JP3228875U - Structure of deep UV LED module - Google Patents
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Abstract
【課題】パッケージのコストを削減し、パッケージ基板を遮蔽し、複数回の光路の屈折による損失を低減する深紫外線LEDモジュールの構造を提供する。【解決手段】深紫外線LEDモジュール構造は、主にベース2、透明素材層3、ダイの深紫外線LEDチップ4、及び基板5で構成する。内部に基板5を有し、カップ本体21を設置するベース2と、カップ本体21の上端に装設する透明素材層3と、ベース2のカップ本体21の中に装設し、基板5に構設すると共に基板5に直接接着するか平面型基板に接着した後に基板5に接着するダイのLEDチップ4と、を備え、基板5は駆動回路6に更に接続し、駆動回路6はダイのLEDチップ4を駆動し、且つベース2、基板5、カップ本体21、及び透明素材層3はオーバー成形する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a deep ultraviolet LED module which reduces a package cost, shields a package substrate, and reduces a loss due to refraction of a plurality of optical paths. SOLUTION: The deep ultraviolet LED module structure is mainly composed of a base 2, a transparent material layer 3, a die deep ultraviolet LED chip 4, and a substrate 5. A base 2 having a substrate 5 inside and installing a cup body 21, a transparent material layer 3 installed at the upper end of the cup body 21, and a transparent material layer 3 installed in the cup body 21 of the base 2 are installed on the substrate 5. It is provided with a die LED chip 4 that is installed and directly adhered to the substrate 5 or adhered to the flat substrate and then adhered to the substrate 5, the substrate 5 is further connected to the drive circuit 6, and the drive circuit 6 is the LED of the die. The chip 4 is driven, and the base 2, the substrate 5, the cup body 21, and the transparent material layer 3 are overformed. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本考案は、半導体技術分野及び機構の結合に関し、更に詳しくは、深紫外線(DUV) LEDモジュールの構造に関する。 The present invention relates to the field of semiconductor technology and the coupling of mechanisms, and more particularly to the structure of deep ultraviolet (DUV) LED modules.
発光ダイオード(略称LEDモジュール)は固体半導体の発光設備である。前述の技術の発展に伴い、LEDモジュールの周波帯は初期の赤色光、青色光等の単色の波長から紫外線(UV)、さらにはDUV方向へと徐々に発展している。 Light emitting diodes (abbreviated as LED modules) are solid semiconductor light emitting equipment. With the development of the above-mentioned technology, the frequency band of the LED module is gradually developing from the initial monochromatic wavelengths such as red light and blue light to ultraviolet rays (UV) and further to DUV.
深紫外線(DUV) LED(以下、略称DUV LEDという。)は、特に空気、水、食品、或いは医療用品の浄化及び殺菌に応用されている。 Deep Ultraviolet (DUV) LEDs (hereinafter referred to as DUV LEDs for short) are particularly applied to the purification and sterilization of air, water, food, or medical supplies.
図3に示すDUV LEDパッケージ構造は、基板11と、少なくとも1つのDUV LEDチップ12と、石英ガラス13と、を備え、接着材料で構成する密封パッケージを採用している。従来のパッケージ構造は、特にDUV LEDパッケージ構造では、一般的に全無機材料パッケージを採用している。石英ガラス13及び基板11の接着箇所に先に金属化処理を施した後、高温で石英ガラス13、接着材料、及び基板11を圧着することでLEDチップ12に水気や汚れが付かないようにしているが、無機パッケージプロセスの歩留まり及び密封コストが課題となっている。パッケージ端の改良後に、石英ガラス13、シリコーン、ゴム等を含まない有機材料で表面実装の圧着をすれば、プロセスの複雑さ及び歩留まりが大幅に改善するが、有機材料はDUV LEDを照射されると徐々に劣化し、LEDチップ保護機能を失うことがあり、特に大パワーのDUV LEDチップでは劣化が速かった。また、従来の特許文献では、例えば、下記特許文献1の「紫外線LED装置」、特許文献2の「紫外線LEDランプのパッケージ構造」という記載があり、すなわち、有機パッケージ構造を改良することで、有機材料がDUVの照射を受けて劣化する問題を軽減している。
The DUV LED package structure shown in FIG. 3 includes a
しかしながら、図3に示されるように、パッケージ材料の選択及びプロセスについて多くの制限を受けている。光線をDUV LEDチップ12から発射した後にカップ本体内に進入させ、次いで石英ガラス13を経由して外界に透過させる。基板11の角度、反射率、及び石英ガラス13の透過率は光線の取り出し効率に重大な影響を与える。
However, as shown in FIG. 3, there are many restrictions on the selection and process of packaging materials. After the light beam is emitted from the
DUV LEDの外部の量子効率及び光電変換効率は3%未満であり、従来のパッケージ構造の材料の欠失を如何に改善し、DUV強度を高めるかについて、関連業者が積極的に解決を図っている課題である。 The external quantum efficiency and photoelectric conversion efficiency of DUV LEDs are less than 3%, and related companies are actively trying to solve the problem of how to improve the material deletion of the conventional package structure and increase the DUV intensity. This is an issue.
