CN109368887A - 一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成 - Google Patents
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Abstract
本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,包括了一选择性可呈开放状的流体载具,以及一紫外线发光二极管模组。该流体载具可为具有任何形状的载体,其可为一杯体、一具有盖子的瓶体等。该无机封装的紫外线发光二极管模组则主要是由一金属封装体以及一发光二极管所组成的模组。通过发光二极管所发出的紫外光线,则可对容置于该流体载具内的流体进行杀菌的功效,从而达到提供洁净流体的目的。
Description
技术领域
本发明是有关于一种流体载体总成,尤其是关于一种可利用无机封装的紫外线发光二极管模组进行杀/灭菌的流体载体总成。
背景技术
紫外线光-UVC(UV-C 253.7nm)对于为害人体的细菌、病毒、微生物等,有极大的摧毁作用。其杀菌原理是细菌、病毒等单细胞微生物,经紫外线光-UVC照射,直接破坏其生命中枢DNA(去氧核醣核酸)及RNA(核醣核酸)结构,使得构成该微生物体的蛋白质无法形成,使其立即死亡或丧失繁殖能力。一般经紫外线光-UVC照射1~2秒钟内就可达到灭菌的效果。目前紫外线光-UVC已被证明能消灭细菌、病毒、霉菌、单细胞藻等微生物。
经过了近二百年的研究与发展,虽然有许多的消毒杀菌方式被发现,但对于大面积、大空间的物体表面杀菌及空气、水的消毒,紫外线光-UVC仍是被优先考虑的。紫外线光-UVC消毒法,具有快速、彻底、不污染、操作简便、使用及维护费用低等优点。
紫外线光-UVC消毒法比氯消毒法、臭氧消毒法都快速,高强度、高能量的紫外线光-UVC只要几秒钟即可彻底灭菌,而氯消毒法、臭氧消毒法则需数分钟以上。紫外线光-UVC消毒法,几乎对所有的细菌、病毒、寄生虫、病原体和藻类等均可有效杀灭,而且不会造成二次污染,不残留任何有毒物质,对被消毒的物体,无腐蚀性、无污染、无残留;电源关闭,紫外线-C便消失。而氯消毒法、臭氧消毒法不能有效消灭一些对人体危害更大的寄生虫类(如隐性孢囊虫、鞭毛虫等;氯消毒法、臭氧消毒法均会直接、间接的产生对人体致癌的有毒物质,影响人体健康。紫外线光-UVC消毒法,是目前世界上最先进、最有效、最经济的消毒法。
紫外线光-UVC对常见细菌、病毒的杀菌效率
由以上的图式可以清楚地知道,目前医学界所熟知的多数细菌、病菌基本上在遇到紫外线光-UVC时,都能以“秒杀”这一词来形容;也因为紫外线光-UVC有着如此快速杀菌的功效,许多研发人员便依紫外线光-UVC的特性来发展出相应的产品,以达到提供洁净水的目的;中国大陆专利号为:CN203741088 U的专利案中则可见到其主要是有关于一种紫外线饮水消毒器;其内容主要是有关于利用紫外灯管来进行杀/灭菌的功效,而利用紫外灯管来进行灭菌目的时,由于紫外灯管不会像日常用的日光灯那样会烧毁。反而,特殊的石英套管材料会出现一种光化学老化过程叫老化作用。这个变化会减少辐射到水中的紫外线能量。因此,现行市场上正逐渐减少利用紫外灯管的照射来杀/灭菌的装置,因为:
1、紫外灯管使用一段时间后会逐渐老化,紫外线照射强度会发生衰退;
2、紫外线的只能沿直线线传播,穿透能力弱,任何纸片、铅玻璃、塑胶都会大幅降低照射强度;
3、紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性,不可在有人的场所使用UV灯,更不可用眼睛直视点亮的灯管。
在一专利号为US6447721 B1的美国专利案中,则可见到其主要也是利用一紫外灯管来对容置在容器内的水进行消毒的步骤;中国大陆专利申请案CN104609502 A则又显示了另一种利用紫外灯管来进行杀菌、消毒的装置。
