CN106299042A - 一种紫外led光源无机封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外LED光源无机封装方法，属于LED封装技术领域。将垂直紫外LED芯片使用锡膏或者共晶焊工艺固定在含有印刷电路层的基板上，使用金线将芯片与基板电极连接，在内部冲入惰性气体，再使用锡膏将石英透镜盖在台阶层上，完成封装。使用全无机材料可避免有机物如硅胶在高温情况下造成的老化状况。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装方法技术领域，特别是一种紫外LED光源无机封装方法。
背景技术
半导体照明作为新一代的照明技术，具有很多优点：节能、环保、长寿命、响应快等，近年来发展非常迅速。
紫外LED 具体积小、寿命长和效率高等优点,具有广泛的应用前景。目前紫外LED的发光功率较低, 除了芯片制作水平的提高外,封装技术对LED的特性也有重要的影响。目前,紫外LED主要有环氧树脂封装和金属与玻璃透镜封装。前者主要应用于400nm左右的近紫外LED,但紫外光对材料的老化影响较大。后者主要应用于波长小于380 nm的紫外LED,封装材料是LED 封装技术的另一个重要方面。LED封装材料主要有玻璃透镜、环氧树脂和硅树脂等。石英玻璃软化点温度为1600℃,热加工温度为1700～2000℃,从工艺的角度,石英玻璃不适合用来密封LED芯片;环氧树脂高温耐热性能一般, 耐紫外光性能较差出光效率低，使用硅胶或者环氧树脂之类的有机材质，在收到高温时会有黄化等衰老状况，因此存在上述有机材料及光衰严重等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种紫外LED光源无机封装方法，本发明方法可以有效的降低光衰。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种紫外LED光源无机封装方法，包括以下步骤：
步骤一、提供含有印刷电路层的基板，基板两侧设有支架，支架的顶部为台阶结构；
步骤二、将垂直紫外LED芯片通过无机粘接剂固定在基板上；
步骤三、采用金线将垂直紫外LED芯片连接到基板电极上；
步骤四、将无机粘接剂涂抹在台阶结构上；
步骤五、将石英透镜包覆在垂直紫外LED芯片的上部，且石英透镜与支架的台阶结构处相接；此时得到LED半成品；
步骤六、将LED半成品放入回流焊进行粘接。
作为本发明所述的一种紫外LED光源无机封装方法进一步优化方案，石英透镜与垂直紫外LED芯片之间为真空。
作为本发明所述的一种紫外LED光源无机封装方法进一步优化方案，石英透镜与垂直紫外LED芯片之间采用惰性气体进行填充。
作为本发明所述的一种紫外LED光源无机封装方法进一步优化方案，惰性气体为氦气。
作为本发明所述的一种紫外LED光源无机封装方法进一步优化方案，无机粘接剂为锡膏。
作为本发明所述的一种紫外LED光源无机封装方法进一步优化方案，所述石英透镜为实心。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）与传统的封装方法相比，本发明提供的紫外LED无机封装设计方法，老化光衰性能提高；
（2）老化试验表明，传统封装使用环氧树脂封装，紫外LED的发光功率在100小时内衰减到50%以下，而本发明提供的紫外LED无机封装设计方法，连续工作1000小时后发光功率依然维持在98%以上，发光功率衰减低于3%。
附图说明
图1为传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。
图2为传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。
图3为本发明所述方法紫外LED光源无机封装设计方法示意图。
其中，1-石英透镜，2-基板，3-垂直紫外LED芯片，4-环氧树脂，5-无机粘接剂，6-惰性气体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1、图2所示，均是传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图，老化试验表明，传统封装使用环氧树脂封装，紫外LED的发光功率在100小时内衰减到50%以下。
图3为本发明所述方法紫外LED光源无机封装设计方法示意图，一种紫外LED光源无机封装方法，包括以下步骤：
步骤一、提供含有印刷电路层的基板，基板两侧设有支架，支架的顶部为台阶结构；
步骤二、将垂直紫外LED芯片通过无机粘接剂固定在基板上；
步骤三、采用金线将垂直紫外LED芯片连接到基板电极上；
步骤四、将无机粘接剂涂抹在台阶结构上；
步骤五、将石英透镜包覆在垂直紫外LED芯片的上部，且石英透镜与支架的台阶结构处相接；此时得到LED半成品；
步骤六、将LED半成品放入回流焊进行粘接。
石英透镜与垂直紫外LED芯片之间为真空。
石英透镜与垂直紫外LED芯片之间采用惰性气体进行填充。
惰性气体为氦气。
本发明的原理是，有机材料如硅胶等在高温的情况下性能会急剧变化，导致了LED性能的降低，在全制程中排除有机物质的参与，使用无机材料，可以避免性能急剧下降，又降低了在LED的光衰；
硅胶的主要结构包括Si和2O ,主链Si-O-Si是无机的，而且具有较高的键能(422. 5kJ /mol);而环氧树脂的主链主要是C-C或C-O ,键能分别为356kJ /mol 和344. 4 kJ /mol。在高温下，有机材料的分子链接会随时间而被破坏，造成材料性能的衰减。
上述的步骤中，可以使用常规的固晶焊线工艺，固定晶片的无机粘接剂可以使用锡膏或其他无机粘接材料。
无机粘接剂可以使用锡膏或其他无机粘接材料；
石英透镜为实心石英玻璃透镜，用于光的导出，并形成一定的光场分布；
在整个结构中, 均不会使用有机物。
本发明所提供的紫外LED光源无机封装设计方法，基本工艺中的固晶，焊线等工艺，固晶焊线与传统封装方法的工艺基本相同，后续密封阶段制程不同，包括：
固晶：如图3所示，将垂直紫外LED芯片3固定到基板2上，使用无机粘接剂；
焊线：如图3所示，将垂直紫外LED芯片使用金线与基板的电路连接；
密封：如图3所示，在惰性气体环境下，将无机粘接剂涂抹到支架台阶处，盖上透镜，并过回流焊进行焊接。
亦可在真空环境下进行，后冲入惰性气体；
亦可在常规环境下进行，后续抽出空气再冲入惰性气体。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、提供含有印刷电路层的基板，基板两侧设有支架，支架的顶部为台阶结构；
步骤二、将垂直紫外LED芯片通过无机粘接剂固定在基板上；
步骤三、采用金线将垂直紫外LED芯片连接到基板电极上；
步骤四、将无机粘接剂涂抹在台阶结构上；
步骤五、将石英透镜包覆在垂直紫外LED芯片的上部，且石英透镜与支架的台阶结构处相接；此时得到LED半成品；
步骤六、将LED半成品放入回流焊进行粘接。
2.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，石英透镜与垂直紫外LED芯片之间为真空。
3.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，石英透镜与垂直紫外LED芯片之间采用惰性气体进行填充。
4.根据权利要求3所述的一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，惰性气体为氦气。
5.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，无机粘接剂为锡膏。
6.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源无机封装方法，其特征在于，所述石英透镜为实心。
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