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CN112089862A - 一种紫外半导体并联的uvc led全无机或半无机封装结构 - Google Patents

一种紫外半导体并联的uvc led全无机或半无机封装结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，包括基板、设置于所述基板上的至少两个UVC芯片，所述基板包括设置有UVC芯片的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述上表面设置有与所述UVC芯片对应的焊盘对，每个所述UVC芯片设置于一对所述焊盘对之间并与其电性连接，所述UVC芯片之间相互并联。本发明提供的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构提高了UVC LED的光功率，增大杀菌消毒功能；UVC芯片之间互不干扰，提高UVC LED的工作寿命。

Description

一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构
技术领域
本发明涉及LED封装领域，尤其涉及一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构。
背景技术
UV LED是指采用LED发光原理的紫外半导体光源，包括200nm～400nm 之间的所有电磁辐射波长，根据其发光波长可进一步区分为 UVA(320nm～400nm，长波紫外线)、UVB(280nm～315nm，中波紫外线)和UVC(200nm～280nm，短波紫外线)波段。其中，UVC波段由于其在杀菌消毒方面的优异表现，UVC LED在杀菌消毒领域具有明显的技术优势和广泛的应用前景。
由于UVC LED电光转换效率问题，现有技术中的UVC LED器件具有光功率不足的情况，市场已有采用多颗UVC芯片串联的UVC LED器件，此类器件只要有一个UVC芯片坏掉，其他UVC芯片均处于不可用的状况，造成浪费。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构以改善上述问题。
第一方面，本发明提供了一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，包括基板、设置于所述基板上的至少两个UVC芯片，所述基板包括设置有UVC芯片的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述上表面设置有与所述UVC芯片对应的焊盘对，每个所述UVC芯片设置于一对所述焊盘对之间并与其电性连接，所述UVC芯片之间相互并联。
优选地，所述UVC芯片数为两个，所述焊盘对由焊盘正极和与所述焊盘正极间隔设置的焊盘负极组成，所述焊盘对包括第一焊盘对、与所述第一焊盘对间隔设置的第二焊盘对，所述焊盘正极和所述焊盘负极之间形成的间隔与所述第一焊盘对和所述第二焊盘对之间形成的间隔相等。
优选地，两对所述焊盘对形成间隔设置的四等分圆，两个所述UVC芯片相对称设置且位于一对所述焊盘对的中间位置。
优选地，所述下表面设置有与所述焊盘对相对应的电极对，所述基板贯穿设有连通所述焊盘对与所述电极对的导电部。
优选地，所述UVC芯片为倒装UVC芯片或垂直UVC芯片。
优选地，还包括固定于所述基板上且围绕所述UVC芯片的金属框、设置于所述金属框远离所述基板一侧的玻璃件，所述玻璃件靠近所述基板一侧设置有金属层，所述金属层与所述金属框之间通过焊接层焊接。
优选地，所述金属层为Ag层或多金属合金，所述焊接层为锡膏合金。
优选地，所述金属层的厚度为5μm～500μm，所述焊接层的厚度为5μ m～500μm。
优选地，所述焊盘对的焊盘正极或焊盘负极上设有缺口标记或图形标记。
优选地，还包括设置于所述基板且与所述UVC芯片数量对应的齐纳二极管，每个所述齐纳二极管分别与一个所述UVC芯片并联。
本发明的技术效果为：本发明提供的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构提高了UVC LED的光功率，增大杀菌消毒功能；UVC 芯片之间互不干扰，提高UVCLED的工作寿命。
另外，本发明中UVC芯片与焊盘对的相对设置利用圆等分结构使得 UVC LED光功率的一致性高，发光均匀。
附图说明
图1为本发明一实施例中紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装内部结构俯视图；
