瓷本体与第一线路层之间，第二过渡层设于陶瓷本体与第二线路层之间，第三过渡层设于第一线路层和第一保护层之间，第四过渡层设于第二线路层和第二保护层
之间。
12.其中，第一线路层和第二线路层的厚度介于70μm至90μm之间，介电层的厚度介于15μm至25μm之间，第一过渡层、第二过渡层、第三过渡层和第四过渡层的厚度介于70nm至100nm之间。
13.其中，陶瓷本体包括氮化铝陶瓷本体、氧化铝陶瓷本体、氧化铍陶瓷本体和碳化硅陶瓷本体中的至少一种，散热板包括铜板、铝板和铝合金板中的至少一种。
14.为了解决上述问题，本技术实施例还提供了一种光源模组，该光源模组包括上述任一项的复合基板以及光源，光源安装于复合基板上。
15.本技术的有益效果是：区别于现有技术，本技术提供的应用于光源模组的复合基板及光源模组，包括陶瓷基板和散热基板，散热基板包括散热板以及设于散热板与陶瓷基板之间的锡膏层，锡膏层将散热板熔接在陶瓷基板的一侧上，其中，陶瓷基板用于安装光源，散热板用于连接到散热设备，从而能够有效降低散热基板和陶瓷基板连接处的空洞率，并确保复合基板具有高的导热率和机械强度，从而确保了采用该复合基板的产品(比如，光源模组)能够具有良好的散热性能和机械强度，有利于提高产品竞争力。
【附图说明】
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例提供的复合基板的剖面结构示意图；
18.图2是本技术实施例提供的复合基板的另一剖面结构示意图；
19.图3是图2中的散热基板的剖面结构示意图；
20.图4是图2中的陶瓷基板的剖面结构示意图；
21.图5是本技术实施例提供的陶瓷基板的另一剖面结构示意图；
22.图6是本技术实施例提供的光源模组的结构示意图。
【具体实施方式】
23.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
24.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的复合基板的剖面结构示意图。如图1所示，该复合基板1应用于光源模组，并包括陶瓷基板2和散热基板3，其中，陶瓷基板2用于安装光源，散热基板3通过热压焊接材料层固定于陶瓷基板2的一侧上，用于对陶瓷基板2进行散热，并且，热压焊接材料层可以为陶瓷基板2中的部分结构，或者可以为散热基板3中的部分结构。
25.具体地，散热基板3可以通过热压焊接工艺焊接于陶瓷基板2的一侧上，也即，在将散热基板3焊接于陶瓷基板2的一侧上的过程中，会通过一定大小的压力对散热基板3和陶
瓷基板2进行压合，以有效降低焊接空洞率，进而确保复合基板1的低热阻率。
26.并且，需要说明的是，相比较于相关技术中单独采用金属基板或陶瓷基板作为电路基板，本实施例中的复合基板1作为电路基板能够兼备高导热率和高机械强度，从而避免了金属基板单独作为电路基板所存在的导热率低问题、以及陶瓷基板单独作为电路基板所存在的无法兼顾高导热率和高机械强度的问题。
27.在一些实施例中，如图2和图3所示，上述散热基板3可以包括散热板31以及设于散热板31与陶瓷基板2之间的锡膏层32(也即，上述热压焊接材料层)，其中，锡膏层32将散热板31熔接在陶瓷基板2的一侧上，散热板31用于连接到散热器或散热管等散热设备。
28.在一些示例中，上述散热板31可以包括铜板、铝板和铝合金板等具有高导热率和高机械强度的金属材料板中的至少一种，在一个具体示例中，上述散热板31可以具体为铜板。上述锡膏层32可以为锡镀层，具体地，该锡镀层可以通过热镀锡工艺形成于上述散热板31的表面(比如，上表面)上。
29.并且，需要说明的是，相比较于后续焊接工艺中将发光器件(比如，led芯片)焊接于上述复合基板1上所使用的焊料，本实施例中将上述散热板31焊接于上述陶瓷基板2上所使用的焊料(比如，上述锡膏层32)可以具有更高的熔化温度，以避免将上述陶瓷基板2和散热基板3焊接在一起的焊料(比如，上述锡膏层32)在后续焊接工艺中发生二次熔化而影响产品的品质。
