一種微流體冷卻的矽晶圓片級led照明系統的製作方法

2023-04-27 21:42:41

專利名稱：一種微流體冷卻的矽晶圓片級led照明系統的製作方法
技術領域：
一種微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統所屬技術領域[0001]本實用新型涉及一種微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統，具體是一種散熱 迅速，LED模塊外部尺寸較小，能夠大幅度提高LED照明系統的集成度、生產效率，且 能降低LED照明系統生產成本的LED照明系統。
背景技術：
[0002]發光二極體(LED)是一種半導體發光器件，其發光原理是利用電子和空穴的復 合作用產生光子。LED具有發光效率高，顯色性好，耗電量少，節能環保，安全可靠性 高，使用壽命長的優勢。LED作為一種新型、低功耗的光源已經在照明領域得到應用。[0003]儘管LED照明系統相對於傳統照明系統具有多方面的優勢，但是LED照明系統 過高的售價阻礙了其在更大的範圍內推廣。造成售價偏高的主要原因是目前LED照明系 統的集成度不高，生產效率較低，具體表現為以下的方面[0004](I)LED晶片在使用的過程中會產生大量的熱量，而其在相對較低的溫度下才能 保證良好的性能，所以LED照明系統的熱管理和散熱要求較高。現有的LED照明系統採 用的散熱方式是被動式的散熱方式，這種散熱方式採用鋁或銅材料製作的具有熱沉和鰭 片的散熱器。LED照明系統工作時產生的熱量通過散熱器與外界溫度較低的空氣進行熱 交換，以實現冷卻的目的。這種散熱器的散熱效率取決於其與外界空氣相接觸的面積， 因而現有大部分功率低於300W的LED照明系統採用的散熱器普遍都體積龐大、消耗材 料較多，成本也較高。另外，外界空氣的溫度容易受自然因素、使用環境的影響，例如 冬天和夏天、室內和室外的空氣溫度可能差別很大，而同一 LED照明系統的散熱器的結 構是固定的，因而在不同的使用環境或不同的季節裡，LED照明系統的性能不穩定。[0005]雖然LED照明產品中的光學透鏡和LED晶片的效率在不斷提高，成本在不斷下 降，但是工業界仍然期望LED照明產品在同樣的功耗輸出下散熱結構可以做得更小，原 材料可以更省並節省安裝空間，而且能夠儘可能地降低使用環境或/和外界自然因素的 影響。美國能源部制定的技術路線圖中已經提出要在下一代LED照明產品中採用新的材 料和結構，保持LED照明產品的成本不斷下降的趨勢。然而，像目前的LED照明產品 中常用到的散熱結構材料鋁和銅的原材料的價格並不會大幅下降，甚至會上漲，不利於 LED照明產品成本的降低。因此，LED照明領域迫切地需要新的材料和結構的出現。[0006](2)另外，由於現有的散熱器的散熱效果不盡人意，難於滿足高功率、尤其是 功率高於300W的照明系統的要求，因此現有的LED照明系統幾乎全部是基於單顆LED 模塊進行設計和生產，使得照明系統的集成度不高。但是單顆LED功率較小，光亮度 較低，不宜單獨使用，實際應用中需要將多個單顆LED模塊組裝在一起設計成為實用的 LED照明系統，因而現有的LED照明系統的零部件數量多，組裝生產耗費時間較長，生 產效率低下，人力成本較高。[0007]因此，如何提高LED照明系統的散熱效率直接關係到其集成度，進而影響LED 照明系統的生產成本。實用新型內容[0008]本實用新型要解決的技術問題，是提供一種散熱迅速，LED模塊外部尺寸較 小，能夠大幅度提高LED照明系統的集成度、生產效率，且能降低LED照明系統生產成 本的LED照明系統。