CN110235260A - 用于增强紫外发光器件的可靠性的方法和封装 - Google Patents

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山田哲史
北村健
C·默依
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Abstract

在各种实施方案中,通过封装通气减少或基本上消除用于紫外发光器件的封装内的环氧树脂的降解,防止紫外线透射到封装中使用的一个或多个环氧树脂区域,和/或利用封装方案,减少或避免使用环氧树脂和/或特定金属。

Description

用于增强紫外发光器件的可靠性的方法和封装
相关申请
本申请要求2017年1月31日提交的美国临时专利申请No.62/452,594和2017年10月5日提交的美国临时专利申请No.62/568,350的权益和优先权,每个的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
在各种实施例中,本发明涉及发射紫外(UV)辐射的光发射器。
背景技术
发光二极管(LED)由于其较低的能耗、较长的寿命、高物理稳健性、小尺寸和快速的开关时间而越来越多地用于各种不同的照明应用中。在传统的LED封装中,LED芯片电气和物理地安装在表面安装器件(SMD)封装上,该封装通常密封(例如,用透明盖子)以保护器件免受污染或其他环境影响。
UV LED已显示出广阔的前景,用于例如医疗、传感器和仪器以及流体灭菌等应用。遗憾的是,上述传统封装用于UV LED可能是有问题的,UV LED可以发射波长小于320nm、小于265nm、小于230nm或者甚至小于200nm的光。UV LED发射的高能UV光可能会攻击或恶化传统LED封装中使用的各种材料,并且这些材料的降解和/或反应在其预期的使用寿命期间可能会影响器件的完整性和/或可靠性。因此,需要用于UV LED的改进的封装方案,实现封装器件的高可靠性、机械稳定性和长寿命。
发明内容
根据本发明的各种实施例,采用用于UV发光器件的封装方案是为了降低或基本消除封装内使用的环氧树脂由UV发光芯片或管芯发射的UV光引起的恶化的影响。在各种实施例中,封装是通气的以提供环氧树脂降解的气体副产物的出口,从而防止封装内进一步的有害的化学反应。在其他实施例中,防止来自光发射器的UV光传播到用于将盖子附接到封装和/或将其他电子部件安装(例如,诸如齐纳二极管的电压调节器)在封装内的环氧树脂并因此导致其降解。例如,可以通过不透UV的密封剂材料或其他不透UV的护罩来密封环氧树脂的区域以防止暴露于UV光。如本文所使用的,“不透”材料基本上不透射特定波长或波长范围的光(例如,UV光),相反其反射和/或强吸收(例如,穿过小的厚度)具有特定波长或波长范围的光。以这种方式,本发明的实施例包括具有长寿命、高输出功率和高可靠性的封装UV发光器件。如本文所用的,“透明”(例如,对UV光)的材料对于UV和/或可见光不一定是完全透明或100%透明的;而是,在本发明的各种实施例中,这种透明材料具有至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的透射率(例如,对UV光和/或对诸如可见光的其他波长的光)。应当理解,描述为透明的封装材料(例如,盖子或其他封装部分)对于由封装或设置在这种封装中的发光器件发射的一个或多个(或甚至所有)波长或波长范围来说是透明的。
在本发明的各种实施例中,发光器件可包括、基本上由或由发光二极管(例如,裸芯发光二极管或发光二极管芯片)或激光器(例如,裸芯激光器或激光器芯片)组成。由发光器件发射的UV光可以具有265nm或更小、230nm或更小或甚至200nm或更小的波长。发光器件可以在其上设置透镜,该透镜可以包括、基本上由或由石英、熔融石英和/或蓝宝石组成,例如在2015年4月6日提交的美国专利申请NO.14/679,655中所描述的实例,其全部公开内容通过引用并入本文。
虽然本文描述的本发明的实施例的示例利用配置为发射UV光的发光器件,但是本发明的各种实施例可以与配置为发射其他波长的光(例如,可见光或红外光)的发光器件一起使用。如本文所用的,“金属镀膜图案(metallization pattern)”通常包括多个离散的且分开的金属区域,用作例如与发光器件和/或电压调节器的不同电极的触点;然而,在本发明的各种实施例中,金属镀膜图案可仅以一个这样的金属区域为特征。
在一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、第一环氧树脂、金属镀膜图案和中空通气口组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。第一环氧树脂将盖子密封到基座上。(如本文所用的,将盖子“密封”到基座意指在一个或多个点处将盖子连接到基座,且不一定意味着形成气密密封。)金属镀膜图案设置在基座上且电连接至发光器件。中空通气口将内部体积与外部环境流体连通。中空通气口穿过和/或限定在基座、盖子和/或第一环氧树脂中。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。通气口可包括、基本上由或由一个或多个穿过盖子和/或限定在盖子中的孔组成。第一环氧树脂可以在两个或更多个离散点处将盖子密封到基座。通气口可以设置在两个或更多个离散点之间。通气口可包括、基本上由或由一个或多个穿过基座和/或限定在基座中的孔组成。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。
阻挡材料可以设置在第一环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属和/或聚四氟乙烯组成。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。当盖子密封到基座上时,基座可以成形为限定基座和盖子之间的通气口。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、第一环氧树脂和金属镀膜图案组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。第一环氧树脂将盖子密封到基座上。金属镀膜图案设置在基座上且电连接至发光器件。内部体积包含在其内的氧气浓度低于照明设备外部环境内的浓度。内部体积可以基本上不含氧气。(在各种实施例中,“基本上不含氧气”是指含有少于1%的氧气、少于0.5%的氧气或少于0.1%的氧气。在各种实施例中,“基本上不含氧气”是指含有足够低浓度的氧气,使得本文所述的有害反应(例如,形成含镍区域)在例如1000小时、5000小时、10,000小时或50,000小时的运行期期间不会以足以影响照明设备效率的速率发生。)
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。内部体积内的压力可小于大气压。内部体积(即,未被照明设备的发光器件和其他元件占据的内部体积的部分)可以基本上填满氮气和/或一种或多种惰性气体。内部体积内的气体的成分可以与位于发光设备外部的大气的成分不同。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。
