CN106058031A - 一种集成式高功率紫外led散热板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式高功率紫外LED散热板，包括导热的金属热沉，金属热沉上设有绝缘层，绝缘层内设有连接电路，绝缘层上设有裸露的并与连接电路电连接的芯片焊盘，绝缘层上还设有多个与金属热沉相通的绝缘层通孔，金属热沉上并与绝缘层通孔相对应位置处形成固晶区，固晶区上直接固晶有通过芯片焊盘而与连接电路电连接的LED芯片，绝缘层上方还连接有金属盖板，金属盖板上设有多个与绝缘层通孔相通并供LED芯片的光线射出的盖板通孔，绝缘层上还设有裸露的并用于连接外部电路与连接电路的外部电路焊盘，集成式高功率紫外LED散热板还包括用于安装的安装部。本发明解决了紫外LED器件使用寿命短和光源出光功率低等问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种集成式高功率紫外LED散热板，属于紫外LED封装领域。
【背景技术】
近年来，随着LED可见光领域的日趋成熟，研究人员把研究重点逐渐向难度更大的紫外光转移，紫外光在丝网印刷、光固化、环境保护、白光照明、医疗美容、杀菌消毒、生物检测以及军事探测等领域都有重大应用价值。而具有功耗低、发光响应快、可靠性高、辐射效率高、寿命长、对环境无污染、结构紧凑等诸多优点的紫外LED，有希望取代现有的高压水银灯，成为下一代的紫外光光源。
目前，随着近紫外LED(385nm，395nm)的光电转换效率的提升(近50％)，深紫外LED(如280nm，250nm)等芯片纷纷出现，采用传统的SMD贴片、molding等点胶封装的深紫外LED器件，其使用的树脂一类有机材料在深紫外光照射下胶体老化速度加快，严重降低LED器件的使用寿命。同时由于深紫外LED芯片的光电转换效率较低，大量的电能转化为热能，芯片热量累积过快也严重影响芯片的使用寿命。紫外LED的诸多应用特别是光固化、杀菌消毒等高端应用，对于光源的出光功率有较高要求，低功率器件的使用提升了应用难度并提高了使用成本。
因此，为提升紫外LED器件的使用寿命、提高紫外LED光源的出光功率并降低紫外LED器件的制造成本，有必要设计一种近紫外LED和深紫外LED封装工艺通用的高功率散热板。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种集成式高功率紫外LED散热板，解决紫外LED器件使用寿命短和光源出光功率低等问题，同时，采用本发明集成式高功率紫外LED散热板，不论针对近紫外LED还是深紫外LED，固晶、焊线等主要封装工艺通用，可有效降低紫外LED的器件制造成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：包括导热的金属热沉1，所述的金属热沉1上设有绝缘层2，所述的绝缘层2内设有连接电路3，所述的绝缘层2上设有裸露的并与连接电路3电连接的芯片焊盘4，所述的绝缘层2上还设有多个与金属热沉1相通的绝缘层通孔5，所述的金属热沉1上并与绝缘层通孔5相对应位置处形成固晶区6，所述的固晶区6上直接固晶有通过芯片焊盘4而与连接电路3电连接的LED芯片7，所述的绝缘层2上方还连接有金属盖板8，所述的金属盖板8上设有多个与绝缘层通孔5相通并供LED芯片7的光线射出的盖板通孔9，所述的绝缘层2上还设有裸露的并用于连接外部电路与连接电路3的外部电路焊盘10，所述的集成式高功率紫外LED散热板还包括用于安装的安装部11。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属盖板8为一整块金属板。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的盖板通孔9为圆形、方形、多边形中的一种或几种组合。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：连接每个LED芯片7与连接电路3的芯片焊盘4设置在相应的LED芯片7的周边。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属盖板8的厚度为0.5毫米至2毫米。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属热沉1、绝缘层2和金属盖板8采用高温压合而形成一体。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的安装部11为同时穿过金属热沉1和金属盖板8的通孔。
如上所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的固晶区6采用电镀金工艺制作，所述的芯片焊盘4采用电镀金工艺制作。
与现有技术相比，本发明有如下优点：本发明的LED芯片的光线从金属盖板上的盖板通孔射出，因此盖板通孔围成的区域成为发光区，该发光区也由金属盖板、金属热沉、芯片焊盘组成，成为全金属发光区，适用于近紫外LED有机封装的点胶工艺填充、灌胶工艺成型，同时适用于深紫外LED无机封装的高透明无机材料封装工艺，实现了多种波长紫外LED封装主要工艺通用，大幅降低了封装研发成本和后续生产成本。其次，本发明提供的散热板，LED芯片直接固晶于金属热沉上，减少了紫外LED的散热热阻，有效提高LED芯片使用寿命。再者，本发明提供的散热板，由金属热沉、绝缘层和金属盖板采用高温压合而形成一体，工艺简单、成本低、无水汽渗入风险，封装可靠性高。最后，用于安装的安装部采用同时穿过金属热沉和金属盖板的通孔方案，解决了工作过程中因散热板温度过高引发的支架分离问题，延长使用寿命。
【附图说明】
