JP2019029645A - 紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造 - Google Patents

紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造を提供する。【解決手段】本発明は紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造を提供する。紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造は、紫外線を発生するチップとチップをサポートする基板、チップをカバーするガラスカバー、そしてガラスカバーの周りを基板に粘着する接着構造を含まれている。基板はフラット構造であり、基板の両面はそれぞれ銅層で覆われており、基板の正面にある銅層にはチップのリードポールを電気的に接続するためのリードポール域がエッチングされている；基板の反面の銅層には回路がエッチングされている。基板には、それぞれリードポール域の位置に対応するスルーホールを設置している。各スルーホールには、リードポール域と回路を通るPTHを備えている。ガラスカバーの底にキャビティを設置してある。チップはキャビティの中にある。【選択図】図１

Description

本発明は発光ダイオード分野に属し、より具体的に言えば、紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造に関する。
発光ダイオード(Light Emitting Diode，LEDを略称する)が光照設備に広く応用される。室内外の消毒、UV硬化、医療、植物の成長などの分野で、紫外線発光ダイオードライトは常に必要とされる。一般的に、紫外線発光ダイオードライトは紫外線発光ダイオード封止パッケージの使用を要する。現在、殆どの発光ダイオードライトはシリコーンレンズで封止パッケージされるが、シリコーンレンズの耐熱性は良くないため、紫外線照射により、老化や黄変しやすい。従って、近年の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造は、シリコーンの使用を避け、代わりにガラスカバーを用いて封止パッケージを行う。現有の技術では、ガラスカバーの封止パッケージのために、ガラスカバーの底にはキャビティを設置しており、チップはキャビティに設置していると同時に、ガラスカバーをサポートするためには、基板に複雑な金属ブラケットを設置している。基板にはチップを接続するための回路の設置を要しており、さらに、チップは基板のキャビティに設置しているため、キャビティ内の操作空間は狭くなり、回路設置や封止パッケージの操作は難くなっている。
中国特許出願公開第106972093号明細書 中国実用新案第204927325号明細書
本発明の目的は一種の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造を提供することにより、現有の技術において、紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造には、チップを設置するための溝を備えており、キャビティ内の操作空間は狭くなり、回路設置や封止パッケージの操作は困難であるという問題を解決することにある 。
下記の目的を実現するため、本発明に係る技術方案は、紫外線を発生するチップとチップをサポートする基板、チップをカバーするガラスカバー、そしてガラスカバーの周りを基板に粘着する接着構造を含まれている。基板はフラット構造であり、基板の両面はそれぞれ銅層で覆われており、基板の正面にある銅層にはチップのリードポールを電気的に接続するためのリードポール域がエッチングされている。基板の反面の銅層には回路がエッチングされている。基板には、それぞれリードポール域の位置に対応するスルーホールを設置している。各スルーホールには、リードポール域と回路を通るめっきスルーホール（PTH）を備えている。ガラスカバーの底にキャビティを設置してある。チップはキャビティの中にある。
さらに、接着構造はシリコーン接着層である。
また、接着構造は金属結合層である。
さらに、基板にはガラスカバーの周りをサポートするための金属フレームを設置しており、ガラスカバーの底面の周りに金属層を設置している。金属層は共晶溶接で金属フレームに溶接し、金属結合層を形成している。
さらに、基板にガラスカバーの周りと対応する域に第一共晶金属層を設置し、ガラスカバーの底面の周りに第二共晶金属層を設置する。第一共晶金属層と第二共晶金属層を共晶溶接で接続し、金属結合層を形成する。
さらに、基板の正面の銅層にはチップをサポートするための設置域がエッチングしており、チップは設置域に固定されている。
さらに、ガラスカバーは凸レンズかフラットレンズ、または凹レンズである。
さらに、ガラスカバーの表面上に、光を均等に分散させるための微構造を設置している。
さらに、ガラスカバーの正面に抗反射層を設置している。
さらに、ガラスカバーの側面には反射層を設置している。
本発明により提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の有益な効果は、現在の技術と比べて、本発明はチップを設置することや、ガラスカバーがチップに重なることを避けるためには、カラスカバーの底面にキャビティを設置している。基板はフラット構造であり、溝を設置することは必要ではなく、基板に電気回路構造そしてチップの設置は行いやすくなり、封止パッケージをより簡単にできる。
本発明の実施例の中の技術方案をもっとはっきりと説明するため、下記に実施例また既存の技術説明を図面を用いて紹介する。一目でわかることは下記の説明の中の図面はただ本発明のいくつかの実施例で、本分野の普通の技術者にとって、創造的な労働を払わない前提に、これらの図面に基づいてその他の図面を得ることができる。
図１は本発明の実施例１より提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の構造図である。 図２は図１の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の基板の構造図である。 図３は本発明の実施例２より提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の構造図である。 図４は本発明の実施例３より提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の構造図である。 図５は本発明の実施例４より提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の構造図である。
各図面の主な符号について、 10-基板；11-スルーホール；12-設置域；13-リードポール域；14-電気回路；21-チップ；22-ガラスカバー；221-溝；222-抗反射層；223-微構造；224-反射層；23-接着構造である。
本発明が解決する技術問題と、技術方案及び有益な効果をより明白に説明するために、以下に、図面と実施例と共に、本発明についてより詳しく説明していく。注意しておきたいことは、ここで書いてある具体的な実施例は、本発明のみについて説明するが、本発明に限られないのである。
事前に説明しておけば良いことは、あるコンポーネントは別のコンポーネントに「固定」され、「設置」されると称されれば、それはその別のコンポーネントに、あるいは間接的に別のコンポーネントにあるということである。あるコンポーネントは別のコンポーネントと接続されると称されれば、それは直接あるいは間接に別のコンポーネントと接続しているということである。
本発明の記述の中で、先に理解して良いのは、「中心」、「長さ」、「広さ」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「トップ」、「底」、「内」、「外」等が指す方向や位置関係は、図により表される方位や位置関係であり、本発明を説明し、説明を簡潔化するためである。装置かコンポーネントが必ず備える特定の方位や、特定な方位構造や操作で利用することなどを指す、または暗示することではない。従って、それらは本発明に対する制限ではない。
本発明の説明の中、注意しておきたいのは、明確な規定や限定がない限り、「設置」、「接続」は広義的に理解されることである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続、または一体的な接続である可能性がある。機械的な接続や電気的な接続である可能性がある。直接的な接続や中間媒介体による間接的な接続、あるいは二つのコンポーネント内部の繋がりや二つのコンポーネントの相互作用関係である可能性もある。本分野の一般の技術者に対しては、具体的な状況により、上述の用語が本発明での具体的な意味を理解した方が良い。