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に至った。 Therefore, the present inventor considered that the above-mentioned drawbacks could be improved, and as a result of diligent studies, he came up with the proposal of the present invention to effectively improve the above-mentioned problems by rational design.
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、深紫外線LEDモジュールの構造を提供することを主目的とする。換言すれば、パッケージ、光学屈折方式、電気回路のレイアウト、放熱構造、カップ本体の角度設計に着手し、DUV LEDモジュール構造の設計を再定義し、DUVの放射強度を高め、複数回の光路の屈折による損失を低減し、ベースがDUVの照射を受けて劣化するのを遅らせるモジュール構造を提供する。 The present invention has been made in view of such conventional problems. In order to solve the above problems, the main object of the present invention is to provide a structure of a deep ultraviolet LED module. In other words, we embarked on the packaging, optical refraction method, electrical circuit layout, heat dissipation structure, cup body angle design, redefined the design of the DUV LED module structure, increased the radiant intensity of the DUV, and multiple optical paths. It provides a modular structure that reduces refraction loss and delays the deterioration of the base under DUV irradiation.
上記目的を達成するための主たる考案は、基板を設置するためのベースを備え、前記ベースにはカップ本体を内設し、前記カップ本体上端には透明素材層を設置する。前記ベースにはダイの深紫外線LEDチップを内設し、前記ダイの深紫外線LEDチップは前記基板に更に接着し、且つ前記ベース、前記基板、及び前記ダイの深紫外線LEDチップをオーバー成形した構造を有する。 The main idea for achieving the above object is to provide a base for mounting a substrate, a cup body is internally provided in the base, and a transparent material layer is installed in the upper end of the cup body. A structure in which a deep ultraviolet LED chip of a die is internally provided in the base, the deep ultraviolet LED chip of the die is further adhered to the substrate, and the base, the substrate, and the deep ultraviolet LED chip of the die are overmolded. Has.
本考案の好適例において、前記基板は駆動回路に接続し、前記駆動回路は前記ダイの深紫外線LEDチップの制御に用いる。 In a preferred example of the present invention, the substrate is connected to a drive circuit, which is used to control the deep UV LED chip of the die.
本考案の好適例において、前記透明素材層及び前記カップ本体は所定の角度を呈し、前記ダイの深紫外線LEDチップにある深紫外線LEDが発光した際に多角的に分散させるか、単一の方向へのカップ本体の反射率を高めて光の取り出し効率を高める。 In a preferred example of the present invention, the transparent material layer and the cup body exhibit a predetermined angle, and when the deep ultraviolet LED on the deep ultraviolet LED chip of the die emits light, it is dispersed in multiple directions or in a single direction. Increases the reflectance of the cup body to the LED to improve the efficiency of light extraction.
本考案の好適例において、前記基板はセラミック、アルミ基板等の高熱伝導材料に無機材料及びフッ素材料を結合した構造を有し、前記基板が高い反射率及び抗紫外線性の照射を達成する。 In a preferred example of the present invention, the substrate has a structure in which an inorganic material and a fluorine material are bonded to a high thermal conductive material such as a ceramic or aluminum substrate, and the substrate achieves high reflectance and anti-ultraviolet irradiation.