30.在一些实施例中，如图2和图4所示，上述陶瓷基板2可以包括在锡膏层32背离散热板31的一侧上依次层叠设置的陶瓷本体21和第一线路层22，其中，第一线路层22用于电连接光源，并且，第一线路层22还可以用于电连接到驱动电路，其中，驱动电路用于驱动光源发光。
31.在一些具体实施例中，如图2和图4所示，上述陶瓷基板2还可以包括第二线路层23，第二线路层23与第一线路层22可以平行间隔设置，第二线路层23位于陶瓷本体21与锡膏层32之间，并电连接第一线路层22。
32.具体地，如图4所示，陶瓷基板2还可以包括贯穿陶瓷本体21的线路通孔2a以及填充于线路通孔2a内的导电柱20，且导电柱20的一端与第一线路层22电连接，另一端与第二线路层23电连接。
33.在一可选的实施方式中，如图5所示，第一线路层22可以包括第一电连接线22a，第二线路层23可以包括第二电连接线23a，在一个示例中，第一电连接线22a可以平行于第二电连接线23a。
34.具体地，第一电连接线22a可以在预设位置处p断开，且上述线路通孔2a可以位于第一电连接线22a的断开处c，第二电连接线23a可以经线路通孔内2a的导电柱20与第一电连接线22a的断开处c电连接，以实现第一电连接线22a在预设位置处p的电连接。其中，预设位置处c的陶瓷基板2可以用于安装光源、电阻或电容等器件。
35.并且，具体实施时，上述第一线路层22和上述第二线路层23可以通过电镀工艺制成。相应地，如图4所示，上述陶瓷基板2还可以包括第一过渡层26和第二过渡层27，其中，第一过渡层26和第二过渡层27可以平行间隔设置，且第一过渡层26可以位于上述陶瓷本体21和上述第一线路层22之间，第二过渡层27可以位于上述陶瓷本体21和上述第二线路层23之间。
36.可以理解的是，相比较于直接在上述陶瓷本体21表面上电镀形成上述第一线路层22和上述第二线路层23的方案，通过先在上述陶瓷本体21表面上电镀形成第一过渡层26和第二过渡层27，再在第一过渡层26和第二过渡层27上电镀形成上述第一线路层22和上述第二线路层23，更能够提高上述第一线路层22和上述第二线路层23的质量。
37.在一些示例中，上述陶瓷本体21可以包括氮化铝陶瓷本体、氧化铝陶瓷本体、氧化铍陶瓷本体和碳化硅陶瓷本体等具有高导热率的陶瓷主体中的至少一种，在一个具体示例中，上述陶瓷本体21可以具体为氮化铝陶瓷本体。上述第一线路层22和上述第二线路层23可以为铜线路镀层，上述第一线路层22和上述第二线路层23的厚度可以介于70μm至90μm之间。上述第一过渡层26和上述第二过渡层27可以为钛镀层，上述第一过渡层26和上述第二过渡层27的厚度可以介于70nm至100nm之间。
38.在一些具体实施例中，如图4和图5所示，上述陶瓷基板2还可以包括介电层30，介电层30可以设于第二电连接线23a与锡膏层32之间，并将第二电连接线23a与锡膏层32电隔离，以避免第二电连接线23a与散热基板3之间发生短路。
39.在一些示例中，上述介电层30可以为油墨介电层等耐高温的介电材料层。上述介电层30的厚度可以介于15μm至25μm之间，比如，可以为20μm。
40.在本实施例中，上述陶瓷基板2可以包括线路区域以及非线路区域，并且上述第一线路层22、上述第二线路层23以及上述介电层30可以位于上述陶瓷基板2的线路区域中，且不位于上述陶瓷基板2的非线路区域中。
41.在一些具体实施例中，如图2和图4所示，至少部分上述介电层30可以嵌设于锡膏层32内，在一个示例中，上述介电层30可以全部嵌设于锡膏层32内。并且，可以理解的是，上述介电层30可以是在将上述散热基板3通过锡膏层32固定于上述陶瓷基板2一侧上的过程中被挤压进上述锡膏层32内的。如此，能够增加上述复合基板1中陶瓷基板2与散热基板3之间的结合力，以进一步提高上述复合基板1的稳定性。
42.在一个示例中，上述介电层30的厚度可以小于等于上述锡膏层32的厚度，以确保上述复合基板1中的陶瓷基板2和散热基板3能够紧密地结合在一起。
