包括用于UV LED阵列的厚膜层的散热器，以及形成UV LED阵列的方法技术

提供一种紫外线LED阵列。所述紫外线LED阵列包括散热器。所述散热器包括(i)基座散热器元件，以及(ii)施加至所述基座散热器元件的厚膜层。所述紫外线LED阵列还包括直接耦合至所述散热器的所述厚膜层的多个紫外线LED元件。

Including radiators with thick film for UV LED arrays and methods for forming UV LED arrays

An ultraviolet LED array is provided. The ultraviolet LED array includes a radiator. The radiator comprises (i) a base radiator element and (i i) a thick film layer applied to the base radiator element. The ultraviolet LED array also includes a plurality of ultraviolet LED elements directly coupled to the thick film layer of the radiator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于UVLED阵列的厚膜层的散热器，以及形成UVLED阵列的方法相关申请交叉引用本申请要求2016年9月16日提交的第62/395,690号美国临时专利申请的权益，所述申请的内容以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及紫外线发光二极管(UVLED)阵列的基板，且更具体来说，涉及包括用于UVLED阵列的厚膜层的散热器。
技术介绍
紫外线辐射LED(还称为UVLED，或紫外线LED)与例如紫外线固化应用(例如，油墨、例如粘合剂的结合剂、涂层等的紫外线固化)的许多应用结合使用。可以称为UVLED裸片(例如，裸露的UVLED裸片、封装的UVLED裸片等)的UVLED附接至基板，以形成紫外线LED阵列(还称为UVLED阵列)。紫外线LED阵列应用的一个挑战是从阵列中去除热量。散热器通常用于去除热量。在图1中示出包括传统散热器配置的紫外线LED阵列100。在图1的配置中，多个紫外线LED裸片112(示为一组)附接至基板110(例如，FR4基板、氮化铝基板)。焊膏层108(例如，铟层)设置在基板110与镀金铜板106之间。导热垫104设置在镀金铜板106与散热器102之间。例如，散热器102可以是包括用于空气冷却的散热片的铝散热器。由于包括在图1的紫外线LED阵列100中的各种层，因此存在相对高的热阻，由此使从紫外线LED裸片112至散热器102的散热不合需要地低效。因此，需要提供用于紫外线LED阵列的改进的散热器。
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施方案，提供一种紫外线LED阵列。所述紫外线LED阵列包括散热器。所述散热器包括(i)基座散热器元件，以及(ii)施加至所述基座散热器元件的厚膜层。所述紫外线LED阵列还包括直接耦合至所述散热器的所述厚膜层的多个紫外线LED元件。根据本专利技术的另一示例性实施方案，提供一种形成紫外线LED阵列的方法。所述方法包括：(a)将厚膜层选择性地施加至基座散热器元件的表面；(b)烧制所述基座散热器元件以及施加至所述基座散热器元件的所述厚膜层，以形成散热器；以及(c)将多个紫外线LED元件直接附接至所述散热器的所述厚膜层。根据本专利技术的另一示例性实施方案，提供另一种形成紫外线LED阵列的方法。所述方法包括：(a)将厚膜介电层选择性地施加至基座散热器元件的表面；(b)将厚膜导电层选择性地施加至在步骤(a)中施加至所述基座散热器元件的所述表面的所述厚膜介电层；(c)将阻焊层选择性地施加至在步骤(b)中施加至所述厚膜介电层的所述表面的所述厚膜导电层；以及(d)将多个UVLED元件附加至所述阻焊层。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中最佳地理解本专利技术。需要强调的是，根据惯例，附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或减小。在附图中包括以下图式：图1是传统紫外线LED阵列的分解透视图；图2是根据本专利技术的示例性实施方案的紫外线LED阵列的分解透视图；图3是根据本专利技术的另一示例性实施方案的另一紫外线LED阵列的分解透视图；图4A至图4E是示出图2的紫外线LED阵列的组装的一系列框图；以及图5至图6是示出根据本专利技术的示例性实施方案的组装紫外线LED阵列的方法的框图。具体实施方式如本文所使用，术语“紫外线LED元件”和“UVLED元件”旨在广泛地理解成指代任何紫外线LED光产生元件，包括但不限于，连接至基板的紫外线LED裸片(例如，裸露的裸片、封装的裸片等)。根据本专利技术的示例性实施方案，紫外线LED元件直接附接至散热器(例如，使用焊膏)，使得散热器用作基板。散热器可以是空气冷却的紫外线LED灯头的一部分。也就是说，根据本专利技术的某些示例性实施方案，导电和绝缘浆料为空气冷却的紫外线LED灯头提供热、绝缘和电特性。与例如图1中所示的传统结构相比，可以使用厚膜技术简化紫外线LED阵列的结构。使用厚膜沉积技术，可以形成整体结构，所述整体结构组合散热器和紫外线LED元件所附接至的基板。此整体结构提供低热阻，从而允许使用散热器(例如，空气冷却的散热器)有效地去除热量。与例如图1中所示的传统结构相比，改进的散热器/基板提供改进的机械、热和电路径。使用本专利技术的技术，提供一种通过更少零件和改进的热路径组装紫外线LED阵列的更有效方法。