[0009]本實用新型要解決的問題，可以通過以下的技術方案實現一種微流體冷卻的 矽晶圓片級LED照明系統，包括矽晶圓片襯底1，該矽晶圓片襯底1的上表面設有若干 LED晶片2，其特徵在於所述矽晶圓片襯底1開有用於通過冷卻液的微冷卻通道，所述 微冷卻通道設有與外界連通的輸入口、輸出口；所述微冷卻通道的位置與所述矽晶圓片 襯底1的上表面設置的LED晶片2對應。[0010]工作時，先將微冷卻通道的輸入口和輸出口分別與輔助的冷卻裝置連接，在 LED照明系統接通電源的同時啟動冷卻裝置，冷卻液經微冷卻通道的輸入口進入微冷卻 通道內，LED晶片產生熱量傳遞到矽晶圓片襯底上，冷卻液在微冷卻通道內流動的時 候，與矽晶圓片襯底進行熱交換，達到降低LED晶片溫度的目的，然後吸收了熱量而溫 度升高的冷卻液由微冷卻通道的輸出口流出。[0011]本實用新型採用冷卻液與矽晶圓片襯底直接進行熱交換來達到散熱的目的，因 此冷卻液在矽晶圓片襯底的微冷卻通道內的流向和流速直接影響散熱的效果。那麼在上 述基礎上，本實用新型可以做以下的改進所述矽晶圓片襯底1上的LED晶片2排成一 列或一列以上的矩形陣列。[0012]作為本實用新型的一個實施例，所述矽晶圓片襯底1對應各列LED晶片2下方 的位置均開設有兩組微冷卻通道，且各組微冷卻通道相互獨立；所述各組微冷卻通道為 微槽道結構包括一條開設在對應LED晶片2的正下方的直微槽道61，以及位於所述矽 晶圓片襯底1底面的輸入口 7、輸出口 8 ；所述直微槽道61沿該列LED晶片2的排列方 向設置，所述輸入口 7和輸出口 8均與直微槽道61垂直；所述直微槽道61的兩端分別連 通輸入口 7、輸出口 8，形成與外界連通的通道。工作時，冷卻液分別經相應的輸入口進 入到相互獨立的各微冷卻通道中，流動過程中與該微冷卻通道對應的矽晶圓片襯底局部 進行熱交換，然後經各微冷卻通道的輸出口流出。[0013]由於各組微冷卻通道成彎折的形狀，為方便加工，在上述基礎上，本實用新型 可以做以下的改進所述矽晶圓片襯底1為上、下固定疊加在一起的兩層結構，其中位 於上方的矽晶圓片襯底為上襯底單元11，位於下方的矽晶圓片襯底為下襯底單元12;所 述上襯底單元11的下表面或/和下襯底單元12的上表面對應各列LED晶片的位置均開 有兩條對應的直凹槽，各直凹槽相互獨立且方向均沿對應的LED晶片的排列方向設置； 所述上、下襯底單元11、12固定疊加使上襯底單元11的下表面或/和下襯底單元12的 上表面的對應的凹槽形成直微槽道61，所述下襯底單元12對應各直微槽道61兩端的位置 均設有一通孔，各直微槽道兩端的通孔分別形成連通其與外界的輸入口 7、輸出口 8。[0014]作為本實用新型的另一個實施例，所述矽晶圓片襯底1對應LED晶片矩陣的位 置的下方開有上、下排列兩個腔室，兩腔室連通構為微噴結構，位於上方的腔室為第一 微冷卻通道62，位於下方的腔室為第二微冷卻通道63，第一、第二微槽道62、63通過若 幹開設在兩者之間的噴孔64連通；其中，第一微槽道62的一端連通設置在矽晶圓片襯底1底面的若干個輸出口 8，第二微槽道63遠離輸入口 7的一端連通設置在矽晶圓片襯底1 底面的若干個輸入口 7。該實施例提供的微噴結構工作時，冷卻液經多個輸入口進入到位 於下方的第二微冷卻通道，充滿後經噴孔進入位於上方的第一微冷卻通道，然後經多個 輸出口流出並帶走熱量，該結構有利於流體在垂直方向上分布均勻分配，有利於減少芯 片間溫差，使得LED晶片溫度的均勻。