43.在一些实施例中，如图2和图4所示，上述陶瓷基板2还可以包括第一保护层24和第二保护层25，其中，第一保护层24和第二保护层25可以平行间隔设置，且第一保护层24可以设于第一线路层22背离陶瓷本体21的一侧，第二保护层25可以设于第二线路层23与锡膏层32之间。具体地，上述第一保护层24能够避免第一线路层22暴露出来而被氧化，从而实现对上述第一线路层22的保护作用。上述第二保护层25能够避免第二线路层23暴露出来而被氧化，从而实现对上述第二线路层23的保护作用。
44.并且，具体实施时，上述第一保护层24和上述第二保护层25可以通过电镀工艺制成。相应地，如图4所示，上述陶瓷基板2还可以包括第三过渡层28和第四过渡层29，其中，第三过渡层28和第四过渡层29可以平行间隔设置，且第三过渡层28可以位于上述第一线路层22和上述第一保护层24之间，第四过渡层29可以位于上述第二线路层23和上述第二保护层25之间。从而，能够提高通过电镀工艺制成的上述第一保护层24和上述第二保护层25的质量。
45.在一些示例中，上述第一保护层24和上述第二保护层25可以为金镀层，上述第三过渡层28和上述第四过渡层29可以为镍镀层，上述第三过渡层28和上述第四过渡层29的厚
度可以介于70nm至100nm之间。
46.在一些示例中，在上述陶瓷基板2包括线路区域以及非线路区域，并且上述第一线路层22和上述第二线路层23位于上述陶瓷基板2的线路区域中，且不位于上述陶瓷基板2的非线路区域中的实施例中，上述第一保护层24和上述第二保护层25除了覆盖上述第一线路层22和上述第二线路层23，还可以覆盖非线路区域中的上述陶瓷本体21。并且，位于非线路区域中上述第一保护层24和上述第二保护层25是与位于线路区域中上述第一保护层24和上述第二保护层25间隔开的，以避免线路短路。
47.在一个具体的应用场景中，以图2所示的复合基板1为例，本实施例中复合基板1的具体制作流程可以如下：
48.步骤一、按照预先设计的布线(layout)图，采用激光打孔工艺，在陶瓷本体21(比如，氮化铝陶瓷本体)上形成线路通孔，该线路通孔从陶瓷本体21的上表面延伸贯穿至陶瓷本体21的下表面；
49.步骤二、采用真空溅镀工艺，在陶瓷本体21的上表面和下表面以及上述线路通孔的内壁上依次形成钛镀层和铜线路镀层，其中，钛镀层的厚度可以介于70nm至100nm之间，铜线路镀层的厚度可以介于5μm至8μm之间；
50.步骤三、按照预先设计的布线(layout)图，对上述钛镀层和铜线路镀层进行曝光显影，以在非线路区域中的钛镀层和铜线路镀层暴露出来的表面上形成防护层；
51.步骤四、采用电镀工艺，在铜线路镀层暴露出来的(也即未被防护层覆盖的)表面上形成电镀铜镀层，以对线路区域中的铜线路镀层进行加厚而得到加厚的铜线路镀层，其中，电镀铜镀层的厚度可以介于70μm至80μm之间；
52.步骤五、采用蚀刻工艺，刻蚀去除非线路区域中的钛镀层、铜线路镀层以及上述防护层；
53.步骤六、在刻蚀去除非线路区域中的钛镀层、铜线路镀层以及防护层之后，对上述加厚的铜线路镀层进行打磨抛光处理；
54.步骤七、在对上述加厚的铜线路镀层进行打磨抛光处理之后，采用化镀工艺，在上述加厚的铜线路镀层暴露出来的表面上依次形成镍镀层和金镀层；
55.步骤八、在线路区域中的金镀层表面上形成介电层30(比如，油墨介电层)，其中，介电层的厚度可以介于10μm至30μm，例如，可以为20μm，以防护线路短路；
56.步骤九、对散热板31(比如，铜板)进行表面酸洗，以去掉氧化层，然后采用热镀锡工艺，在散热板31的一表面上热浸镀一层锡膏层32(比如，锡镀层)，以制得包括散热板31和锡膏层32的上述散热基板3；
57.步骤十、在锡膏层32背离散热层31的表面上涂覆助焊剂，然后将上述散热基板3上设有锡膏层32的一侧与上述陶瓷基板2上设有介电层30的一侧压合在一起，并保持一定的压力放入回流焊接炉中进行焊接，以得到上述复合基板1。
58.需要说明的是，本实施例中依次执行上述步骤一至步骤八后得到的结构即为上述陶瓷基板2。具体地，上述第一线路层22可以由位于上述陶瓷本体21上表面上的铜线路镀层和电镀铜镀层来提供。上述第二线路层23可以由位于上述陶瓷本体21下表面上的铜线路镀层和电镀铜镀层来提供。上述导电柱20可以由填充于上述线路通孔内的铜线路镀层、电镀铜镀层和钛镀层来提供。上述第一过渡层26可以由位于上述陶瓷本体21上表面上的钛镀层