本考案の好適例において、前記基板下端にはヒートシンクを構設し、前記ヒートシンクにより熱量を外界の環境に伝導し、耐用年数を延ばす。 In a preferred example of the present invention, a heat sink is provided at the lower end of the substrate, and the heat sink conducts heat to the outside environment to extend the service life.
本考案の好適例において、前記透明素材層は平面型、薄膜型、又は角度型の透明素材層である。 In a preferred example of the present invention, the transparent material layer is a flat type, thin film type, or angular type transparent material layer.
本考案の好適例において、前記カップ本体は角度調整可能な構造であり、使用者の需要に応じて必要な放射強度に調整する。 In a preferred example of the present invention, the cup body has an angle-adjustable structure and is adjusted to a required radiant intensity according to the user's demand.
本考案の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will be clarified by the description in this specification and the accompanying drawings.
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本考案は以下の例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It goes without saying that the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.
本考案実施形態の紫外線LEDモジュール構造1は、主にベース2、透明素材層3、ダイの深紫外線LEDチップ4、及び基板5で構成する(図1と図2参照)。
The ultraviolet LED module structure 1 of the embodiment of the present invention is mainly composed of a
ベース2は基板5を構設するために用い、ベース2にはカップ本体21を設置し、ベース2には背景殺菌灯、RO逆浸透殺菌灯等の殺菌用の紫外線ライトが必要な設備に装設される。好ましい実施方式では、ベース2には螺合に用いる雄ねじ部を設けるが、ベース2の外形はこれに限らず、高速係脱型のラッチ構造や固定ねじ緊締構造を完成品に直接設けてもよい。或いは、図1及び図2に示すような筒型構造でもよく、これらも全て本考案を運用可能な方式である。
The
図2に示されるように、カップ本体21は特定の角度を有し、さらに、カップ本体21は需要に応じて角度を調整し、使用者の必要に応じて放射角度を調整する。
As shown in FIG. 2, the
図2に示されるように、透明素材層3はカップ本体21上端に装設し、透明素材層3は平面型のレンズまたは薄膜型または角度型の透明素材であり、フッ素系材料や石英ガラスで製造してもよい。前述のフッ素系材料または石英ガラスは抗紫外線材料である。さらに、透明素材層3は異なる光の角度を有し、且つ透明素材層3及びベース2はシールガスケット7により連結するように緊締する。
As shown in FIG. 2, the transparent material layer 3 is mounted on the upper end of the
図2に示されるように、ダイの深紫外線LEDチップ4は基板5に装設し、ダイの深紫外線LEDチップ4には深紫外線LEDを装設する。カップ本体21での反射により、発生した深紫外線(DUV)が完全に屈折し、光路の損失が減少する。カップ本体21はダイの深紫外線LEDチップが発生する深紫外線(DUV)を外界に伝導する。
As shown in FIG. 2, the deep ultraviolet LED chip 4 of the die is mounted on the
図2に示されるように、少なくとも1つの駆動回路6及び基板5を接続し、駆動回路6はダイの深紫外線LEDチップ4のオンとオフの駆動に用いる。この設計はDUV LEDドライバオンボード DUV LED Driver on Board(DL-DOB)として知られている。さらに、少なくとも1つのシールガスケット7をベース2に内設し、水気及び汚染したガスが進入して光が損失するのを防止する。
As shown in FIG. 2, at least one
図2に示されるように、基板5としてセラミック基板、アルミ基板、或いは銅基板等の高い熱伝導性の無機材料やDUV照射を遮断する基板の有機材料を選択して製造または構成してもよい。
As shown in FIG. 2, as the
図2に示されるように、紫外線LEDモジュール構造1において、駆動回路6は溶接方式を選択して基板5に接続する。また、ヒートシンク8及びダイの深紫外線LEDチップ4を直接構設することでより高速に放熱を行い、部材が熱を受けて損壊するのを防止し、製品の寿命を延ばす。
As shown in FIG. 2, in the ultraviolet LED module structure 1, the
続いて、紫外線LEDモジュール構造1の特徴及びベース2、透明素材層3、ダイの深紫外線LEDチップ4、基板5、駆動回路6、シールガスケット7、及びヒートシンク8を構設した後にオーバー成形することについて説明する。
Subsequently, the features of the ultraviolet LED module structure 1, the
図2に示されるように、透明素材層3上端には特定の反射角度を有する屈折ライトカップ9を更に設置し、透明素材層3を安定的に結合する。
As shown in FIG. 2, a
このように、本考案の紫外線LEDモジュール構造1の構成によれば、次のような利点がある。 As described above, the configuration of the ultraviolet LED module structure 1 of the present invention has the following advantages.
