TWI751526B - 深紫外線ｌｅｄ模組構造 - Google Patents

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Abstract

一種深紫外線LED模組構造，包含有一基座，內有一載板，其上設有一杯體；一透光材料層，其安裝於該杯體上端；一裸晶LED芯片，其安裝在該基座之杯體中，該裸晶LED芯片組設在一載板，並且裸晶LED芯片直接黏著於載板上或黏著在平面式基板後黏著於載板上，該載板更可連接在一驅動電路，該驅動電路用於驅動該裸晶LED芯片，並且將基座、載板、杯體及該透光材料層包覆成形；據此本發明能解決複雜的封裝結構成本、封裝基板低反射率、垂直基板與平面式透光材料層所造成大部分全反射、減少多次光路折射的損失。

Description

深紫外線LED模組構造
本發明涉及半導體技術領域及機構結合，特別係指一種以深紫外線(DUV)LED模組構造。
按，發光二極體(簡稱LED模組)，是一種固體半導體的發光設備。隨著該項技術的發展，LED模組波段從原有的紅光、藍光等單色波長，逐漸往紫外光(UV)甚至DUV方向發展。
而深紫外線(DUV)LED(以下簡稱DUV LED)可運用在淨化與殺菌，特別是空氣、水、食品或醫療用品上。
如圖1所示，DUV LED封裝結構，其包含有一基板11、至少一DUV LED芯片12以及一石英玻璃13，採用黏著材料所構成之密封封裝。當前的封裝結構，特別是DUV LED封裝結構一般採用全無機材料封裝，石英玻璃13與基板11接著處須先進行金屬化處理，再使用高溫將石英玻璃13、黏著材料、基板11進行壓合黏著，來防止LED芯片遭受水氣及汙染，讓無機封裝製程良率及密封成本備受挑戰。封裝端進行改良後，使用不須石英玻璃13及矽膠、橡膠等有機材料壓合黏著封裝，雖大幅改善製程複雜度及良率，但有機材料經DUV LED照射後逐漸劣化，導致LED芯片保護功能喪失，尤其大功率DUV LED芯片更為加速。又如中國專利第 CN205960022U號一種紫外線LED器件及CN208904057U一種紫外線LED灯珠的封裝結構，將有機封裝結構改良降低有機材料被DUV照射老化問題。
請繼續參閱圖1，封裝材料選用及製程受到諸多限制，光線在DUV LED芯片12射出後進到杯體內，接著再經過石英玻璃13穿透到外界，基板的角度、反射率與石英玻璃的透光率對於光線取出效率造成很大影響。
DUV LED外部量子效率和電光轉換效率低於3%，如何改善習用封裝結構材料的缺失，提升DUV強度乃相關業者積極解決之課題。
本發明乃提供一種深紫外線LED模組構造，從封裝、光學折射方式、電路佈局、散熱結構、杯體的角度設計著手，重新定義設計DUV LED模組構造，讓DUV輻射強度提升，減少多次光路折射的損失，以及減緩基座受DUV照射劣化之一模組構造。
可達到上述目的之結構，包含有：一基座，該基座提供一載板設置，該基座內部設有一杯體，該杯體上端設置一透光材料層；其特徵在於：該基座內設有一裸晶之深紫外線LED芯片，前述的裸晶之深紫外線LED芯片進一步黏著在該載板上，並將該基座、該載板、該裸晶之深紫外線LED芯片包覆成型。
在本發明的實施例中，該載板與一驅動電路連接，該驅動電路用於控制該裸晶之深紫外線LED芯片。
在本發明的實施例中，該透光材料層與該杯體呈一預設角度，使得該裸晶之深紫外線LED芯片上的深紫外線LED發光時能產生多角度發散，或單一方向加強杯體反射率增加光的取出效率。
在本發明的實施例中，該載板係以陶瓷、鋁基板等高導熱材料結合無機材料及氟素材料應用，將載板達到高反射及抗DUV之照射。
在本發明的實施例中，該載板下端可組設一散熱片，前述的散熱片將熱量引導到外界環境，延長使用壽命。
在本發明的實施例中，該透光材料層為一平面型、薄膜型及角度型透光材料層。
在本發明的實施例中，該杯體為可調整角度的結構，藉由使用者需求，調整所需要的輻射強度。
[習知]
11:基板
12:DUV LED芯片
13:透光材料
[本發明]
2:基座
21:杯體
3:透光材料層
4:裸晶之深紫外線LED芯片
5:載板
6:驅動電路
7:密封墊片
8:散熱片
9:壓板
圖1係習用結構圖
圖2係本發明結構立體圖。
圖3係本發明結構剖面圖。
請參閱圖2、3，本發明之紫外線LED模組構造主要包含有：一基座2、一透光材料層3、一裸晶之深紫外線LED芯片4、一載板5所構成。
該基座2提供該載板5組設，該基座2，其上設有一杯體21，該基座2用於安裝在需要紫外線燈光的設備，例如：背景殺菌燈、RO逆滲透殺菌燈等等需要用於殺菌的場合，因此，較佳實施方式中該基座2設有用於 螺合的外螺紋部，但是該基座2的外型並不侷限於此，亦可為快拆式之卡榫構造或是固定螺絲緊迫構造，也可以直接在成品上設置，或者如圖2、3的筒型構造，都是本發明可以運用的方式。
請繼續參閱圖2、3該杯體21具有一特定角度，進一步的，該杯體21能依照需求調整角度，進而依照使用者需求調整輻射角度。
請參閱圖2、3，該透光材料層3安裝在該杯體21上端，該透光材料層3是平面型的透鏡或者薄膜型及角度型透光材料，可選用以氟系材料製造，或者以石英玻璃製造，前述氟系材料或者石英玻璃乃為抗紫外線光材料，進一步的，該透光材料層3具有不同光型角度，並且該透光材料層3與該基座2更利用一密封墊片7加以緊迫連接。
如圖3所示，該裸晶LED芯片4係安裝在載板5，該裸晶之深紫外線LED芯片4上裝設有深紫外線LED，透過該杯體21反射下，讓產生的深紫外線(DUV)能完全折射，減少光路損失，此外，該杯體21能將裸晶之深紫外線LED芯片產生的深紫外線(DUV)引導至外界。
如圖3所示，至少一驅動電路6與該載板5連接，該驅動電路6用於驅動裸晶LED芯片4的啟閉(此設計即是孰稱DUV LED驅動板DUV LED Driver on Board(DL-DOB)，進一步的，更設有至少一密封墊片7設置在該基座2內部，防止水氣及汙染氣體進入造成光損失。
如圖3所示，該載板5係選用陶瓷基板、或者鋁基板、或者銅基板等高導熱無機材料或阻隔DUV照射基板之有機材料所製造或組成。
如圖3所示，在前述的結構中，該驅動電路6選用焊接的方式連接於於該載板5；此外，將散熱片8與裸晶LED芯片4直接組裝更能快速散 熱，防止元件受熱損壞，延長產品壽命。
如圖3所示，本發明的特點在於將前述的基座2、透光材料層3、裸晶之深紫外線LED芯片4、載板5、驅動電路6、密封墊片7、散熱片8將其組裝後包覆成型。
如圖3所示，該透光材料層3上端更可設置一具有特定反射角度的壓板9，讓透光材料層3穩定的結合。
透過上述結構，本發明可以獲得的優點在於：
1本發明採用裸晶LED芯片4係安裝在該載板5，減少無機或有機封裝成本。
2.本發明將包覆材料使用無機、抗DUV透光材料、高反射材料阻隔被DUV照射到的基座2，改善當前無機封裝或有機封裝直接照射到基座的問題。
3.本發明將DUV模組、機構、電路整合一體，使得整體結構模組化，提高安裝的便利性。
4.本發明提供一種從封裝、光學、電路與結構角度設計的DUV LED模組構造，能解決複雜的封裝結構成本、封裝基板低反射率、垂直基板與平面式透光材料層所造成大部分全反射、減少多次光路折射的損失。
5.該裸晶LED芯片4除了能安裝深紫外線LED外，也能依照需求安裝如白光LED、紅外線LED，可依照使用者需求提供多種類型的光源。
綜上所述，本發明構成結構均未曾見於諸書刊或公開使用，實符合發明專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。
2:基座
21:杯體
3:透光材料層
4:裸晶之深紫外線LED芯片
5:載板
6:驅動電路
7:密封墊片
8:散熱片
9:壓板

