陶瓷線路板作為PCB的一種，在各種大功率對(duì)散熱有比較高要求的電子器件中被廣泛使用，UV-LED也不例外。
目前市面上的UV-LED燈具，都是把多個(gè)UV-LED芯片集成在一個(gè)小模塊里面，從而獲得比較大光強(qiáng)的光源。因?yàn)閱蝹�(gè)的UV-LED的功率比較小，沒(méi)辦法達(dá)到比較大的光強(qiáng)，所以就只能這么去做。一般采用的都是COB封裝技術(shù)，因?yàn)镃OB算是最利于散熱的封裝技術(shù)之一，使用該技術(shù)可以盡可能的減少?gòu)男酒酵獠凯h(huán)境的接觸層，減小熱阻、降低結(jié)溫的發(fā)生和材料不匹配等問(wèn)題。再配合上外部的制冷器，可以讓大功率UV-LED芯片在持續(xù)的低溫環(huán)境中保持較長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度發(fā)光。
我們不能只考慮散熱·，同時(shí)還要思考出光效率的問(wèn)題，由于芯片的發(fā)光是從芯片的四周向外界各個(gè)方向進(jìn)行發(fā)射，因此在進(jìn)行UV-LED點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，影響UV-LED 出光效率主要有以下四個(gè)方面：
1)用于光反射的反射杯結(jié)構(gòu);
2)光線通過(guò)透鏡的透過(guò)率和折射率;
3)封裝工藝的好壞;
4)封裝材料的防紫外老化能力。
這些參數(shù)都會(huì)直接影響到UV-LED的出光效率，如果UV-LED 的封裝結(jié)構(gòu)里面沒(méi)有設(shè)計(jì)反射杯，則很大一部分光線則會(huì)損失，轉(zhuǎn)化成熱量，從而也間接地增加了熱管理難度。
目前UV-LED 主要有環(huán)氧樹脂封裝和硅膠/玻璃透鏡封裝。前者主要應(yīng)用于大于400 nm 的近紫外LED封裝；后者主要應(yīng)用于波長(zhǎng)小于400 nm 的LED 封裝。又由于GaN和藍(lán)寶石折射率分別為2.4 和1.76，而氣體折射率為1，較大的折射率差導(dǎo)致全反射限制光的逸出較為嚴(yán)重，封裝后器件的出光效率低。因此在透鏡的設(shè)計(jì)方面，要綜合考慮器件在紫外波段的光透過(guò)率、耐熱能力和耐紫外老化能力。
從上圖可以看出，兩種封裝結(jié)構(gòu)都有使用到陶瓷基板，根據(jù)光的萃取原理，這兩種結(jié)構(gòu)均采用了折射率很高的硅膠和玻璃透鏡，充分消除了光的全反射效應(yīng)，大大提高了出光效率。這兩種結(jié)構(gòu)非常類似，都是將LED芯片直接固晶在陶瓷基板上，陶瓷基板通過(guò)錫球焊接在銅鋁散熱片或熱沉上，整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的熱阻非常小，外層封裝折射率為1.5 的硅膠和玻璃透鏡，反射板采用陶瓷基板自帶的反射腔體，唯一的區(qū)別在于后者多加了一層封裝硅膠B，形成折射率遞減的三層結(jié)構(gòu)，減少全反射的光線損失。
在整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中，樹脂層厚度都較薄，可以盡可能地減少硅樹脂對(duì)紫外光的吸收損耗，且折射率逐層遞減的三層結(jié)構(gòu)有利于減少光在傳播過(guò)程中的菲涅爾損耗。在某些場(chǎng)合，若需更大地提高光線透過(guò)率，可以在光學(xué)系統(tǒng)各面均鍍制光學(xué)增透膜。
在上述封裝結(jié)構(gòu)中，反射腔體的設(shè)計(jì)也尤為重要。為達(dá)到最佳的出光光強(qiáng)，反射腔體的反射角度應(yīng)該為55°為最佳反射角，或腔體夾角為70°，反射角過(guò)大或過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度降低。
另外根據(jù)光學(xué)上的出光原理，為有效地減少全反射現(xiàn)象，我們選取膠水的原則一般是由里到外，膠水折射率從高到低(外層膠水的折射率可以小于或等于內(nèi)層膠水折射率，但絕不能高于內(nèi)層膠水的折射率。
從圖可以看到，圖中的陶瓷基板是直接將覆銅陶瓷基板連接到陶瓷熱沉上進(jìn)行熱傳輸?shù)模瑯幼鳛樘沾刹牧希迮c熱沉有差不多的熱膨脹系數(shù)，相對(duì)來(lái)講，會(huì)比第一種更加的安全。
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