1.紫外線LEDモジュール構造1はダイのLEDチップ4を基板5に装設し、無機または有機パッケージのコストを削減する。
1. 1. In the infrared LED module structure 1, the LED chip 4 of the die is mounted on the
2.紫外線LEDモジュール構造は被覆材料として無機、抗紫外線性の透明素材、高反射材料を使用してDUVに照射されるベース2を遮蔽し、従来の無機パッケージまたは有機パッケージではベースが直接照射されてしまうという問題を改善する。
2. The UV LED module structure uses an inorganic, anti-UV transparent material, and highly reflective material as the coating material to shield the
3.紫外線LEDモジュール構造ではDUVモジュール、機構、電気回路を一体に統合し、構造全体をモジュール化し、装設の高い利便性を提供する。 3. 3. In the UV LED module structure, the DUV module, mechanism, and electric circuit are integrated into one, and the entire structure is modularized to provide high convenience of installation.
4.紫外線LEDモジュール構造1はパッケージ、光学、電気回路、及び構造の角度から設計したDUV LEDモジュール構造を提供することで、複雑なパッケージ構造ではコストがかかり、パッケージ基板の反射率が低くなり、垂直基板及び平面型透明素材層が大部分を全て反射してしまうという問題を解決し、複数回の光路の屈折よる損失を減らす。
5.ダイのLEDチップ4は深紫外線LEDを装設可能であるほか、需要に応じて白色光LED、赤外線LED等を装設可能であり、使用者の必要に応じて多種類の光源を提供する。
4. The infrared LED module structure 1 provides a DUV LED module structure designed from the angle of the package, optics, electric circuit, and structure, so that the complex package structure is costly, the reflectance of the package substrate is low, and the vertical substrate is used. It also solves the problem that the flat transparent material layer reflects most of it, and reduces the loss due to refraction of multiple optical paths.
5. The LED chip 4 of the die can be equipped with a deep ultraviolet LED, and can also be equipped with a white light LED, an infrared LED, or the like according to demand, and provides various types of light sources according to the needs of the user.
上述の実施形態の紫外線LEDモジュール構造1は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。 The infrared LED module structure 1 of the above-described embodiment is merely for explaining the technical idea and features of the present invention, and it is recommended that a person familiar with the technical field understand the contents of the present invention and implement the present invention. The purpose is not to limit the scope of claims for utility model registration of the present invention. Therefore, various improvements or modifications having similar effects made without departing from the spirit of the present invention shall be included in the claims described below.
1 紫外線LEDモジュール構造
2 ベース
21 カップ本体
3 透明素材層
4 ダイの深紫外線LEDチップ
5 基板
6 駆動回路
7 シールガスケット
8 ヒートシンク
9 屈折ライトカップ
11 基板
12 DUV LEDチップ
13 透明素材
1 UV
Claims (9)
前記ベースにはダイの深紫外線LEDチップを内設し、前記ダイの深紫外線LEDチップは前記基板に更に接着し、且つ前記ベース、前記基板、及び前記ダイの深紫外線LEDチップをオーバー成形した構造を有することを特徴とする深紫外線LEDモジュールの構造。 It is a structure of a deep ultraviolet LED module that is provided with a base for installing a substrate, a cup body is internally installed in the base, and a transparent material layer is installed at the upper end of the cup body.
A structure in which a deep ultraviolet LED chip of a die is internally provided in the base, the deep ultraviolet LED chip of the die is further adhered to the substrate, and the base, the substrate, and the deep ultraviolet LED chip of the die are overmolded. The structure of the deep UV LED module characterized by having.
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