CN213459785U - 一种具有高灭菌效能的uvc led模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，一种具有高灭菌效能的UVC LED模组包括：低温共烧陶瓷基板、石英玻璃盖板、导热膏层、散热器及第一UVC LED芯片；所述导热膏层设于所述散热器上，所述低温共烧陶瓷基板设于所述导热膏层上；所述低温共烧陶瓷基板含内腔结构，所述第一UVC LED芯片设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板与所述低温共烧陶瓷基板的上表面通过键合层连接；所述第一UVC LED芯片与所述低温共烧陶瓷基板之间设有芯片焊接层；所述第一UVC LED芯片的两侧通过金线连接到低温共烧陶瓷基板的金属互连层内。本实用新型的散热性能好，具有高光效、高可靠性及高灭菌效能的优点。

Description

一种具有高灭菌效能的UVC LED模组

技术领域

本实用新型涉及紫外线杀毒技术领域，尤其涉及一种具有高灭菌效能的UVC LED模组。

背景技术

相对于汞灯等传统紫外光源，紫外LED具有无汞环保、低功耗、波长可控等诸多优势。随着世界环保组织对全球节能环保的重视，越来越多的国家开始限制含汞产品的销售和使用，全面控制汞污染。因此，深紫外LED在杀菌消毒、水净化、医疗美容以及生化检测等领域拥有广阔的应用前景。而另一方面，由于受到芯片制造过程中氮化物材料外延和掺杂技术限制，以及器件封装技术影响，紫外LED也正面临着出光效率低、可靠性差和成本高等问题。

对于紫外LED而言，其封装材料与结构直接影响到器件出光效率与可靠性，特别是对于恶劣环境(高温、高湿等)下工作的紫外LED器件。目前，绝大多数紫外LED仍沿用白光LED封装形式，采用有机封装材料(硅胶、环氧树脂等)封装紫外LED。但有机材料在长时间高温和高能量紫外辐射下会出现分子解离破坏，导致有机材料老化和黄化，严重影响紫外LED器件性能；同时白光LED封装结构一般是非气密性的，有害气体特别是水蒸气很容易浸入到芯片表面，影响器件性能与寿命。因此，发明一种出光效率好及可靠性高的具有高灭菌效能的UVC LED模组成为该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有高灭菌效能的UVC LED模组。

本实用新型公开了一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，低温共烧陶瓷基板、石英玻璃盖板、导热膏层、散热器及第一UVC LED芯片；所述导热膏层设于所述散热器上，所述低温共烧陶瓷基板设于所述导热膏层上；所述低温共烧陶瓷基板含内腔结构，所述第一UVCLED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板与所述低温共烧陶瓷基板的上表面通过键合层连接；所述第一UVC LED芯片与所述低温共烧陶瓷基板之间设有芯片焊接层；所述第一UVC LED芯片的两侧通过金线连接到低温共烧陶瓷基板的金属互连层内。

优选地，所述一种具有高灭菌效能的UVC LED模组还包括第二UVC LED芯片；所述第二UVC LED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内。

优选地，所述芯片焊接层通过固晶，将所述第一UVC LED芯片粘结在所述低温共烧陶瓷基板上。

优选地，所述散热器为水冷散热器。

优选地，所述石英玻璃表面设有金属纳米结构。

优选地，对所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片进行表面粗化。

优选地，所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片表面涂覆有氟树脂封装层。

本实用新型的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组具有如下有益效果，本实用新型公开的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组包括：低温共烧陶瓷基板、石英玻璃盖板、导热膏层、散热器及第一UVC LED芯片；所述导热膏层设于所述散热器上，所述低温共烧陶瓷基板设于所述导热膏层上；所述低温共烧陶瓷基板含内腔结构，所述第一UVC LED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板与所述低温共烧陶瓷基板的上表面通过键合层连接；所述第一UVC LED芯片与所述低温共烧陶瓷基板之间设有芯片焊接层；所述第一UVC LED芯片的两侧通过金线连接到低温共烧陶瓷基板的金属互连层内。本实用新型采用含腔体结构的低温共烧陶瓷基板作为封装基板，将第一UVC LED芯片贴装在腔体内，同时利用石英玻璃盖板作为出光面，通过低温共烧陶瓷基板与石英玻璃盖板间的高强度键合，实现紫外LED气密封装。通过在所述石英玻璃盖板表面及所述低温共烧陶瓷基板表面金属化，以焊料层作为中间介质层，以实现所述石英玻璃盖板与所述低温共烧陶瓷基板的有效键合，从而实现模组的气密性封装，保护器件，延长器件寿命。此外，本实用新型通过在所述石英玻璃表面设有金属纳米结构，以提高模组的出光效率；通过对所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片进行表面粗化，以抑制芯片表面的全反射现象；通过在所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片表面涂覆有氟树脂封装层，以抑制UVC LED芯片，以提高芯片折射率，从而提高模组的出光效率。因此，本实用新型的散热性能好，具有高光效、高可靠性及高灭菌效能的优点。

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，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组的结构示意图；

图2是本实用新型另一较佳实施例的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的如图1及图2所示，包括低温共烧陶瓷基板1、石英玻璃盖板2、导热膏层3、散热器4及第一UVC LED芯片5；所述导热膏层3设于所述散热器4上，所述低温共烧陶瓷基板1设于所述导热膏层3上；所述低温共烧陶瓷基板1含内腔结构，所述第一UVC LED芯片5通过金属层d设于所述低温共烧陶瓷基板1的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板2与所述低温共烧陶瓷基板1的上表面通过键合层a连接；所述第一UVC LED芯片5与所述低温共烧陶瓷基板1之间设有芯片焊接层b；所述第一UVC LED芯片5的两侧通过金线c连接到低温共烧陶瓷基板的金属互连层e内。本实用新型的散热性能好，具有高光效高可靠性的优点。