来提供。上述第二过渡层27可以由位于上述陶瓷本体21下表面上的钛镀层来提供。上述第三过渡层28和上述第四过渡层29可以由上述镍镀层提供，上述第一保护层24和上述第二保护层29可以由上述金镀层提供。
59.由上可知，本实施例中的应用于光源模组的复合基板，通过锡膏层将散热基板固定于陶瓷基板上，能够有效降低散热基板和陶瓷基板连接处的空洞率，并确保复合基板具有高的导热率和机械强度，从而确保了采用该复合基板的产品(比如，光源模组)能够具有良好的散热性能和机械强度，有利于提高产品竞争力。
60.请参阅图6，图6是本技术实施例提供的光源模组的结构示意图。如图6所示，该光源模组包括上述任一实施例的复合基板1以及光源4，光源4安装于复合基板1上。
61.其中，复合基板1可以包括陶瓷基板2和散热基板3，陶瓷基板2用于安装光源，散热基板包括散热板以及设于散热板与陶瓷基板之间的锡膏层，散热板用于连接到散热设备，锡膏层将散热板熔接在陶瓷基板的一侧上，从而能够减小陶瓷基板2和散热基板3连接处的空洞率，并提高陶瓷基板2和散热基板3之间的结合力。
62.具体地，上述光源4可以安装于上述陶瓷基板2背离散热基板3的一侧上，并可以为发光二极管(light emitting diode，led)、微型发光二极管(micro light emitting diode，micro led)、有机发光体(organic light emitting diodes，oled)、量子点发光体(quantum dot light emitting diodes，qled)或次毫米极发光二极管(mini light emitting diode，mini led)等。上述光源4的数量可以为一个或多个，且在上述光源4的数量为多个时，该多个光源4可以在上述复合基板1上呈阵列排布。
63.在一个具体的应用场景中，上述光源4可以焊接于上述复合基板1中陶瓷基板2背离散热基板3的一侧上，并与陶瓷基板2中的第一线路层电性连接。并且，可以理解的是，相比较于相关技术中在制作光源模组时先将光源焊接于陶瓷基板上表面，再将散热基板焊接于陶瓷基板的下表面，本实施例中光源4焊接于复合基板1上，这相当于是将散热基板3先于光源4焊接于陶瓷基板2上，不仅能够在陶瓷基板2上焊接散热基板3时使用更高熔点的焊料，以避免在陶瓷基板2上焊接光源4时散热基板3与陶瓷基板2连接处的焊料发生二次熔化而影响产品的散热性能，还能够在陶瓷基板2上焊接散热基板3时施加使陶瓷基板2和散热基板3压合在一起的压力，以有效降低陶瓷基板2和散热基板3交接处的焊接空洞率，从而更有利于提高复合基板1的导热率，进而提高了采用该复合基板1的光源模组的散热性能。
64.需要说明的是，本实施例提供的光源模组中复合基板1的具体结构可以参考上述复合基板实施例中的具体实施方式，故此处不再赘述。
65.由上可知，本实施例中的光源模组，通过采用复合基板，且复合基板通过锡膏层将散热基板固定于陶瓷基板上而制得，能够确保光源模组具有良好的散热性能和机械强度。
66.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种应用于光源模组的复合基板，其特征在于，包括陶瓷基板(2)和散热基板(3)，所述散热基板(3)包括散热板(31)以及设于所述散热板(31)与所述陶瓷基板(2)之间的锡膏层(32)，所述锡膏层(32)将所述散热板(31)熔接在所述陶瓷基板(2)的一侧上；其中，所述陶瓷基板(2)用于安装光源，所述散热板(31)用于连接到散热设备。2.根据权利要求1所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷基板(2)包括在所述锡膏层(32)背离所述散热板(31)的一侧上依次层叠设置的陶瓷本体(21)和第一线路层(22)，其中，所述第一线路层(22)用于电连接所述光源。3.