图2为本发明一实施例中紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构仰视图；
图3为图1中A-A面结合玻璃件整体的截面图；
图4为A-A面在另一实施例中结合玻璃件整体的截面图；
图5为本发明另一实施例中紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装内部结构俯视图。
基板1 上表面11 下表面12 绝缘区121
散热区122 UVC芯片2 齐纳二极管3 金属框4
焊盘对5 第一焊盘对51 第二焊盘对52 电极对6
第一电极对61 第二电极对62 焊接层7 导电部8
玻璃件9 金属层91
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作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。
本发明提供了一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，如图1-5所示，包括基板1、UVC芯片2、齐纳二极管3、金属框4、和玻璃件9。其中，UVC芯片2设置于基板1上且至少两个，且UVC芯片2 之间相互并联，优选地，UVC芯片2为倒装UVC芯片或垂直UVC芯片。齐纳二极管3的数量与UVC芯片2对应设置且与UVC芯片2并联为其提供静电保护。金属框4固定于基板1上且围绕UVC芯片2、齐纳二极管3设置。基板1上靠近UVC芯片2的一侧设置有与UVC芯片2对应的焊盘对5，每个UVC芯片2设置于一对焊盘对5之间并与焊盘对5电性连接，基板1另一侧设置有与焊盘对5相对应导通的电极对6，如图2所示。玻璃件9设置于金属框4远离基板1一侧且与基板1形成空腔，玻璃件9靠近基板1一侧设置有用于焊接的金属层91，金属层91与金属框4之间通过焊接层7焊接。其中，玻璃件9优选为玻璃透镜，金属层91的厚度优选为5μm～500μm，焊接层7的厚度优选为5μm～500μm。本发明提供紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构可以替代市场上现有的UVC芯片功率不足的产品，大大增加封装灯珠的功效，提高UVC LED的光功率，增大杀菌消毒功能；且UVC芯片2之间采用相互并联的方式可以使得每个UVC芯片2之间互不干扰，相对现有技术中的UVC LED增加了其使用寿命，具有独立电压，独立电流且独立控制。同时，采用全无机或半无机封装结构的UVCLED 稳定性高、寿命较长。
基板1包括设置有UVC芯片2的上表面11和与上表面11相对的下表面12，上表面11设置有与UVC芯片2对应的焊盘对5，下表面12设置有绝缘区121、散热区122、与焊盘对5相对应的电极对6，其中，散热区122 为热电分离层，基板1贯穿设有连通焊盘对5与电极对6的导电部8。每对焊盘对5由焊盘正极和焊盘负极组成且焊盘正极与焊盘负极间隔设置，UVC 芯片2设置于一对焊盘正极和焊盘负极的间隔上且与焊盘对5之间电性连接。基板1上开设有上下贯通的通孔对，用于填充导通焊盘对5与电极对6的导电部8，导电部8为导电金属，且导电金属贯穿基板1。
焊盘对之间形成间隔设置的圆等分结构，使各个UVC芯片之间均匀分布于基板。在一个实施例中，如图1-3所示，UVC芯片2和齐纳二极管3均有两个，两个UVC芯片2并联，且两个齐纳二极管3各自与对应电路中的 UVC芯片2并联，其中，两个相互并联的UVC芯片2可以使得产品的光功率增加一倍，使其空气净化的功率增加一倍。焊盘对5包括第一焊盘对51、与第一焊盘对51间隔设置的第二焊盘对52，同一个焊盘对的焊盘正极和焊盘负极之间形成的间隔与第一焊盘对51和第二焊盘对52之间形成的间隔相等。具体地，基板1为方形，两对焊盘对5形成间隔设置的四等分圆，基板 1的中心与四等分圆的圆心重合，两个UVC芯片2相对称设置且位于一对焊盘对5的中间位置；上方两个左右相对的四分之一圆为第一焊盘对51的正负极，下方两个左右相对的四分之一圆为第二焊盘对52的正负极；一个UVC 芯片2设置于上方的两个四等分圆之间的间隔上且连通焊盘对5的正负极，另一个UVC芯片2的部分覆盖于下方的两个四等分圆之间的间隔上且连通焊盘对5的正负极，且两个UVC芯片2之间相对焊盘对之间的间隔对称，每个UVC芯片2自身位置相对基板1和其对应的焊盘对5左右对称，如图1 所示，上述结构设置可以使得UVC LED的功率一致性高，发光均匀，且相互并联的两个UVC芯片使得LED的光功率增大一倍，相对于串联或单个的 UVC LED使用寿命更长。电极对6包括与第一焊盘对51对应的第一电极对 61和与第二焊盘对52对应的第二电极对62。具体地，可在焊盘对5或电极对6的正极或负极上做标记以便于区分正负极，避免因为正负极接反而导致的UVC LED封装不良，如缺口标记或者图形标记，图5为在第一焊盘对51 的焊盘负极上设置缺口标记，则其图示左侧为第一焊盘对51的正极，图示下侧为第二焊盘对52的焊盘负极，图示对角侧为第二焊盘对52的焊盘正极，相应的，也便于区分基板1另一侧的电极对6的正负极。所述金属层91为Ag层或多金属合金层，具体地，可使用Ag浆通过高温烧结将Ag浆烧结于玻璃件9上形成Ag层。优选地，焊接层7为锡膏合金，金属框4为Cu框，基板1为陶瓷基板；玻璃件9为半球形石英玻璃或平面板状玻璃，如图3-4 所示，图3为半球形石英玻璃，图4为平面板状玻璃，且玻璃件9悬空在双芯并联的UVC芯片2上，其中，玻璃件9为半球形石英玻璃可以提高UVC 光线透过率。
综上所述，本发明提供了一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，在采用全无机或半无机封装结构使其稳定性高、寿命较长的基础上，通过将UVC芯片并联设置，提高UVC LED的光功率至少一倍，增大杀菌消毒功能，且UVC芯片之间互不干扰，提高UVC LED的工作寿命。另外，本发明中UVC芯片与焊盘对的相对设置利用圆等分结构使得UVC LED光功率的一致性高，发光均匀，且更便于均匀分配并联的UVC LED。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，包括基板、设置于所述基板上的至少两个UVC芯片，所述基板包括设置有UVC芯片的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述上表面设置有与所述UVC芯片对应的焊盘对，每个所述UVC芯片设置于一对所述焊盘对之间并与其电性连接，所述UVC芯片之间相互并联。
2.根据权利要求1所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述UVC芯片数为两个，所述焊盘对由焊盘正极和与所述焊盘正极间隔设置的焊盘负极组成，所述焊盘对包括第一焊盘对、与所述第一焊盘对间隔设置的第二焊盘对，所述焊盘正极和所述焊盘负极之间形成的间隔与所述第一焊盘对和所述第二焊盘对之间形成的间隔相等。
3.根据权利要求2所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，两对所述焊盘对形成间隔设置的四等分圆，两个所述UVC芯片相对称设置且位于一对所述焊盘对的中间位置。
4.根据权利要求1所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述下表面设置有与所述焊盘对相对应的电极对，所述基板贯穿设有连通所述焊盘对与所述电极对的导电部。
5.根据权利要求1所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述UVC芯片为倒装UVC芯片或垂直UVC芯片。
6.根据权利要求1所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，还包括固定于所述基板上且围绕所述UVC芯片的金属框、设置于所述金属框远离所述基板一侧的玻璃件，所述玻璃件靠近所述基板一侧设置有金属层，所述金属层与所述金属框之间通过焊接层焊接。
7.根据权利要求6所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述金属层为Ag层或多金属合金，所述焊接层为锡膏合金。
8.根据权利要求6或7所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述金属层的厚度为5μm～500μm，所述焊接层的厚度为5μm～500μm。
9.根据权利要求3所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，所述焊盘对的焊盘正极或焊盘负极上设有缺口标记或图形标记。
10.根据权利要求1所述的紫外半导体并联的UVC LED全无机或半无机封装结构，其特征在于，还包括设置于所述基板且与所述UVC芯片数量对应的齐纳二极管，每个所述齐纳二极管分别与一个所述UVC芯片并联。
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