[0015]為方便加工，在上述基礎上，本實用新型可以做以下的改進所述矽晶圓片襯 底為上、下固定疊加在一起的三層結構，位於上方、中間、下方的矽晶圓片襯底分別為 上襯底單元13、中襯底單元14和下襯底單元15 ；所述上襯底單元13的下表面或/和中 襯底單元14的上表面，以及中襯底單元14的下表面或/和下襯底單元15的上表面，均開 有一尺寸與LED晶片矩陣相應的凹槽；所述上、中、下襯底單元13、14、15固定疊加， 使上襯底單元13的下表面或/和中襯底單元14的上表面的凹槽形成用作第一微槽道62的 腔室，使中襯底單元14的下表面或/和下襯底單元15的上表面的凹槽形成用作第二微槽 道63的腔室；所述中襯底單14元對應第一、第二微槽道62、63的位置開有若干通孔， 這些通孔為連通第一、第二微槽道62、63的噴孔64;所述下襯底單元15對應第二微槽 道63 —端部的位置開有若干的通孔，這些通孔為連通第二微槽道63與外界的輸入口 7 ； 所述中襯底單元14和下襯底單元1位於遠離輸入口 7的一端均開有若干的通孔，這些通 孔在中、下襯底單元14、15固定疊加時連通形成連通第一微槽道62與外界的輸出口 8。[0016]在上述基礎上，本實用新型所述上、下疊加的矽晶圓片襯底單元之間通過矽矽 直接鍵合或矽矽間接鍵合的方式固定。[0017]本實用新型還包括覆蓋在所述LED晶片2外的螢光粉層3，該螢光粉層3由光學 部件4密封覆蓋在所述矽晶圓片襯底1的上表面，各LED晶片2均連接導電通道5的一 端，各導電通道5的另一端連接有均與外部電氣連通的導電連接焊盤9。各LED晶片經 導電通道5連通與電源連接的導電連接焊盤9，實現照明。[0018]在上述基礎上，作為本實用新型的一個實施例，所述各導電通道5由設置在所 述矽晶圓片襯底的上表面並由螢光粉層3密封覆蓋的橫向段51和兩組分別連接其橫向段 51兩端的貫穿整個矽晶圓片襯底的豎向段52連通構成，所述豎向段52與微冷卻通道相互 錯開；各LED晶片3固定在對應的橫向段51上，各導電連接焊盤9固定在對應的豎向段 52位於矽晶圓片襯底1下方的端部。在上述基礎上，本實用新型可以做以下的改進所 述導電通道5的豎向段52採用TSV (Through Silicon Via，矽穿孔)貫穿矽晶圓片襯底1。[0019]在上述基礎上，作為本實用新型的另一個實施例，所述各導電通道5均為設置 在所述矽晶圓片襯底的上表面，其中各LED晶片固定在對應導電通道5上，各導電通道 5的兩端均傳出螢光粉層3，且兩端部均連接有導電連接焊盤。[0020]本實用新型所述LED晶片2為搭金線的LED晶片或垂直結構LED晶片。本實 用新型還包括防水部件。[0021]本實用新型所述螢光粉層3由釔鋁石榴螢光粉(YAG:Ce3+)製成。[0022]本實用新型所述光學部件4為由矽或玻璃製成的透鏡、反光杯、散射元件中的 一種或一種以上的集成。[0023]本實用新型所述LED晶片2通過與共晶焊接或粘結鍵合的方式與導電通路5連 接；焊料可以是金錫焊料或其他可行材料，粘結劑可以是具有高導熱係數的材料。[0024] 在上述基礎上，所述光學部件4通過熔融鍵合、陽極鍵合、熱壓鍵合或黏結鍵合的方法粘結在所述矽晶圓片襯底l上。[0025] 與現有技術相比，本實用新型具有以下的有益效果[0026] (1)本實用新型的LED照明系統採用直接在矽晶圓片襯底開設冷卻液通道的結構宋代替用鋁或銅材料製作的散熱器，不僅節省材料成本，而且使得整個照明系統的結構更緊湊，大幅度減少佔用的安裝空間，本實用新型的照明系統無需另外安裝散熱器，減少了生產的工序，進一步降低產品的成本。[0027] (2)本實用新型的微冷卻通道位於LED晶片的正下方，冷卻液直接與矽晶圓片襯底溫度最高的部位進行熱交換，大大提高了散熱的效率；與易受環境影響的空氣相比，冷卻液要穩定得多，在不同的使用環境裡均能保證LED晶片的散熱要求。[0028] (3)由於本實用新型提高了LED晶片的散熱效果，即便是將若干個LED晶片集成在較小的模塊上也能滿足散熱的要求，因此能夠大大提高LED照明系統的集成度，從而縮小LED照明產品的尺寸，極大地降低LED照明產品的生產成本，有利於LED照明產品的應用推廣。