根据权利要求2所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷基板(2)还包括第二线路层(23)，所述第二线路层(23)与所述第一线路层(22)平行间隔设置，所述第二线路层(23)位于所述陶瓷本体(21)与所述锡膏层(32)之间，并电连接所述第一线路层(22)。4.根据权利要求3所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷基板(2)还包括贯穿所述陶瓷本体(21)的线路通孔(2a)以及填充于所述线路通孔(2a)内的导电柱(20)，且所述导电柱(20)的一端与所述第一线路层(22)电连接，另一端与所述第二线路层(23)电连接；其中，所述第一线路层(22)包括第一电连接线(22a)，所述第二线路层(23)包括第二电连接线(23a)，其中，所述第一电连接线(22a)在预设位置处(p)断开，且所述线路通孔(2a)位于所述第一电连接线(22a)的断开处(c)，所述第二电连接线(23a)经所述线路通孔(2a)内的所述导电柱(20)与所述第一电连接线(22a)的断开处(c)电连接，以实现所述第一电连接线(22a)在所述预设位置处(p)的电连接。5.根据权利要求4所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷基板(2)还包括介电层(30)，所述介电层(30)设于所述第二电连接线(23a)与所述锡膏层(32)之间，并将所述第二电连接线(23a)与所述锡膏层(32)电隔离。6.根据权利要求5所述的复合基板，其特征在于，至少部分所述介电层(30)嵌设于所述锡膏层(32)内。7.根据权利要求5所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷基板(2)还包括平行间隔设置的第一保护层(24)和第二保护层(25)、平行间隔设置的第一过渡层(26)和第二过渡层(27)、以及平行间隔设置的第三过渡层(28)和第四过渡层(29)，其中，所述第一保护层(24)设于所述第一线路层(22)背离所述陶瓷本体(21)的一侧，所述第二保护层(25)设于所述第二线路层(23)与所述锡膏层(32)之间，所述第一过渡层(26)设于所述陶瓷本体(21)与所述第一线路层(22)之间，所述第二过渡层(27)设于所述陶瓷本体(21)与所述第二线路层(23)之间，所述第三过渡层(28)设于所述第一线路层(22)和所述第一保护层(24)之间，所述第四过渡层(29)设于所述第二线路层(23)和所述第二保护层(25)之间。8.根据权利要求7所述的复合基板，其特征在于，所述第一线路层(22)和所述第二线路层(23)的厚度介于70μm至90μm之间，所述介电层(30)的厚度介于15μm至25μm之间，所述第一过渡层(26)、第二过渡层(27)、所述第三过渡层(28)和所述第四过渡层(29)的厚度介于70nm至100nm之间。9.根据权利要求2所述的复合基板，其特征在于，所述陶瓷本体(21)包括氮化铝陶瓷本体、氧化铝陶瓷本体、氧化铍陶瓷本体和碳化硅陶瓷本体中的一种，所述散热板(31)包括铜板、铝板和铝合金板中的一种。10.一种光源模组，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的复合基板(1)以及光
源(4)，所述光源(4)安装于所述复合基板(1)上。

技术总结
本申请涉及一种应用于光源模组的复合基板及光源模组，该复合基板包括陶瓷基板和散热基板，散热基板包括散热板以及设于散热板与陶瓷基板之间的锡膏层，锡膏层将散热板熔接在陶瓷基板的一侧上；其中，陶瓷基板用于安装光源，散热板用于连接到散热设备，从而能够提供一种具有高导热率和高机械强度的复合基板，以确保采用该复合基板的产品(比如，光源模组)能够具有良好的散热性能和机械强度。有良好的散热性能和机械强度。有良好的散热性能和机械强度。


技术研发人员：刘刚
受保护的技术使用者：深圳爱图仕创新科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/8/26