而在中国大陆专利号CN202760846 U则可在其说明书中见到下列的部份说明内容:本紫外LED杀菌饮水杯包含有黏贴层电池、导线、紫外发光二极管LED器件、白光发光二极管LED器件等器件。由其说明书以及相应的图式可知,在此件专利案中所提及的紫外发光二极管LED器件主要是一种设置在杯盖内的一裸晶晶片来发射出所需要的紫外光来进行消毒、灭菌的功效。由于在这专利内所发出的紫外光主要是由一裸晶晶片所发出,并在该裸晶晶片外部并没有设置任何对裸晶晶片呈保护作用的装置或是总成,以致于在使用一段时间后,由于在杯体内的水气会不断的侵(浸)入,而造成电路使用时间的减少,进而使得整个杀菌饮水杯在杀菌的功效上会因为时间的拉长而逐渐降低,甚至会因为电路因为水气的浸蚀所形成的短路而整个无法再达成其原先设计的目的。
再者,为了延长紫外光-UV-LED的使用年限,目前市场上则会在裸晶晶片的外部提供一具有防护作用的封装体,其主要则是在一基板的上方提供一有机的封装结构,并利用黏胶来将已固定在基板上的裸晶晶片予以封装于该基板上。由于裸晶晶片已受到了保护,因此在使用年限上确实较之于先前使用裸晶晶片来发射紫外光线来进行清毒功效的杀菌杯更佳,也对使用者而言在使用上更获得了保障。然而,众所周知的是,当LED晶片于通电发出所需要的紫外光时,仅需一、二秒钟时间,它的温度即可达到烫的等级(约110(或更高)摄氏度);在这么高温的环境下,若LED晶片封装体和基板间的黏合材料无法抵抗紫外线侵袭、黏合层强度不够或是工艺未顾虑到后续制程,产品将会迅速劣化、损坏而致造成了低妥善率。
另外一个因为LED晶片发光时产生的高温所产生的问题则是散热所衍生的。目前在市面上所形成的LED模组均无法有效且快速的对LED晶片所产生的热达成散热的目的,这是因为前面所提的封装体并不需要对热形成散热的功效;殊不知,因为现行的封装结构无法形成有效且快速的散热,由LED所形成的热会堆积在整个模组内,并进行对模组的各部件造成不可逆的损害。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一单一的进/出水口;而该紫外线发光二极管模组则位在一可盖合于该进/出水口的盖体的一侧,以可对容置于载体内的流体进行杀菌。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一单一的进/出水口;而该紫外线发光二极管模组则位在该载体的一侧,以可对容置于载体内的流体进行杀菌。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一入水口以及一出水口;该紫外线发光二极管模组可选择性地位于该入水口或该出水口一侧来对进入载体内的流体,或是流出的流体进行杀菌。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一入水口以及一出水口;该紫外线发光二极管模组可选择性地位于该载体内的一侧,以便对进入载体内的流体,或是流出的流体进行杀菌。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一入水口以及一出水口;一过滤片是可选择性地置放在该入水口或该出水口处,以分别选择性地对进水或是出水作出过滤杂质的作用。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一灭菌舱,并于该灭菌舱内分别地设有一入水口以及一出水口,该入水口以及该出水口分别位在载体灭菌舱相对的位置处。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的流体载体总成具有一载体,且在该载体内具有一灭菌舱,并于该灭菌舱内分别地设有一入水口以及一出水口,该入水口以及该出水口分别位在载体灭菌舱相对的位置处,同时,于该出水口处则是设置有一开关,以决定位在灭菌舱内的水是否由该出水口流出,以及水流的速度。
本发明的一目的在于提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成;其中,所述的紫外线发光二极管模组主要是因为使用材料皆为无机物,可以长期曝晒于紫外线照射范围而不被紫外线破坏,材料不会脆化且黏合层也不会剥离,因此可以避免掉目前产业所面临议题。