[0029] (4)本實用新型將各組微冷卻通道的輸入口、輸出口設置在矽晶圓片襯底l的底面，事實上微冷卻通道的輸入口、輸出口還可以設置在矽晶圓片襯底的其他位置，例如矽晶圓片襯底相對的兩側面，只需滿足與外界連通即可；但是一個LED照明系統作為一個單獨的模塊，在使用時需要與基板進行流體與電路的連通，這種連通一般在垂直方向上，因此最好將微冷卻通道的輸入口、輸出口設置在矽晶圓片襯底的底面，以方便整個LED照明系統的裝配。[0030] (5)本實用新型提供的採用微槽道結構的微冷卻通道結構簡單、加工方便；本實用新型提供的另一採用微噴結構的冷卻通道有利於流體在垂直方向上分布均勻分配，有利於減少晶片間溫差，使得LED晶片溫度的均勻。
本實用新型提供的LED照明系統還可以結合微槽道結構和微噴結構兩種微冷卻通道，並做適當的改變以便更符合實際使用的需求。


[003、] 圖l是本實用新型的實施例一的結構示意圖；[0032] 圖2是沿圖l中A—A線的剖視結構示意圖；[0033] 圖3是沿圖l中B—B線的剖視結構示意圖；[0034] 圖4是本實用新型的實施例二的結構示意圖；[0035] 圖5是沿圖4中C—C線的剖視結構示意圖；[0036] 圖6是沿圖4中D—D線的剖視結構示意圖；[0037] 圖7是本實用新型的實施例三的結構示意圖；[0038] 圖8是沿圖7中E—E線的剖視結構示意圖；[0039] 圖9是沿圖7中F—F線的剖視結構示意圖；i-0040-I 圖lo是本實用新型的實施例四的結構示意圖；i-004、] 圖11是沿圖lo中G—G線的剖視結構示意圖；i-0042] 圖12是沿圖lo中H—H線的剖視結構示意圖。
具體實施方式
[0043]實施例1[0044]如圖1 3所示的微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統是本實用新型的實施 例1，它包括了矽晶圓片襯底1，該矽晶圓片襯底1的上表面設有若干搭金線的LED晶片 2，LED晶片2排成mXn的矩形陣列，其中m、η為整數。[0045]矽晶圓片襯底1對應各列LED晶片2下方的位置均開設有兩組微冷卻通道，且 各組微冷卻通道相互獨立；各組微冷卻通道為微槽道結構包括一條開設在對應LED芯 片2的正下方的直微槽道61，以及位於矽晶圓片襯底1底面的輸入口 7、輸出口 8。[0046]為方便加工，矽晶圓片襯底1為上、下固定疊加在一起的兩層結構，其中位於 上方的矽晶圓片襯底為上襯底單元11，位於下方的矽晶圓片襯底為下襯底單元12;下襯 底單元12的上表面對應各列LED晶片正下方的位置均開有兩條對應的直凹槽，各直凹槽 相互獨立且方向均沿對應的LED晶片的排列方向設置；上、下襯底單元11、12通過矽矽 直接鍵合或矽矽間接鍵合的方式固定疊加後，使下襯底單元12的上表面的對應的凹槽形 成直微槽道61，下襯底單元12對應各直微槽道61兩端的位置均設有一與其垂直的通孔， 各直微槽道兩端的通孔分別形成連通其與外界的輸入口 7、輸出口 8。[0047]本LED照明系統還包括螢光粉層3、光學部件4和防水部件；螢光粉層3覆蓋 在LED晶片2外，光學部件4將螢光粉層3密封覆蓋在矽晶圓片襯底1的上表面。螢光 粉層3由釔鋁石榴螢光粉(YAG:Ce3+)製成；光學部件4為由矽或玻璃製成的透鏡、反光 杯、散射元件中的一種或一種以上的集成，其通過熔融鍵合、陽極鍵合、熱壓鍵合或黏 結鍵合的方法粘結在矽晶圓片襯底1上。[0048]本LED照明系統的LED晶片2均通過導電通道5連接有導電連接焊盤9，各導 電通道5由設置在矽晶圓片襯底的上表面並由螢光粉層3密封覆蓋的橫向段51和兩組分 別連接其橫向段51兩端的貫穿整個矽晶圓片襯底的豎向段52連通構成，豎向段52採用 TSV(Through Silicon Via,矽穿孔)貫穿矽晶圓片襯底1，並與微冷卻通道相互錯開。各 LED晶片3通過與共晶焊接或粘結鍵合的方式連接在對應的橫向段51上，焊料可以是金 錫焊料或其他可行材料，粘結劑可以是具有高導熱係數的材料；各導電連接焊盤9固定 在對應的豎向段52位於矽晶圓片襯底1下方的端部。各LED晶片經導電通道5連通與 電源連接的導電連接焊盤9，實現照明。[0049]工作時，先將各微冷卻通道的輸入口和輸出口分別與輔助的冷卻裝置連接，在 LED照明系統接通電源的同時啟動冷卻裝置，冷卻液分別經相應的輸入口進入到相互獨 立的各微冷卻通道中，LED晶片產生熱量傳遞到矽晶圓片襯底上，冷卻液在微冷卻通道 內流動的時候，與該微冷卻通道對應的矽晶圓片襯底局部進行熱交換，達到降低LED芯 片溫度的目的，然後吸收了熱量而溫度升高的冷卻液由微冷卻通道的輸出口流出。[0050]實施例2[0051]圖4 6所示的微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統是本實用新型的實施例 2，其與實施例1的不同在於[0052]矽晶圓片襯底1對應LED晶片矩陣的位置的下方開有上、下排列兩個腔室，兩 腔室連通構為微噴結構，位於上方的腔室為第一微冷卻通道62，位於下方的腔室為第二微冷卻通道63，第一、第二微槽道62、63通過若干開設在兩者之間的噴孔64連通；其 中，第一微槽道62的一端連通設置在矽晶圓片襯底1底面的若干個輸出口 8，第二微槽道 63遠離輸入口 7的一端連通設置在矽晶圓片襯底1底面的若干個輸入口 7。[0053]為方便加工，矽晶圓片襯底為上、下固定疊加在一起的三層結構，位於上方、 中間、下方的矽晶圓片襯底分別為上襯底單元13、中襯底單元14和下襯底單元15;中襯 底單元14的上表面、下表面分別開有一尺寸與LED晶片矩陣相應的凹槽；上、中、下襯 底單元13、14、15固定疊加，使中襯底單元14的上表面和下表面的凹槽分別形成用作第 一微槽道62的腔室和用作第二微槽道63的腔室；中襯底單14元對應第一、第二微槽道 62、63的位置開有若干通孔，這些通孔為連通第一、第二微槽道62、63的噴孔64;下襯 底單元15對應第二微槽道63 —端部的位置開有若干的通孔，這些通孔為連通第二微槽道 63與外界的輸入口 7 ；中襯底單元14和下襯底單元1位於遠離輸入口 7的一端均開有若 幹的通孔，這些通孔在中、下襯底單元14、15固定疊加時連通形成連通第一微槽道62與 外界的輸出口 8。[0054]該實施例提供的微噴結構工作時，冷卻液經多個輸入口進入到位於下方的第二 微冷卻通道，充滿後經噴孔進入位於上方的第一微冷卻通道，然後經多個輸出口流出並 帶走熱量，該結構有利於流體在垂直方向上分布均勻分配，有利於減少晶片間溫差，使 得LED晶片溫度的均勻。[0055]實施例3[0056]圖7 9所示的微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統是本實用新型的實施例 3，其與實施例1的不同在於用於連接各LED晶片與導電連接焊盤9的導電通道5僅設 置在矽晶圓片襯底的上表面，各LED晶片固定在對應導電通道5上，各導電通道5的兩 端均傳出螢光粉層3，且兩端部均連接有導電連接焊盤。[0057]實施例4[0058]圖10 12所示的微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統是本實用新型的實施 例4，其與實施例1的不同在於LED晶片為垂直結構LED晶片。
權利要求1.一種微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統，包括矽晶圓片襯底(1)，該矽晶圓片 襯底(1)的上表面設有若干LED晶片(2)，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)開有用 於通過冷卻液的微冷卻通道，所述微冷卻通道設有與外界連通的輸入口、輸出口；所述 微冷卻通道的位置與所述矽晶圓片襯底(1)的上表面設置的LED晶片(2)對應。
2.根據權利要求1所述的LED照明系統，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)上的 LED晶片(2)排成一列或一列以上的矩形陣列。
3.根據權利要求2所述的LED照明系統，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)對應 各列LED晶片(2)下方的位置均開設有兩組微冷卻通道，且各組微冷卻通道相互獨立； 所述各組微冷卻通道為微槽道結構包括一條開設在對應LED晶片(2)的正下方的直微 槽道(61)，以及位於所述矽晶圓片襯底(1)底面的輸入口(7)、輸出口(8)；所述直微槽 道(61)沿該列LED晶片(2)的排列方向設置，所述輸入口(7)和輸出口⑶均與直微槽 道(61)垂直；所述直微槽道(61)的兩端分別連通輸入口(7)、輸出口(8)，形成與外界 連通的通道。
4.根據權利要求3所述的LED照明系統，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)為上、 下固定疊加在一起的兩層結構，其中位於上方的矽晶圓片襯底為上襯底單元(11)，位於 下方的矽晶圓片襯底為下襯底單元(12)；所述上襯底單元(11)的下表面或/和下襯底單 元(12)的上表面對應各列LED晶片的位置均開有兩條對應的直凹槽，各直凹槽相互獨立 且方向均沿對應的LED晶片的排列方向設置；所述上、下襯底單元(11、12)固定疊加 使上襯底單元(11)的下表面或/和下襯底單元(12)的上表面的對應的凹槽形成直微槽道 (61)，所述下襯底單元(12)對應各直微槽道(61)兩端的位置均設有一通孔，各直微槽道 兩端的通孔分別形成連通其與外界的輸入口(7)、輸出口(8)。
5.根據權利要求2所述的LED照明系統，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)對應 LED晶片矩陣的位置的下方開有上、下排列兩個腔室，兩腔室連通構為微噴結構，位於 上方的腔室為第一微冷卻通道(62)，位於下方的腔室為第二微冷卻通道(63)，第一、第 二微槽道(62、63)通過若干開設在兩者之間的噴孔(64)連通；其中，第一微槽道(62) 的一端連通設置在矽晶圓片襯底(1)底面的若干個輸出口(8)，第二微槽道(63)遠離輸入 口(7)的一端連通設置在矽晶圓片襯底(1)底面的若干個輸入口(7)。
6.根據權利要求5所述的LED照明系統，其特徵在於所述矽晶圓片襯底為上、下 固定疊加在一起的三層結構，位於上方、中間、下方的矽晶圓片襯底分別為上襯底單元 (13)、中襯底單元(14)和下襯底單元(15)；所述上襯底單元(13)的下表面或/和中襯底 單元(14)的上表面，以及中襯底單元(14)的下表面或/和下襯底單元(15)的上表面， 均開有一尺寸與LED晶片矩陣相應的凹槽；所述上、中、下襯底單元(13、14、15)固定 疊加，使上襯底單元(13)的下表面或/和中襯底單元(14)的上表面的凹槽形成用作第一 微槽道(62)的腔室，使中襯底單元(14)的下表面或/和下襯底單元(15)的上表面的凹 槽形成用作第二微槽道(63)的腔室；所述中襯底單(14)元對應第一、第二微槽道(62、 63)的位置開有若干通孔，這些通孔為連通第一、第二微槽道(62、63)的噴孔(64)；所 述下襯底單元(15)對應第二微槽道(63) —端部的位置開有若干的通孔，這些通孔為連通 第二微槽道(63)與外界的輸入口(7)；所述中襯底單元(14)和下襯底單元(1)位於遠離 輸入口(7)的一端均開有若干的通孔，這些通孔在中、下襯底單元(14、15)固定疊加時連通形成連通第一微槽道(62)與外界的輸出口(8)。