Claims (7)

  1. 一種深紫外線LED模組構造，包含有：一基座，該基座提供一載板設置，該基座內部設有一杯體，該杯體上端設置一透光材料層；其特徵在於：該基座內設有一裸晶之深紫外線LED芯片，前述的裸晶之深紫外線LED芯片進一步黏著在該載板上，並將該基座、該載板、該裸晶之深紫外線LED芯片包覆成型；該載板與一驅動電路連接，該驅動電路用於控制該裸晶之深紫外線LED芯片；該透光材料層與該杯體呈一預設角度，使得該裸晶之深紫外線LED芯片上的深紫外線LED發光時能產生多角度發散，或單一方向加強反射杯反射率增加光的取出效率。
  2. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該載板係以陶瓷、鋁基板等高導熱材料結合無機材料及氟素材料應用，將載板達到高反射及抗紫外線之照射。
  3. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該載板下端可組設一散熱片，前述的散熱片將熱量引導到外界環境。
  4. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該透光材料層可選擇使用平面型透光材料、或者薄膜型透光材料、或者角度型透光材料。
  5. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該杯體為可調整角度的結構，藉由使用者需求，調整所需要的輻射強度。
  6. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該透光材料層上端更可設置一具有特定反射角度的壓板，使得該透光材料層穩定的結合。
  7. 依據請求項1所述的深紫外線LED模組構造，其中，該裸晶之深紫外線LED芯片更可安裝白光LED、或者紅外線LED，或者上述兩種光源整合在該裸晶之深紫外線LED芯片。
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