実施例１
図１と図２を一緒にご参照し、本発明が提供する紫外線LED封止パッケージ構造について説明する。紫外線LED封止パッケージ構造は、チップ２１、基板１０、ガラスカバー２２とシリコーン接着剤層２３から組成している。紫外線ライトを封止パッケージし形成するために、チップ２１は紫外線を放出する。基板１０の両面には銅層を覆われ、基板１０の正面にある銅層には、二つのリードポール域１３と、設置域１２がエッチングされており、基板の反面の銅層には回路１４がエッチングされている。基板１０には、それぞれリードポール域１３の位置に対応するスルーホール１１を設置している。各スルーホール１１には、リードポール域１３と回路１４を通るPTHを備えている。二つのリードポール域１３はチップ２１の二つのポールを電気的に接続する。例えば、金線でチップ２１の二つのポールを二つのリードポール域１３と電気的に接続し、従って、チップ２１を基板１０の反面の回路１４と電気的に接続させる。設置域１２はチップ２１をサポートする。チップ２１を設置域１２に設置することにより、チップ２１が発生した熱を発散させ、チップ２１を冷却することができる。ガラス２２はチップ２１をカバーすることにより、チップ２１を封止パッケージし、保護することができる。シリコーン接着剤層はチップ２１を取り巻き、ガラスカバー２２を基板１０に接着することにより、ガラスカバー２２を基板１０に固定し、封止パッケージを完成する。
本発明においては、チップ２１を設置することや、ガラスカバー２２がチップ２１に重なることを避けるためには、カラスカバー２２の底面にキャビティ２２１を設置している；基板１０はフラット構造であり、溝を設置することは必要ではなく、基板１０に電気回路構造そしてチップ２１の設置は行いやすくなり、封止パッケージをより簡単にできる。
さらに、図１と図２を一緒にご参照し、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つ具体的な実施方法として、基板１０正面の銅層には設置域１２がエッチングされており、設置域１２はチップ２１をサポートする。チップ２１を設置域１２に設置することにより、チップ２１が発生した熱を発散させ、チップ２１を冷却することができる。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つの具体的な実施方法として、接着構造２３はシリコーン接着層であることがある。シリコーン接着剤層を用いガラスカバー２２を基板１０に接着し、封止プログラムは簡単であり、コストも低い。シリコーン接着剤層２３はチップ２１を囲んでおり、ガラスカバー２２はチップ２１をカバーしているため、チップ２１が発生した紫外線を低くし、シリコーン接着剤層２３を老化させるのを防ぎ、紫外線の浸透が悪くなり、発光効率を下げることを避ける。それと同時に、基板１０の両面に銅層を覆い、銅層の設置域１２にチップ２１をサポートすることにより、銅層でチップ２１を急速に冷却し、シリコーン接着剤層２３に対する影響を下げ、サービス寿命を延長する。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つの具体的な実施方法として、基板１０はセラミック基板である。セラミック基板の絶縁性、硬度そして耐熱性が良い。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つ具体的な実施方法として、接着構造２３は金属結合層である。金属結合層でガラスカバー２２の周りを基板１０に接着することにより、接続はより強くなり、より良いパッケージングを行うことができ、ガラスカバー２２のキャビティ２２１が密閉キャビティを形成しており、チップ２１をより良く守ることができる。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つ具体的な実施方法としてガラスカバー２２の周りをサポートするために、基板１０に金属フレームを設置する。ガラスカバー２２の底面の周りに金属層を設置することにより、リフロー共晶溶接という方法で、金属層を 金属フレームに共晶溶接で溶接し、金属結合層を形成することにより、ガラスカバー２２を金属フレームに接着し、基板１０に固定する。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つ具体的な実施方法として基板１０にガラスカバー２２の周りと対応する域に第一共晶金属層を設置し、ガラスカバーの底面の周りに第二共晶金属層を設置する。第一共晶金属層と第二共晶金属層を共晶溶接で接続し、金属結合層を形成する。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つ具体的な実施方法としてガラスカバー２２の正面はフラットである、即ち、ガラスカバー２２はフラットレンズである。本紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造を薄くすると同時に、チップ２１が発生した紫外線をより良く放出され、紫外線の照射距離を短くし、光度を向上させる。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つの具体的な実施方法としてガラスカバー２２の正面には抗反射層を設置しており、光度を向上させる。ガラスカバー２２の正面は基板１０と反するガラスカバー２２の一側面である。
実施例２
図３をご参照し、本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造は、実施例１の紫外線封止パッケージ構造の域は下記の通りである。
本実施例においては、ガラスカバー２２の正面には、均等的に光を発散するための微構造２２３を設置しており、光度を向上させると同時に、チップ２１が発生した光をより良く分散させ、照射した光をより均等的にすることができる。さらに、本紫外線LED封止パッケージ構造を薄くすることができる。
本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の他の構造は実施例１の紫外線発光ダイオード封止構造の他の構造と同じなので、ここでは繰り返さない。
実施例３
図４をご参照し、本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造は、実施例２の紫外線封止パッケージ構造の域は下記の通りである。
本実施例の中にガラスカバー２２の正面は円弧状の凸面であり、本ガラスカバー２２を凸レンズを形成させ、照射の均等性を向上させる。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つの具体的な実施方法としてガラスカバー２２の側面には反射層２２４を設置している。ガラスカバー２２の側面に反射層２２４を設置することにより、ガラスカバー２２の側面に照射された光を反射させ、チップ２２が発生した光をガラスカバー２２の正面から均等的に照射させ、ガラスカバー２２の正面の光度を向上させる。
本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の他の構造は実施例２の紫外線発光ダイオード封止構造の他の構造と同じなので、ここでは繰り返さない。
実施例４
図５をご参照し、本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造は、実施例３の紫外線封止パッケージ構造の域は下記の通りである。
本実施例の中に、ガラスカバー２２の正面は円弧状の凹面であり、ガラスカバー２２を凹レンズを形成させ、照射の集中性を向上させる。
本実施例の紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の他の構造は実施例３の紫外線発光ダイオード封止構造の他の構造と同じなので、ここでは繰り返さない。
以上に述べたのは本発明のより良い実施例で、本発明を制限することに用いない。本発明の意義と原則のもとで行う全部の修正、同等取替と改善が本発明の保護範囲にある。
さらに、本発明が提供した紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造の一つの具体的な実施方法として、接着構造２３はシリコーン接着層であることがある。シリコーン接着剤層を用いガラスカバー２２を基板１０に接着し、封止プログラムは簡単であり、コストも低い。シリコーン接着剤層２３はチップ２１を囲んでおり、ガラスカバー２２はチップ２１をカバーしているため、紫外線の浸透が悪くなり、発光効率を下げることを避ける。それと同時に、基板１０の両面に銅層を覆い、銅層の設置域１２にチップ２１をサポートすることにより、銅層でチップ２１を急速に冷却し、シリコーン接着剤層２３に対する影響を下げ、サービス寿命を延長する。

Claims (1)

  1. 紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造であって、紫外線を発生するチップとチップをサポートする基板、チップをカバーするガラスカバー、ガラスカバーの周りを基板に粘着する接着構造を含み、基板はフラット構造であり、基板の両面はそれぞれ銅層で覆われており、基板の正面にある銅層には、チップのリードポールを電気的に接続するためのリードポール域がエッチングされており、基板の反面の銅層には回路がエッチングされており、基板には、それぞれリードポール域の位置に対応するスルーホールを設置しており、各スルーホールには、リードポール域と回路を通るめっきスルーホールを備えており、ガラスカバーの底にキャビティを設置しており、チップはキャビティの中にあり、接着構造はシリコーン接着層であり、接着構造は金属結合層であり、基板にはガラスカバーの周りをサポートするための金属フレームを設置しており、ガラスカバーの底面の周りに金属層を設置しており、金属層は共晶溶接で金属フレームに溶接し、金属結合層を形成しており、基板にガラスカバーの周りと対応する域に第一共晶金属層を設置し、ガラスカバーの底面の周りに第二共晶金属層を設置しており、第一共晶金属層と第二共晶金属層を共晶溶接で接続し、金属結合層を形成し、基板の正面の銅層にはチップをサポートするための設置域がエッチングしており、チップは設置域に固定されており、ガラスカバーは凸レンズかフラットレンズ、または凹レンズであり、ガラスカバーの表面上に、光を均等に分散させるための微構造を設置しており、ガラスカバーの正面に抗反射層を設置しており、ガラスカバーの側面には反射層を設置していることを特徴とする紫外線発光ダイオード封止パッケージ構造。
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