7.根據權利要求4或6所述的LED照明系統，其特徵在於所述上、下疊加的矽晶 圓片襯底單元之間通過矽矽直接鍵合或矽矽間接鍵合的方式固定。
8.根據權利要求7所述的LED照明系統，其特徵在於還包括覆蓋在所述LED晶片 (2)外的螢光粉層(3)，該螢光粉層(3)由光學部件(4)密封覆蓋在所述矽晶圓片襯底(1) 的上表面，各LED晶片(2)均連接導電通道(5)的一端，各導電通道(5)的另一端連接 有均與外部電氣連通的導電連接焊盤(9)。
9.根據權利要求8所述的LED照明系統，其特徵在於所述各導電通道(5)由設置 在所述矽晶圓片襯底的上表面並由螢光粉層(3)密封覆蓋的橫向段(51)和兩組分別連接 其橫向段(51)兩端的貫穿整個矽晶圓片襯底的豎向段(52)連通構成，所述豎向段(52) 與微冷卻通道相互錯開；各LED晶片(3)固定在對應的橫向段(51)上，各導電連接焊盤 (9)固定在對應的豎向段(52)位於矽晶圓片襯底(1)下方的端部。
10.根據權利要求9所述的LED照明系統，其特徵在於所述導電通道(5)的豎向段 (52)採用TSV(Through Silicon Via,矽穿孔)貫穿矽晶圓片襯底(1)。
11.根據權利要求10所述的LED照明系統，其特徵在於所述各導電通道(5)均為 設置在所述矽晶圓片襯底的上表面，其中各LED晶片固定在對應導電通道(5)上，各導 電通道(5)的兩端均傳出螢光粉層(3)，且兩端部均連接有導電連接焊盤。
12.根據權利要求11所述的LED照明系統，其特徵在於所述LED晶片(2)為搭金 線的LED晶片或垂直結構LED晶片。
13.根據權利要求12所述的LED照明系統，其特徵在於所述螢光粉層(3)由釔鋁 石榴螢光粉(YAG:Ce3+)製成。
14.根據權利要求13所述的LED照明系統，其特徵在於所述光學部件(4)為由矽 或玻璃製成的透鏡、反光杯、散射元件中的一種或一種以上的集成。
15.根據權利要求14所述的LED照明系統，其特徵在於所述LED晶片(2)通過與 共晶焊接或粘結鍵合的方式與導電通路(5)連接。
16.根據權利要求15所述的LED照明系統，其特徵在於所述光學部件(4)通過熔 融鍵合、陽極鍵合、熱壓鍵合或黏結鍵合的方法粘結在所述矽晶圓片襯底(1)上。
專利摘要本實用新型涉及一種微流體冷卻的矽晶圓片級LED照明系統，包括矽晶圓片襯底(1)，該矽晶圓片襯底(1)的上表面設有若干LED晶片(2)，其特徵在於所述矽晶圓片襯底(1)開有用於通過冷卻液的微冷卻通道，所述微冷卻通道設有與外界連通的輸入口、輸出口；所述微冷卻通道的位置與所述矽晶圓片襯底(1)的上表面設置的LED晶片(2)對應。本實用新型的LED照明系統直接在矽晶圓片襯底開設冷卻液通道的結構，採用冷卻液經微冷卻通道對LED晶片進行冷卻，提高了LED晶片的散熱效果，能夠大大提高LED照明系統的集成度，從而縮小LED照明產品的尺寸，極大地降低LED照明產品的生產成本，有利於LED照明產品的應用推廣。
文檔編號F21V13/00GK201803147SQ201020268739
公開日2011年4月20日 申請日期2010年7月23日 優先權日2010年7月23日
發明者劉勝, 毛章明, 王愷, 羅小兵 申請人:廣東昭信光電科技有限公司