本发明再一目的即是所提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其中,该紫外线发光二极管模组是具有一陶瓷基板、一固设于该陶瓷基板的一侧的LED晶片、一无机材料上框,其形成于该陶瓷基板上方并和该陶瓷基板紧密结合,以将该LED晶片围绕于其内部,以及,一石英玻璃,其和该无机材料上框形成气密结合,以将该LED晶片密封于无机材料上框以及该陶瓷基板之间。
本发明再一目的即是所提供一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其中,该紫外线发光二极管模组是具有一陶瓷基板、一金属化合物层,其形成于该陶瓷基板的相对二面、一图案化铜层,其形成于该金属化合物层的一面、一第二金属化合物层,其形成于该图案化铜层上方、一LED晶片,其形成于该第二金属化合物层之上,并和该图案化铜层形成电性连接、一无机材料上框,其形成于该第二金属化合物层上方;以及一石英玻璃,其和该无机材料上框形成气密结合,以将该图案化铜层以及该LED晶片密封于无机材料上框以及该陶瓷基板之间。
附图说明
图1A为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成一实施例的剖面示意图,其中,盖体呈现开启的状态;
图1B为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成一实施例的剖面示意图,其中,盖体呈现关闭的状态,以便紫外线发光二极管模组可对存放于载体内的流体进行灭菌程序;
图2A为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成的剖面示意图,其中,该紫外线发光二极管模组是置放于灭菌舱下方的右侧处,且该盖体系呈现开启的状态;
图2B为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成的剖面示意图,其中,该紫外线发光二极管模组是置放于灭菌舱下方的右侧处,且该盖体呈现关闭的状态;
图3A、3B为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成再一实施例的剖面示意图,其中,该载体具有一进水口、一出水口、一灭菌舱,以及可一并将该进水口以及该出水口关闭以及开启的盖体;其中,一滤片是设置在进水口内;
图4A、4B为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成再一实施例的剖面示意图,其中,该载体系具有一进水口、一出水口、一灭菌舱,以及可分别地将该进水口以及该出水口予以关闭以及开启的第一盖体、第二盖体;其中,一滤片是设置在出水口内;
图5为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成的平面分解图;
图6为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成中紫外线发光二极管模组的平面分解图;
图7为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成中紫外线发光二极管模组组合后的剖面示意图;
图7A为本发明所使用紫外线发光二极管模组的杀菌效率和有效距离的示意图;
图8为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成中紫外线发光二极管模组组合后的动作剖面示意图;
图9为本发明一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成组合后的部分剖面动作示意图;
图10为本发明中紫外线发光二极管装置的陶瓷电路载板制程剖面示意图;
图11为本发明中紫外线发光二极管装置的陶瓷电路载板制程另一实施例的剖面示意图;
图12为本发明中紫外线发光二极管装置的无机材料上框结构的剖面示意图;
图13为本发明中紫外线发光二极管装置的无机材料上框结构另一实施例的剖面示意图;
图14为本发明中紫外线发光二极管装置的无机材料上框结构再一实施例的剖面示意图;
图15为本发明中紫外线发光二极管装置的陶瓷电路载板与无机材料上框结合时的温度与压力的关系示意图;
图16为本发明中紫外线发光二极管装置的石英玻璃实施例剖面示意图;以及
图17为本发明中紫外线发光二极管装置结合后的立体示意图。
具体实施方式
以下有关于本发明各实施例的说明均旨在提供一说明性的陈述,对于各(零)元件、装置的说明均为实施例性的阐述其结构或功能;而对于这些说明或阐述的解释亦应以其合理、适切的方式来看待,而不应以限制性的方式来对其中任何一部份的阐述作出不同于一般熟于此项技艺者所熟知的方式、文字来作出注解。而为了能加强对于各元件、装置说明的易于了解,对于每一元件或装置于介绍时,均会赋与各介绍的元件或装置一附图标记;而对于本发明具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成于介绍时,其开始的附图标记是10,其后,各元件或装置于依次介绍时,则是依序由10开始而逐次的赋与不同的附图标记。
请参阅图1A、图1B、图2A以及图2B,其中,本发明一较佳实施例中所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成具有一载体10,且于该载体10内,则是定义出一个灭菌舱11,灭菌舱11一端是为一作为是灭菌舱11的进水口以及出水口一体,且和该灭菌舱11相连通的开口12,而在该开口12的一侧则是可将该开口12予以呈现开启或是关闭状态的盖体13。本发明一较佳实施例中所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成于该载体10的一侧则是还具有一紫外线发光二极管(UVC LED)模组20。该紫外线发光二极管模组20于本实施例中是置放在该灭菌舱11的下方;如图中所示,该紫外线发光二极管模组20可选择性地设置在该灭菌舱11的下方左侧,或是该灭菌舱11的右侧;但,其亦可置放在该灭菌舱11的旁侧。如图1B所示,该紫外线发光二极管模组20是可选择性地置放在于该灭菌舱11的左侧,或是右侧。
本实施例的操作法即是将盖体13先行打开后,将欲饮用的流体(例如是开水、自来水或是任何适用的流体)自开口12处引入,并储存于灭菌舱11内。之后,则是将盖体13盖合于该开口12上,以便该紫外线发光二极管模组20能发出紫外线光,来对存放于该灭菌舱11内的流体进行杀/灭菌作用。而在杀灭菌作用完成后,使用者可再一次的打开该盖体13来饮用杀菌后干净的流体。
请参阅本案所附图式的图3A、图3B,由图式中可见及本发明所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成具有一载体10,且于该载体10内,则是定义出一个灭菌舱11,灭菌舱11一端是为封闭,而另一端则是定义着灭菌舱11的一进水口111以及一出水口112。于该进水口111以及该出水口112之间,则是由一开关113来控制着其间的连通,而在该进水口111以及该出水口112的一侧则是可将该进水口111以及该出水口112予以呈现开启或是关闭状态的盖体13。同时,于该灭菌舱11下方,对准着该进水口111处,则是设置着一紫外线发光二极管模组20;再者,于该进水口111的水道处则是设置着一可过滤杂质的过滤装置14。该过滤装置14可以为一包含活性碳于其内部的滤片,或是其它具有等效功效的过滤元件;亦即,凡是熟于过滤流体杂质此项技艺者而言,任何具有等效过滤的商业产品均可视为是本发明一实施例。
由以上的说明可知,当本发明的这一具体实施例于使用时,使用者先行打开盖体13,并将流体顺着该进水口111引入于左侧的灭菌舱10。而当流体于流入位于左侧的灭菌舱10之前,则是通过该过滤装置14来将流体内的杂质予以过滤掉,之后,则是流入位在左侧的灭菌舱11,并静置其中。于此实施例中,该紫外线发光二极管模组20可针对流体于流入进水口111时,即开始对流体进行杀/灭菌;同时,亦可像如图3B所示,在流体静置于左侧的灭菌舱11后,将该盖体13予以关闭,然后,再利用紫外线发光二极管模组20来对位在进水口111下方的灭菌舱11内的流体来进行杀/灭菌。在进行完杀/灭菌后,将该开关113打开,以让流体流入到洁净的右侧灭菌舱11之内,以供使用者饮用。
请参阅本发明所附图式的图4A以及图4B,其中可见及本发明所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成具有一载体10,且于该载体10内,则是定义出一个灭菌舱11,灭菌舱11一端是为封闭,而另一端则是定义着灭菌舱11的一进水口111以及一出水口112。于该进水口111以及该出水口112之间,则是由一开关113来控制着其间的连通,而在该进水口111以及该出水口112的一侧则是设置着可将该进水口111以及该出水口112予以呈现开启或是关闭状态的第一盖体131,第二盖体132。同时,于该灭菌舱11下方,对准着该出水口112,则是设置着一紫外线发光二极管模组20;再者,于该出水口112的水道处则是设置着一可过滤杂质的过滤装置14。该过滤装置14可以为一包含活性碳于其内部的滤片,或是其它具有等效功效的过滤元件;亦即,凡是熟于过滤流体杂质此项技艺者而言,任何具有等效过滤的商业产品均可视为是本发明一实施例。
由以上的说明可知,当本发明的这一具体实施例于使用时,使用者先行打开第一盖体131,并将流体顺着该进水口111引入于左侧的灭菌舱10,并静置其中。在流体静置于左侧的灭菌舱11后,将该第一盖体131予以关闭,然后,当使用者欲饮用存放在载体10内的流体时,使用者可将该开关113打开,以连通左、右二侧的灭菌舱11,以可使得流体得以流向右侧的灭菌舱11;之后,再利用紫外线发光二极管模组20来对位在出水口112下方的灭菌舱11内的流体来进行杀/灭菌。在进行完杀/灭菌后,当使用者欲饮用流体时,则打开该第二盖体132,让流体先行流经该过滤装置14,以可将流体内的杂质予以去除,此即为出水过滤。
请参阅本发明所提供图式的图5,其中,本发明所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成具有一呈中空的载体10、一紫外线发光二极管模组20以及一盖体30。
如图6,该紫外线发光二极管模组20包括了一上盖体21、一本体22以及一下盖体23;该上盖21可利用,例如是螺合的方式来紧密地结合于该本体22一侧,并具有一进水口211,且其中,该上盖21为一环状体,且在环状体的内侧面则是设置了内螺纹212。于本体22基本上亦为一环状体,其一侧是设置了一体成型的颈部21,且在颈部21的外侧面则是设置了可配合着上盖21内螺纹212的外螺纹222;再者,于该本体22的一侧则是设置了一出水口223,该出水口223的位置是和该上盖21的进水口211相互错开设置,最佳地,其间最好是呈180度的间隔角度,另外,于该本体22内,则是设置了一可发出紫外光(UV)的紫外线发光二极管装置224;于该本体22内部则是环设了一肩部225,并在该肩部225的一自由面处,则是设置了内螺纹226;该下盖23是可紧密地通过形成在其外侧面的外螺纹231来配合着该内螺纹226而结合于该本体22之内,而在该下盖23结合于该本体22内后,则连同着该上盖21来一并地在该紫外线发光二极管模组20内界定出一灭菌舱(未标示)。
请参看本发明所提供图式的图7、图8以及图9所示,其中,本发明所提供的一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成中的紫外线发光二极管模组20于组合后,可见,该上盖21通过该内、外螺纹212/222间的螺合而将该上盖21结合于该本体的颈部221,同时,在将该下盖23结合于该肩部25时,亦通过该内、外螺纹226/231间的配合而将该下盖23结合于该本体22的内部。此时,可见到在该进水口211以及该出水口223之间,则是界定着一灭菌舱24,而该紫外线发光二极管装置224则是位在该灭菌舱24的一侧。值得注意的是,如图7A所示,本发明所提供的紫外线发光二极管模组20于使用时,其在定额功率P(例如是25mW)时,其有效的杀菌距离D为三公分(3cm),且P∝kD,k为不为零的常数。依据研究结果可知,在本发明此一实施例中所界定的灭菌舱24的高度,亦即该上盖21到该本体22设置该颈部221的一侧面间的距离,最好是为三公分,如此,直接设置在该本体22相对于该颈部221相对一侧的紫外线发光二极管装置224所发出的紫外线光束才能充满了该灭菌舱24,并对存放在该灭菌舱24内的流体作出杀/灭菌,才能达到符合前述杀/灭菌的功效。
请参阅本发明所提供图式的图8、图9;其中,当本发明的紫外线发光二极管模组20于组合后,当可发现该进水口211和该出水口223相互错位设置;而当流体自进水口211依箭头A的方向流入灭菌舱24时,该紫外线发光二极管装置224即可开始对流动的流体进行杀/灭菌;亦即,该紫外线发光二极管装置224发出有效的紫外线光线,并依前述呈约120度的角度扩散于该灭菌舱24内部,以对流动的流体进行完整且全面的杀/灭菌。此时,由于进水口211高于该出水口223,故无菌的流体(杀/灭菌后的流体)会依位能差而自动地流入到下盖23,并由在下盖的开口232流出。此时,配合着将该载体10结合于该本体22处时,即可由该本体10来承接由该开口232处流出的无菌流体,并存于其间。使用者欲使(饮)用无菌流体时,仅需将该载体10和该本体相互分离即可使(饮)用。再者,该盖体30和该上盖21间的结合可以紧配合的方式,或是以内、外螺纹的方式来加以结合;而该本体22和该载体10间的结合亦可通过配合的方式,或是以内、外螺纹的方式来加以结合。
虽说前述经过杀/灭菌的流体可通过位能差的方式而自动地流入到该载体10内部;但为能增加杀/灭菌的功效,也就是说,当该灭菌舱24的空间较大,而需要较多的杀/灭菌时间时,可在该开口232处设置一开关25来控制流体往该载体10的流速以及流量。值得注意的是,若仅直接利用位能差来将流体导入该载体10内时,则该下盖23亦可去除,同时,该开关25也呈现出一种选择性的配置。
再者,该紫外线发光二极管装置224是利用一层陶瓷基板作为底板,之后堆叠数层金属于底板上,来形成陶瓷电路载板,之后,则是将一发光二极管的裸晶直接地固设于其与无机材料上框黏合后,完成导线架,再利用相同技术分别将紫外线发光二极管与陶瓷电路载板结合及石英玻璃与无机材料上框结合,完成SMD封装结构。
再者,值得注意的是,本发明中紫外线发光二极管装置224主要是包括了一基板、一上框以及一石英玻璃所组成;以下则就各部件的材料以及其制程分别的作出介绍。
由于各部件有不同制法,且其效果亦都可达到本发明中紫外线发光二极管装置欲达到的目的,故而在后续段落中将分几大部分论述;先描述陶瓷电路载板(基板)种类、无机材料上框种类及陶瓷电路载板与无机材料上框的接合法,再描述石英玻璃加工,紫外线发光二极管及石英玻璃与无机材料上框的接合法种类。
陶瓷电路载板实施例一:请参阅图10,准备一陶瓷基板10a,先以雷射于基板上施打贯穿孔洞为通孔;由于一般雷射在形成通孔时,其进孔为直径较大的孔,而出孔则因为能量消耗,致形成为直径较小的孔。接着以溅镀的方式在陶瓷基板10于形成通孔的侧壁面以及上下表面处形成一钛层12a(厚度介于0.01μm~10μm)。其后,以黄光显影制程,将不是电路图案的区域,以光阻覆盖后,施以电镀方式电镀一层铜层14于钛层12a上方,并填满前述的通孔,以形成一铜柱16;铜柱16则是电镀铜层14时回填雷射钻孔的通孔,形成正反面导通的双面电路。至此,形成图案化铜层14,厚度介于0.01μm~700μm,以铜做为金属结合层。
陶瓷电路载板实施例二:请参阅图11,制程前段与陶瓷电路载板实施例一相同,差异点为后续制程步骤;为了保护铜层电路避免与后续堆叠金属产生反应,可再电镀一隔离用的镍层20a,厚度介于0μm~10μm,镍层20a亦可视产品需求来决定是否必要设置,之后,再于其上方以电镀方式设置一层金层22a,以作为金属结合层的部分,其厚度介于0.05μm~20μm,至此,完成陶瓷电路载板,由下而上依照顺序堆叠的金属层分别为钛、铜、镍、金,因为堆叠了数层金属,电镀技术的均匀性要求精度高为其重点。
陶瓷电路载板实施例三:在这一较佳实施例中,主要是以金锡合金层取代在实施例二中的金层22a;金锡比例有Au:Sn=80:20、Au:Sn=73:27和Au:Sn=10:90等不同比例,金锡合金层厚度是介于0.3μm~5μm之间。
无机材料上框实施例一:请参阅图12;在此实施例为准备一中心点开孔32的铝框30a,并于铝框上下及开孔侧壁镀上一镍层20a,厚度0.1μm~3μm作为中介层后再于镍层20a上镀上金属结合层,金层22a,其厚度为0.05μm~20μm,同样电镀技术的均匀性要求精度高为其重点。
无机材料上框实施例二:制作方法与无机材料上框实施例一相似,唯一的不同在于将金属结合层金层22a换成金锡合金。
无机材料上框实施例三:请参阅图13,上框材料选择与陶瓷电路载板相同的陶瓷材料10a,陶瓷表面溅镀一层中介钛层12a,厚度介于0.01μm~10μm,钛层12a主要为结合陶瓷与铜,铜层14厚度介于0.01μm~700μm,为了保护铜层14避免与后续堆叠金属产生反应,需再电镀一隔离用的镍层20a,厚度介于0μm~10μm,镍层20a是否必要应看产品需求,也可忽略并直接电镀金层22a,即为金属结合层的部分,其厚度介于0.05μm~20μm,最后步骤为开孔32,以雷射贯穿陶瓷基板开洞。
无机材料上框实施例四:制程与无机材料上框实施例三相似,唯一不同之处在于以金锡合金层取代陶瓷上框实施例三的金层22a,金锡比例有Au:Sn=80:20、Au:Sn=73:27和Au:Sn=10:90等不同比例,厚度介于0.3μm~5μm之间。
无机材料上框实施例五:请参阅图14,上框材料选择与陶瓷电路载板相同的陶瓷材料10a,陶瓷表面溅镀一层中介钛层12a,厚度介于0.01μm~10μm,钛层12a主要为结合陶瓷与铜,铜层14厚度介于0.01μm~700μm,与陶瓷电路载板接触面制作到铜层14后即停止。另一面与石英玻璃结合的部分,为了保护铜层14避免与后续堆叠金属产生反应,需再电镀一隔离用的镍层20a,厚度介于0μm~10μm,镍层20a是否必要应看产品需求,也可忽略并直接电镀金层22a,即为金属结合层的部分,其厚度介于0.05μm~20μm,最后步骤为开孔32,以雷射贯穿陶瓷基板开洞。
陶瓷电路载板与无机材料上框接合方法实施例一:若选择陶瓷电路载板与无机材料上框的结合面都是金层,则通过ICH技术(Inorganic Ceramic Heterogeneity)中改良自扩散焊(Diffusion Bonding)制程完成GGI(Gold to Gold Integration)结合,将陶瓷上框与陶瓷电路载板对位贴合,水平置入低温高压腔体内,温度与压力的关系图请参阅图15所示,y=-0.025x+300为温度与压力的关系方程式(压力为x,温度为y),以数线0~8000kg为左右极限,最高温为500℃,此梯形范围内的面积,再搭配热压时间为30分钟~90分钟方可完成SMD封装结构,上述三项制程参数依照需求的不同而有所调整,且因为在降温过程中,压力始终保持在最高压状态直到恢复常温,依照此步骤所产生的键结力,可达到10MPa~30MPa不等,足以抵抗此产品在使用时,紫外线发光二极管产生的热能造成产品不同材料结构层间的热涨冷缩应力,而不会使产品产生翘曲甚至黏合层剥离。
陶瓷电路载板与无机材料上框接合方法实施例二:若选择陶瓷电路载板与无机材料上框的结合面都是铜层,通过ICH技术(Inorganic Ceramic Heterogeneity)中改良自扩散焊(Diffusion Bonding)制程完成CCI(Copper to Copper Integration)接合,将无机材料上框与陶瓷电路载板对位贴合后,进入低温高压制程,同样可以产出具有高键结力的黏合层。
陶瓷电路载板与无机上框接合方法实施例三:若选择陶瓷电路载板与无机材料上框的结合面,至少一层为金锡层时,通过ICH技术(Inorganic Ceramic Heterogeneity)中改良自软钎焊(Soldering)制程,并应用特定的金锡共晶组成的合金(EutecticComposition)做为熔填物的材料,将无机上框与陶瓷电路载板对位贴合后,进入低温高压制程,同样可以产出具有高键结力的黏合层。
紫外线发光二极管与陶瓷电路载板结合实施例:因紫外线发光二极管晶粒的金属结合层为金锡合金,于洁净环境下施以280℃~320℃的温度及适当压力,将发光二极管与陶瓷电路载板结合。
石英玻璃实施例一:请参阅图16;石英玻璃40切割尺寸对应无机玻璃上框需求,于接合面溅镀一层钛层12a,厚度后,再电镀上一层金层22a,厚度即为金属结合层。
石英玻璃实施例二:制程与石英玻璃实施例一相似,唯一不同在于将金层22a换成金锡合金。
石英玻璃与无机材料上框接合法实施例:若选择无机材料上框与石英玻璃的金属结合层至少一为金锡层,于洁净环境下施以280℃~320℃的温度及适当压力,将石英玻璃与无机材料上框结合。值得注意的是,石英玻璃可为一凸透镜,并设置在前述的无机材料上框之内;也可为一平面型石英玻璃,而设置在前述无机材料上框之上。
请参阅图17;以上各部件所使用材料种类排列组合繁多,仅为完成一种紫外线发光二极管无机接合SMD封装结构的各部件及结合制法,其整体结构为陶瓷电路载板40为底层,紫外线发光二极管44单颗或数颗贴覆在陶瓷电路载板上,而无机材料上框42结合下方的陶瓷电路载板与上方的石英玻璃46完成完整的封装结构。
当不能以此限定本发明的实施范围,即依照本发明申请专利范围及发明说明书内容所做的等效果修饰与变化,仍应属于本发明专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于,其包括:
一载体,其一侧为一开口侧,用以承装流体于其内;
一盖体,其选择性地开启或关闭该载体开口侧;
一灭菌舱,其界定于该盖体以及该载体之间;以及
一含有金的紫外线发光二极管模组,其位在该载体内一侧,以发出紫外线来对流经该灭菌舱的流体进行杀/灭菌。
2.如权利要求1所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:还包括一进水口以及一出水口。
3.如权利要求2所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该进水口以及该出水口合为一开口,且是设置在该载体的一侧。
4.如权利要求1所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该紫外线发光二极管模组位在该灭菌舱的外部一侧。
5.如权利要求2所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:还包括一过滤装置。
6.如权利要求5所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该过滤装置是选择性地设置在该进水口以及该出水口。
7.如权利要求1所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该紫外线发光二极管模组包括了一紫外线发光二极管装置,其可发出紫外线光束来对位在灭菌舱内的流体进行杀/灭菌。
8.如权利要求2或3所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该灭菌舱和该进水口以及该出水口相连通。
9.如权利要求2、5或6所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于:该盖体包括了第一盖体来对该进水口进行选择性地开启以及关闭,以及第二盖体,来对该出水口进行选择性地开启以及关闭。
10.如权利要求1或7所述的具无机封装的紫外线发光二极管模组的流体载体总成,其特征在于,该无机封装的紫外线发光二极管模组为一由下列群组中的材料择一而形成:镍、镍金层、镍铜层、镍钯金层或金锡合金层。
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