[发明专利]芯片集成LED在光子治疗领域的应用

说明书

技术领域

本发明涉及多芯片集成大功率LED(本文简称为芯片集成LED)单色光源的在光子治疗领域新用途，具体涉及在体表皮肤治疗、烧伤治疗、体内炎症、肿瘤等疾病光子治疗的应用。

背景技术

LED是继白炽灯和萤光灯之后的第四代半导体照明光源。有专家预言：半导体照明将是21世纪国内外最大、最活跃的高科技产业之一。随着LED照明市场的日益扩大，LED不久会完全代替传统的照明。

LED由于光效率较白炽灯高，光线质量好、能耗小、寿命长、可靠耐用、安全、环保等优点，其市场需要愈来愈大。

LED发出的单色光可用于医疗领域，并在临床取得了明显的成效。治疗方法被称为光学治疗法，其设备被称为光子治疗仪。目前在国内外市场上也发现有单个LED制成照射仪或通过阵列方式将若干个单体LED组合而成的医疗仪。其存在的问题在于：LED管单体功率小，照射光斑面小，只能用于照射面不大，对功率要求不高的点式照射治疗。组合后的LED虽然照射面扩大，但光功率密度仍与单体LED管相当，达不到要求。也有人提出通过聚光方式把组合后的LED光汇聚在一起的方案，当达到满足要求的光功率密度和光斑大小时，设备体积非常大而且产生的热量也给散热带来难度，应用也非常局限，只限于体表照射。而激光子治疗虽然光功率密度大，但光斑小，只能应用于面积较小的病灶。

芯片集成LED(单个功率＞25w)现已问世，因其体积小、光功率密度大、照射面大将是取代普通LED和白炽灯、卤钨灯的新一代照明设备，并且已出现了若干照明用相关专利。到目前为止，人们对芯片集成LED的认识均停留在照明上的应用，称为第四代半导体照明光源。却未想到将其应用到光子治疗领域中，以拓展光子治疗应用范围和疗效。

发明内容

本发明针对现有红光子治疗存在的问题，将芯片集成LED应用在光子治疗领域中，拓展光子治疗应用范围和疗效，提供了一种新的光源及治疗手段。

芯片集成LED在光子治疗领域的应用，包含以下几种方式：

1.将光源即照射头做成平射或发散状，于体表照射，适用症包括：

皮肤科：带状疱疹，斑秃、湿疹等；

美容科：黄褐斑、痤疮等；

烧伤科：大面积烧伤、电击伤等；

外科：术后感染、关节炎、骨折愈合等。

2.将照射头与光纤连接，光纤另一端设置光头，置入体内腔道，适用于各类炎症，溃疡：

内科：胃炎，气管炎、支气管哮喘等；

妇科：阴道炎、盆腔炎等；

消化科：食管炎、结肠炎、咽炎等；

口腔科：牙周炎、口腔溃疡等；

耳鼻喉科：中耳炎等。

3.缩小上述光头和光纤的尺寸，可取代激光，配合光敏剂药物，用于光动力肿瘤治疗，适应症包括：体内肿瘤、老年性眼底黄斑、光角化病、尖锐湿疣、头颈部晚期磷状上皮癌。

芯片集成LED和传统意义的LED有着本质的不同。芯片集成LED是利用多芯片组装(Multi-Chip Module Assembly)技术和倒装焊技术(Flip-Chip Technology)将一个以上的LED芯片、信号控制芯片与防静电芯片(Electrostatic Discharge)通过工艺集成和组装，形成一个大的可以防静电、可以控制的LED模组。其中LED芯片可以是不同波长，不同尺寸的LED芯片。根据需要，倒装于不同尺寸，不同形状，不同材质的底板上面，省略了繁复的封装工艺，一次性解决LED的散热问题，同时满足大光功率密度的要求。而传统LED为满足大功率的要求，必须集中许多个LED的光能才能达到设计要求，但缺点是设备体积大，线路复杂，散热不畅，为了平衡各个LED之间的电流电压关系供电电路非常复杂。

芯片集成LED其结构和封装形式较多，主要有采用板上芯片直装式(COB)LED封装和系统封装式(Sip)LED封装。COB是Chip on Board的英文缩写。主要用于大功率芯片阵列的LED封装，大大提高了封装功率密度，降低了封装热阻。Sip是System in Package的缩写。具有工艺兼容性好，集成度高，成本低，易于分块测试。目前采用以上技术的多芯片集成LED的功率可以做到25W～1500W，发光面积为5×5mm²～150×150mm²。