图1是本发明示意图之一；
图2是沿图1中B-B线的剖视图；
图3是图2中A处的放大视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种集成式高功率紫外LED散热板，包括导热的金属热沉1，所述的金属热沉1上设有绝缘层2，所述的绝缘层2内设有连接电路3，所述的绝缘层2上设有裸露的并与连接电路3电连接的芯片焊盘4，所述的绝缘层2上还设有多个与金属热沉1相通的绝缘层通孔5，所述的金属热沉1上并与绝缘层通孔5相对应位置处形成固晶区6，所述的固晶区6上直接固晶有通过芯片焊盘4而与连接电路3电连接的LED芯片7，所述的绝缘层2上方还连接有金属盖板8，所述的金属盖板8上设有多个与绝缘层通孔5相通并供LED芯片7的光线射出的盖板通孔9，所述的绝缘层2上还设有裸露的并用于连接外部电路与连接电路3的外部电路焊盘10，所述的集成式高功率紫外LED散热板还包括用于安装的安装部11。金属盖板8的引入取代了传统塑料盖板和围坝工艺，大幅提高了散热板的抗紫外线能力，而且，采用在绝缘层通孔5和盖板通孔9内点胶或注胶工艺可以适用于近紫外的有机封装，也适用于采用高透明无机材料封装的深紫外LED无机封装工艺。LED芯片7直接固晶于金属热沉1上，大幅减短了LED芯片7的散热路径，提高了散热效率。
所述的金属盖板8为一整块金属板。
所述的盖板通孔9为圆形、方形、多边形中的一种或几种组合。
连接每个LED芯片7与连接电路3的芯片焊盘4设置在相应的LED芯片7的周边。
所述的金属盖板8的厚度为0.5毫米至2毫米，其厚度主要取决于LED芯片7与芯片焊盘4之间的焊线的高度。
所述的金属热沉1、绝缘层2和金属盖板8采用高温压合而形成一体。绝缘层2将连接电路3与金属热沉1、金属盖板8隔离开，实现散热板电路的有效连接，采用此种结构设计可引入高温压合制造工艺，其工艺简单、成本低，散热板无水汽渗入风险，后续封装可靠性高。
所述的安装部11为同时穿过金属热沉1和金属盖板8的通孔。采用通孔安装可以保证在长时间的高温工作条件下散热板与支架不分离。
所述的固晶区6采用电镀金工艺制作，所述的芯片焊盘4采用电镀金工艺制作。金作为反射层在近紫外和深紫外波段都具有良好的反射效果，使得出光效率提高。
Claims (8)
1.一种集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：包括导热的金属热沉(1)，所述的金属热沉(1)上设有绝缘层(2)，所述的绝缘层(2)内设有连接电路(3)，所述的绝缘层(2)上设有裸露的并与连接电路(3)电连接的芯片焊盘(4)，所述的绝缘层(2)上还设有多个与金属热沉(1)相通的绝缘层通孔(5)，所述的金属热沉(1)上并与绝缘层通孔(5)相对应位置处形成固晶区(6)，所述的固晶区(6)上直接固晶有通过芯片焊盘(4)而与连接电路(3)电连接的LED芯片(7)，所述的绝缘层(2)上方还连接有金属盖板(8)，所述的金属盖板(8)上设有多个与绝缘层通孔(5)相通并供LED芯片(7)的光线射出的盖板通孔(9)，所述的绝缘层(2)上还设有裸露的并用于连接外部电路与连接电路(3)的外部电路焊盘(10)，所述的集成式高功率紫外LED散热板还包括用于安装的安装部(11)。
2.根据权利要求1所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属盖板(8)为一整块金属板。
3.根据权利要求1所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的盖板通孔(9)为圆形、方形、多边形中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：连接每个LED芯片(7)与连接电路(3)的芯片焊盘(4)设置在相应的LED芯片(7)的周边。
5.根据权利要求1至4项任一项所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属盖板(8)的厚度为0.5毫米至2毫米。
6.根据权利要求1至4项任一项所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的金属热沉(1)、绝缘层(2)和金属盖板(8)采用高温压合而形成一体。
7.根据权利要求1至4项任一项所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的安装部(11)为同时穿过金属热沉(1)和金属盖板(8)的通孔。
8.根据权利要求1至4项任一项所述的集成式高功率紫外LED散热板，其特征在于：所述的固晶区(6)采用电镀金工艺制作，所述的芯片焊盘(4)采用电镀金工艺制作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 528400 Tongyi Industrial Park, Guzhen Town, Zhongshan City, Guangdong Province Applicant after: Zhongshan Guangsheng Semiconductor Technology Co., Ltd. Address before: 528400 Tongyi Industrial Park, Guzhen, Zhongshan City, Guangdong Province Applicant before: Zhongshan City Guangsheng Semiconductor Science & Technology Co., Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |