CN113571506B - 一种紫外发光二极管封装模组结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种紫外发光二极管封装模组结构，涉及LED封装技术领域，陶瓷基板正面设有连接正极焊盘和负极焊盘的线路层，线路层上连接有发光二极管，正极焊盘、负极焊盘、线路层和发光二极管能够形成导通电路，发光二极管位于内腔内；金属围坝层与陶瓷基板相对的一面设有围坝层沟槽，围坝层沟槽用于线路层的通过，围坝层沟槽内表面与对应的线路层表面之间存在间隙；可伐合金连体出光杯与陶瓷基板相对的一面上设有与线路层相对应的出光杯沟槽，出光杯沟槽内表面与对应的线路层表面之间存在间隙，可伐合金连体出光杯内设有与各发光二极管对应的出光杯口；陶瓷基板背面固定设有背面金属层。本发明保证陶瓷基板的强度，提高紫外发光二极管的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，特别是涉及一种紫外发光二极管封装模组结构。
背景技术
深紫外发光二极管(UVC LED)具有可靠性高、寿命长、反应快、功耗低、环保无污染的特点，被广泛应用于消毒杀菌领域，封装模组可以实现深紫外发光二极管高辐射能量高集中出光，实现对细菌、病毒等瞬间消杀效果。
现有技术中封装模组采用陶瓷基板开通孔，通孔内电镀金属导通紫外发光二极管工艺，封装模组背面相互导通线路通过涂抹绝缘油墨实现与背面铜层绝缘，实现多芯紫外发光二极管芯片与封装模组正负极焊盘互联，可伐合金连体出光杯通过粘合剂与封装模组结合一起。由于可伐合金连体出光杯和电镀围坝是金属结构，不能与正面线路层接触，不存在线路层通过的结构，无法实现金属与正面线路的共面存在，通过在陶瓷基板上开设通孔并在通孔内电镀金属以导通陶瓷基板正面与背面，这样就不能保证陶瓷基板整体结构完整性，从而减弱了陶瓷基板耐受力与耐热的整体强度，而且陶瓷背面承担电路导通功能，其陶瓷背面电镀铜层，陶瓷背面还需要分出电路导通需要的绝缘区域，陶瓷背面中的绝缘区域增加，减少了陶瓷基板背面的电镀铜层散热导热区域面积，从而减弱了功率封装模组散热通道的导热能力，增加了紫外发光二极管的结温，从而降低了紫外发光二极管长久稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外发光二极管封装模组结构，以解决上述现有技术存在的问题，保证陶瓷基板的强度，提高紫外发光二极管的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种紫外发光二极管封装模组结构，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板正面固定设有正极焊盘、负极焊盘和金属围坝层，所述金属围坝层在所述陶瓷基板正面形成有内腔，所述正极焊盘和所述负极焊盘位于所述内腔外，所述金属围坝层远离所述陶瓷基板的一端固定设有透镜，所述透镜用于封闭所述内腔，所述内腔内固定设有可伐合金连体出光杯，所述陶瓷基板正面还设有连接所述正极焊盘和所述负极焊盘的线路层，所述线路层上连接有至少一个发光二极管，所述正极焊盘、所述负极焊盘、所述线路层和各所述发光二极管能够形成导通电路，各所述发光二极管均位于所述内腔内；所述金属围坝层与所述陶瓷基板相对的一面上设有围坝层沟槽，所述围坝层沟槽用于所述线路层的通过，所述围坝层沟槽内表面与所述线路层经过所述围坝层沟槽的部分的表面之间存在间隙；所述可伐合金连体出光杯与所述陶瓷基板相对的一面上设有与所述线路层相对应的出光杯沟槽，所述出光杯沟槽内表面与所述线路层中和所述出光杯沟槽对应的部分的表面之间存在间隙，所述可伐合金连体出光杯内设有与各所述发光二极管对应的出光杯口；所述陶瓷基板背面固定设有背面金属层。
优选的，所述线路层周围的所述陶瓷基板正面固定设有正面金属层，所述正面金属层与所述线路层之间存在间隙，所述金属围坝层固定设置于所述正面金属层表面，所述可伐合金连体出光杯与所述陶瓷基板相对的一面与所述正面金属层表面焊接固定连接，所述可伐合金连体出光杯外侧面与所述内腔侧面焊接固定连接。
优选的，所述出光杯口的内表面为倒锥形结构，所述出光杯口靠近所述陶瓷基板的端口直径小于所述出光杯口远离所述陶瓷基板的端口直径。
优选的，所述出光杯口内表面抛光或镀高反射材料处理。
优选的，所述背面金属层包括背面第一铜层和背面第二铜层，所述背面第一铜层为在所述陶瓷基板背面电镀铜形成，所述背面第二铜层为在所述背面第一铜层表面电镀铜形成。
优选的，所述正面金属层和所述线路层为在所述陶瓷基板正面电镀铜形成，所述金属围坝层为在所述正面金属层表面电镀铜形成。
优选的，所述可伐合金连体出光杯与所述正面金属层和所述金属围坝层通过银铜焊料焊接固定。
优选的，还包括保护二极管，在所述线路层上，各所述发光二极管均并联连接有一个所述保护二极管。
优选的，所述金属围坝层远离所述陶瓷基板的一端设有台阶，所述透镜固定设置于所述台阶上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供一种紫外发光二极管封装模组结构，通过在金属围坝层与陶瓷基板相对的一面上设置围坝层沟槽，在可伐合金连体出光杯与陶瓷基板相对的一面上设置出光杯沟槽，使得线路层、各发光二极管与正极焊盘和负极焊盘在陶瓷基板的正面上即可形成导通电路，避免了在陶瓷基板上开设通孔，保证了陶瓷基板的结构完整性和整体强度，不需要在陶瓷基板背面设置导通发光二极管的电路层，使得陶瓷基板背面不需要设置电路层绝缘区域，保证背面金属层为一个完整的面状金属层，提高了陶瓷基板背面的散热导热区域面积，提高了功率封装模组散热通道的导热能力，降低紫外发光二极管芯片的结温温度，从而保证了紫外发光二极管长久稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明提供的紫外发光二极管封装模组结构的正面结构示意图；
图2为图1中紫外发光二极管封装模组结构的背面结构示意图；
图3为图1中紫外发光二极管封装模组结构中陶瓷基板、正极焊盘、负极焊盘、金属围坝层和线路层的结构连接示意图；
图4为图1中紫外发光二极管封装模组结构的剖视图；
图5为图1中紫外发光二极管封装模组结构中的金属围坝层的立体结构示意图；
图6为图1中紫外发光二极管封装模组结构中的可伐合金连体出光杯的立体结构示意图；
图7为本发明中金属围坝层、可伐合金连体出光杯、正面金属层通过银铜焊料焊接的结构示意图；
图8为图4中Ⅰ部分的局部放大图；
图中：100-紫外发光二极管封装模组结构、1-陶瓷基板、2-正极焊盘、3-负极焊盘、4-金属围坝层、5-内腔、6-台阶、7-透镜、8-可伐合金连体出光杯、9-线路层、10-发光二极管、11-围坝层沟槽、12-出光杯沟槽、13-出光杯口、14-背面金属层、15-正面金属层、16-背面第一铜层、17-背面第二铜层、18-保护二极管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种紫外发光二极管封装模组结构，以解决现有技术存在的问题，保证陶瓷基板的强度，提高紫外发光二极管的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图8所示，本实施例提供一种紫外发光二极管封装模组结构100，包括陶瓷基板1，陶瓷基板1正面固定设有正极焊盘2、负极焊盘3和金属围坝层4，金属围坝层4在陶瓷基板1正面形成有内腔5，正极焊盘2和负极焊盘3位于内腔5外，金属围坝层4远离陶瓷基板1的一端固定设有透镜7，透镜7用于封闭内腔5，内腔5内固定设有可伐合金连体出光杯8，陶瓷基板1正面还设有连接正极焊盘2和负极焊盘3的线路层9，线路层9上连接有至少一个发光二极管10，正极焊盘2、负极焊盘3、线路层9和各发光二极管10能够形成导通电路，各发光二极管10均位于内腔5内；金属围坝层4与陶瓷基板1相对的一面上设有围坝层沟槽11，围坝层沟槽11用于线路层9的通过，围坝层沟槽11内表面与线路层9经过围坝层沟槽11的部分的表面之间存在间隙；可伐合金连体出光杯8与陶瓷基板1相对的一面上设有与线路层9相对应的出光杯沟槽12，出光杯沟槽12内表面与线路层9中和出光杯沟槽12对应的部分的表面之间存在间隙，可伐合金连体出光杯8内设有与各发光二极管10对应的出光杯口13；陶瓷基板1背面固定设有背面金属层14。
通过在金属围坝层4与陶瓷基板1相对的一面上设置围坝层沟槽11，在可伐合金连体出光杯8与陶瓷基板1相对的一面上设置出光杯沟槽12，使得线路层9、各发光二极管10与正极焊盘2和负极焊盘3在陶瓷基板1的正面上即可形成导通电路，避免了在陶瓷基板1上开设通孔，保证了陶瓷基板1的结构完整性和整体强度，不需要在陶瓷基板1背面设置导通发光二极管10的电路层，使得陶瓷基板1背面不需要设置电路层绝缘区域，保证背面金属层13为一个完整的面状金属层，提高了陶瓷基板1背面的散热导热区域面积，提高了功率封装模组散热通道的导热能力，降低紫外发光二极管芯片的结温温度，从而保证了紫外发光二极管长久稳定性。其中，正极焊盘2和负极焊盘3分别设置于陶瓷基板1两端，金属围坝层4两端均设有围坝层沟槽11，以便线路层9两端分别通过两端的围坝层沟槽11与正极焊盘2和负极焊盘3相连。
如图3-图4和图7所示，本实施例中，线路层9周围的陶瓷基板1正面固定设有正面金属层15，正面金属层15与线路层9之间存在间隙，金属围坝层4固定设置于正面金属层15表面，可伐合金连体出光杯8与陶瓷基板1相对的一面与正面金属层15表面焊接固定连接，可伐合金连体出光杯8外侧面与内腔5侧面焊接固定连接。其中，正面金属层15与正极焊盘2和负极焊盘3存在间隙，正面金属层15位于内腔5内的部分的表面形状与可伐合金连体出光杯8与陶瓷基板1相对的一面的表面形状一致，焊接时，在正面金属层15位于内腔5内的部分的表面以及内腔5的侧面均匀涂抹焊料，在高温下实现可伐合金连体出光杯8、正面金属层15和金属围坝层4之间的金属焊接，从而保证可伐合金连体出光杯8的连接牢固性。
如图1、图4和图6-图7所示，本实施例中，出光杯口13的内表面为倒锥形结构，出光杯口13靠近陶瓷基板1的端口直径小于出光杯口13远离陶瓷基板1的端口直径，提高发光二极管10的出光利用率。
本实施例中，出光杯口13内表面抛光或镀高反射材料处理，进一步提高发光二极管10的出光利用率。
如图2、图4和图8所示，本实施例中，背面金属层14包括背面第一铜层16和背面第二铜层17，背面第一铜层16为在陶瓷基板1背面电镀铜形成，背面第二铜层17为在背面第一铜层16表面电镀铜形成。背面第一铜层16和背面第二铜层17均是一个完整的整体，不设有任何绝缘区域，保证了封装模组背面散热面积，提升了封装模组到散热鳍片的散热能力，从而降低了紫外发光二极管芯片的结温温度。
本实施例中，正面金属层15和线路层9为在陶瓷基板1正面电镀铜形成，金属围坝层4为在正面金属层15表面电镀铜形成，制备方便，镀层厚度可控。
本实施例中，可伐合金连体出光杯8与正面金属层15和金属围坝层4通过银铜焊料焊接固定，焊接时，在正面金属层15位于内腔5内的部分的表面以及内腔5的侧面均匀涂抹银铜焊料后，通过600℃-1000℃的高温实现可伐合金连体出光杯8、正面金属层15和金属围坝层4之间的金属焊接。
如图1所示，本实施例中，还包括保护二极管18，在线路层9上，各发光二极管10均并联连接有一个保护二极管18，能够对发光二极管10进行保护，可以延长发光二极管10的使用寿命。
如图3-图4和图8所示，本实施例中，金属围坝层4远离陶瓷基板1的一端设有台阶6，透镜7固定设置于台阶6上，提高透镜7的连接稳定性。
本发明提供的封装模组结构通过可伐合金连体出光杯背面设有出光杯沟槽与金属围坝层底部设有围坝层沟槽，实现整个封装模组紫外发光二极管芯片导通，陶瓷基板不设有通孔结构，从而保证了整个封装模组使用的陶瓷基板强度，背面金属层为一个完整的面状金属层，提高了陶瓷基板背面的散热导热区域面积，提升封装模组的整体散热性能，从而降低了紫外发光二极管芯片的结温温度，提高了紫外发光二极管芯片稳定性。
本发明提供的封装模组结构通过金属银铜焊料把可伐合金连体出光杯与正面金属层、金属围坝层焊接成一个整体，不采用化学粘合剂实现可伐合金连体出光杯的固定，避免化学粘合剂长期在高温环境中造成的粘合强度性能降低的弊端；可伐合金连体出光杯焊接长久牢固，对紫外发光二极管芯片起到长久保护，可伐合金出光杯的倒锥形的出光杯口也提升了紫外发光二极管芯片出光效率。
本发明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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种紫外发光二极管封装模组结构，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板正面固定设有正极焊盘、负极焊盘和金属围坝层，所述金属围坝层在所述陶瓷基板正面形成有内腔，所述正极焊盘和所述负极焊盘位于所述内腔外，所述金属围坝层远离所述陶瓷基板的一端固定设有透镜，所述透镜用于封闭所述内腔，所述内腔内固定设有可伐合金连体出光杯，其特征在于：所述陶瓷基板正面还设有连接所述正极焊盘和所述负极焊盘的线路层，所述线路层上连接有至少一个发光二极管，所述正极焊盘、所述负极焊盘、所述线路层和各所述发光二极管能够形成导通电路，各所述发光二极管均位于所述内腔内；所述金属围坝层与所述陶瓷基板相对的一面上设有围坝层沟槽，所述围坝层沟槽用于所述线路层的通过，所述围坝层沟槽内表面与所述线路层经过所述围坝层沟槽的部分的表面之间存在间隙；所述可伐合金连体出光杯与所述陶瓷基板相对的一面上设有与所述线路层相对应的出光杯沟槽，所述出光杯沟槽内表面与所述线路层中和所述出光杯沟槽对应的部分的表面之间存在间隙，所述可伐合金连体出光杯内设有与各所述发光二极管对应的出光杯口；所述陶瓷基板背面固定设有背面金属层。
2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述线路层周围的所述陶瓷基板正面固定设有正面金属层，所述正面金属层与所述线路层之间存在间隙，所述金属围坝层固定设置于所述正面金属层表面，所述可伐合金连体出光杯与所述陶瓷基板相对的一面与所述正面金属层表面焊接固定连接，所述可伐合金连体出光杯外侧面与所述内腔侧面焊接固定连接。
3.根据权利要求1所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述出光杯口的内表面为倒锥形结构，所述出光杯口靠近所述陶瓷基板的端口直径小于所述出光杯口远离所述陶瓷基板的端口直径。
4.根据权利要求3所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述出光杯口内表面抛光或镀高反射材料处理。
5.根据权利要求1所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述背面金属层包括背面第一铜层和背面第二铜层，所述背面第一铜层为在所述陶瓷基板背面电镀铜形成，所述背面第二铜层为在所述背面第一铜层表面电镀铜形成。
6.根据权利要求2所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述正面金属层和所述线路层为在所述陶瓷基板正面电镀铜形成，所述金属围坝层为在所述正面金属层表面电镀铜形成。
7.根据权利要求6所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述可伐合金连体出光杯与所述正面金属层和所述金属围坝层通过银铜焊料焊接固定。
8.根据权利要求1所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：还包括保护二极管，在所述线路层上，各所述发光二极管均并联连接有一个所述保护二极管。
9.根据权利要求1所述的紫外发光二极管封装模组结构，其特征在于：所述金属围坝层远离所述陶瓷基板的一端设有台阶，所述透镜固定设置于所述台阶上。
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