施加至基座散热器元件的厚膜浆料(例如，其中基座散热器元件可以由铝或其它散热器材料形成)可以理想地具有与基座散热器元件非常接近(或基本上相同)的热膨胀系数。通过厚膜层(其可以作为一系列层施加至基座散热器元件)的热膨胀系数类似于基座散热器元件，降低装置(包括装置中的焊料接头)发生故障的风险。图2以分解图示出紫外线LED阵列200。紫外线LED阵列200包括散热器，所述散热器包括基座散热器元件202(例如，包括用于空气冷却等的冷却脊或散热片202a的铝元件)；以及厚膜层204，所述厚膜层施加至最接近裸片附接LED206(即，施加至散热器的多个紫外线LED元件，例如，裸露的紫外线LED裸片元件或封装的紫外线LED裸片元件)的基座散热器元件202的表面。可以例如使用印刷(例如，丝网印刷、绢网印刷等)技术等选择性地施加厚膜层204。如下文将更详细地说明，厚膜层204可以通过多个印刷步骤和/或其它处理步骤以一系列层施加。在图2中，多个紫外线LED元件206示为一组；然而，应了解，多个紫外线LED元件206可以通过任何所需方式施加(例如，一次一个元件、在“群”焊或附接过程中一次多个元件等)。图2说明施加在多个紫外线LED元件206与基座散热器元件202之间的厚膜层204。图3说明本专利技术的紫外线LED阵列300的另一示例性配置。紫外线LED阵列300包括基座散热器元件302，所述基座散热器元件可以由铝或适合于散热器的另一种材料形成。尽管图3示出简化的基座散热器元件，但应理解，基座散热器元件可以具有任何所需配置，例如包括空气冷却的脊/散热片等。将例如使用丝网印刷技术将厚膜层304选择性地施加至基座散热器元件。例如，可以将厚膜层304印刷成具有所需导电路径，使得印刷的导电路径/迹线与附接至散热器的多个紫外线LED元件对准。在厚膜层304施加至基座散热器元件302且随后固化/烧制(例如，在炉子等中)之后，提供散热器。散热器被配置成用作基板，所述基板被配置成接收多个紫外线LED元件306。紫外线LED元件306使用焊膏306b附接至散热器(即，散热器的厚膜部分)。如图3中所示，焊膏306b可以在附接至散热器之前施加至每个紫外线LED元件的后侧。图4A至图4E是示出根据本专利技术的方面的用于组装紫外线LED阵列200(例如，在图2的分解图中示出的阵列200)的示例性方法的一系列框图。在图4A中，提供基座散热器元件202。例如使用丝网工艺(例如，绢网工艺等)将介电层204a施加至基座散热器元件202的表面。在图4A中施加介电层204a之后，施加导电层204b，如图4B中所示。例如，可以使用丝网工艺(例如，绢网工艺等)将导电层204b施加至介电层204a上(所述介电层已施加至基座散热器元件202)。在图4B中施加导电层204b之后，施加阻焊层204c，如图4C中所示。例如，可以使用丝网工艺(例如，绢网工艺等)将阻焊层204c施加至导电层204b上(所述导电层已施加至介电层204a，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外线LED阵列，所述紫外线LED阵列包括：散热器，所述散热器包括(i)基座散热器元件，以及(ii)施加至所述基座散热器元件的厚膜层；以及多个紫外线LED元件，所述多个紫外线LED元件直接耦合至所述散热器的所述厚膜层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.16 US 62/395,6901.一种紫外线LED阵列，所述紫外线LED阵列包括：散热器，所述散热器包括(i)基座散热器元件，以及(ii)施加至所述基座散热器元件的厚膜层；以及多个紫外线LED元件，所述多个紫外线LED元件直接耦合至所述散热器的所述厚膜层。2.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述多个紫外线LED元件使用焊膏直接耦合至所述散热器的所述厚膜层。3.如权利要求2所述的紫外线LED阵列，其中所述焊膏包括铟。4.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述多个紫外线LED元件使用导电环氧树脂直接耦合至所述散热器的所述厚膜层。5.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述基座散热器元件是铝。6.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述基座散热器元件和所述厚膜层的热膨胀系数基本上相同。7.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述厚膜层使用丝网工艺施加至所述基座散热器元件。8.如权利要求7所述的紫外线LED阵列，其中在将所述厚膜层施加至所述基座散热器元件之后，烧制包括所述基座散热器元件和所述厚膜层的所述散热器。9.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述紫外线LED阵列是空气冷却的UVLED灯头。10.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述多个紫外线LED元件是裸露的半导体裸片LED元件。11.如权利要求1所述的紫外线LED阵列，其中所述多个紫外线LED元件是封装的半导体裸片LED元件。12.一种形成紫外线LED阵列的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将厚膜层选择性地施加至基座散热器元件的表面；(b)烧制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·E·约翰逊三世，D·莱昂哈特，M·加拉戈兹鲁，
申请(专利权)人：贺利氏特种光源美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US