优选地，所述一种具有高灭菌效能的UVC LED模组还包括第二UVC LED芯片；所述第二UVC LED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内。可以理解的是，在本实施例中，所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内可以设置多个UVC LED芯片，UVCLED芯片的数量可根据需要设置，在此不作具体限定。

优选地，所述芯片焊接层b通过固晶，将所述第一UVC LED芯片粘结在所述低温共烧陶瓷基板1上。可以理解的是，固晶主要是采用粘结剂将UVC LED芯片安装在低温共烧陶瓷基板内，从而固定UVC LED芯片片并建立芯片与陶瓷基板间的散热通道。

优选地，所述散热器4为水冷散热器。在另一个优选地实施例中，所述散热器4可以设置为翅片式散热器。所述散热器4的结构在此不作具体限定。

优选地，所述石英玻璃表面设有金属纳米结构。可以理解的是，在本实施例中，由于玻璃石英盖板、UVC LED芯片与空气的折射率差异，光线会在玻璃石英盖板与空气、UVCLED芯片芯片与空气的界面发生反射，部分反射光线会被封装体和UVC LED芯片芯片吸收而造成能量损失。玻璃石英盖板玻璃上、下表面反射损耗主要是菲涅尔反射，纳米结构能够有效地抑制菲涅尔反射。原理为：纳米结构的尺寸小于入射光波长，且纳米结构具有渐变折射率特性，在玻璃界面形成了一个折射率渐变的介质层。当一束光入射到两种介质的亚波长纳米结构界面时，入射光由一种介质平滑地入射到另一种介质，即入射光进入了折射率渐变的均匀介质中，可有效避免光反射。

优选地，对所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片进行表面粗化。可以理解的是，UVC LED芯片表面粗化是能够有效抑制界面全反射，原理为：通过界面的粗化结构来改变光线路径，使反射光散射出去，从而抑制反射损耗，从而提高模组出光效率，提高模组灭菌效能。

优选地，所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片表面涂覆有氟树脂封装层。可以理解的是，在本实施例中，氟树脂封装层提高了UVC LED芯片的折射率，改善出光效率。

综上所述，本实用新型公开的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组包括：低温共烧陶瓷基板1、石英玻璃盖板2、导热膏层3、散热器4及第一UVC LED芯片5；所述导热膏层3设于所述散热器4上，所述低温共烧陶瓷基板1设于所述导热膏层3上；所述低温共烧陶瓷基板1含内腔结构，所述第一UVC LED芯片5通过金属层d设于所述低温共烧陶瓷基板1的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板2与所述低温共烧陶瓷基板2的上表面通过键合层a连接；所述第一UVC LED芯片5与所述低温共烧陶瓷基板1之间设有芯片焊接层b；所述第一UVC LED芯片5的两侧通过金线c连接到低温共烧陶瓷基板1的金属互连层e内。本实用新型采用含腔体结构的低温共烧陶瓷基板1作为封装基板，将第一UVC LED芯片5贴装在腔体内，同时利用石英玻璃盖板2作为出光面，通过低温共烧陶瓷基板1与石英玻璃盖板2间的高强度键合，实现紫外LED气密封装。通过在所述石英玻璃盖板2表面及所述低温共烧陶瓷基板1表面金属化，以焊料层作为中间介质层，以实现所述石英玻璃盖板2与所述低温共烧陶瓷基板1的有效键合，从而实现模组的气密性封装，保护器件，延长器件寿命。此外，本实用新型通过在所述石英玻璃盖板2表面设有金属纳米结构，以提高模组的出光效率；通过对所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片进行表面粗化，以抑制芯片表面的全反射现象；通过在所述第一UVC LED芯片5及所述第二UVC LED芯片6表面涂覆有氟树脂封装层，以提高芯片折射率，从而提高模组的出光效率。因此，本实用新型的散热性能好，具有高光效、高可靠性及高灭菌效能的优点。

以上对本实用新型所提供的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，包括：低温共烧陶瓷基板、石英玻璃盖板、导热膏层、散热器及第一UVC LED芯片；所述导热膏层设于所述散热器上，所述低温共烧陶瓷基板设于所述导热膏层上；所述低温共烧陶瓷基板含内腔结构，所述第一UVC LED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内；所述石英玻璃盖板与所述低温共烧陶瓷基板的上表面通过键合层连接；所述第一UVC LED芯片与所述低温共烧陶瓷基板之间设有芯片焊接层；所述第一UVC LED芯片的两侧通过金线连接到低温共烧陶瓷基板的金属互连层内。

2.根据权利要求1所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，所述一种具有高灭菌效能的UVC LED模组还包括第二UVC LED芯片；所述第二UVC LED芯片通过金属层设于所述低温共烧陶瓷基板的含内腔结构内。

3.根据权利要求1所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，所述芯片焊接层通过固晶，将所述第一UVC LED芯片粘结在所述低温共烧陶瓷基板上。

4.根据权利要求1所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，所述散热器为水冷散热器。

5.根据权利要求1所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，所述石英玻璃表面设有金属纳米结构。

6.根据权利要求2所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，对所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片进行表面粗化。

7.根据权利要求6所述的一种具有高灭菌效能的UVC LED模组，其特征在于，所述第一UVC LED芯片及所述第二UVC LED芯片表面涂覆有氟树脂封装层。

Images