阻挡材料可以设置在第一环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属和/或聚四氟乙烯组成。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在又另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、第一环氧树脂、金属镀膜图案和阻挡材料组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。第一环氧树脂将盖子密封到基座上。金属镀膜图案设置在基座上且电连接至发光器件。阻挡材料设置在第一环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属和/或聚四氟乙烯组成。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。第二阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。第二阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。第二阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。
在另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、金属镀膜图案、一个或多个电压调节器件、第一环氧树脂和阻挡材料组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。金属镀膜图案设置在基座上且电连接至发光器件。至少其中一个电压调节器件设置在内部体积内。其中一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。第一环氧树脂与其中一个或多个电压调节器件接触。第一环氧树脂可以将其中一个或多个电压调节器件附接在内部体积内。第一环氧树脂可以将其中一个或多个电压调节器件附接到基座。阻挡材料设置在第一环氧树脂上。阻挡材料基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在又另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、第一环氧树脂和阻挡材料组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。第一环氧树脂将盖子密封到基座上。阻挡材料设置在第一环氧树脂和盖子之间。阻挡材料基本上防止由盖子内和/或通过盖子的发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属(例如,铝)和/或聚四氟乙烯组成。阻挡材料的至少一部分可以为设置在盖子表面(例如,顶表面和/或底表面)上的膜的形式。盖子表面可以面对第一环氧树脂。照明设备可以包括电连接至发光器件的金属镀膜图案。金属镀膜图案的至少一部分可以设置在内部体积内(例如,在基座上)。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。第二阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。第二阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。第二阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装和发光器件组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。盖子的边缘容纳在侧壁中限定的凹槽内,使得侧壁环绕和/或围绕盖子的边缘的顶表面、底表面和侧表面的至少一部分。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。封装和/或内部体积可以基本上不含环氧树脂。环氧树脂可以至少部分地将盖子的边缘密封到侧壁中的凹槽。阻挡材料可以设置在环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属(例如,铝)和/或聚四氟乙烯组成。照明设备可以包括电连接至发光器件的金属镀膜图案。金属镀膜图案的至少一部分可以设置在内部体积内(例如,在基座上)。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。第二阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。第二阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。第二阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在又另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件和一个或多个角夹(corner clip)组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。每个角夹的至少一部分设置在盖子的边缘的一部分上,用于将盖子固定在封装的侧壁上。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。至少一个角夹的至少一部分由侧壁的一部分限定。至少一个角夹将盖子推向封装的侧壁(例如,向下朝向基座)。至少一个角夹的至少一部分包括、基本上由或由弹簧组成。至少一个角夹可以是弹簧加载的。至少一个角夹可以与封装(例如,封装的侧壁)分离并设置在(例如,结合到)封装(例如,封装的侧壁)上或上方。至少一个角夹的至少一部分包括、基本上由或由一种或多种金属组成。环氧树脂可以至少部分地将盖子的边缘密封到封装(例如,到侧壁)。阻挡材料可以设置在环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属(例如,铝)和/或聚四氟乙烯组成。
照明设备可以包括电连接至发光器件的金属镀膜图案。金属镀膜图案的至少一部分可以设置在内部体积内(例如,在基座上)。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。第二阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。第二阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。第二阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件和玻璃金属密封组成。所述封装包括、基本上由或由(i)基座,(ii)共同限定凹入的内部体积的设置在基座上的侧壁、基座和侧壁,以及(iii)设置在基座上并且至少部分封闭和/或覆盖内部体积的透明盖子组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。玻璃金属密封将盖子的边缘固定到侧壁上。所述侧壁包括、基本上由或由金属材料组成,所述侧壁至少部分地涂覆有金属材料。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。金属材料可包括、基本上由或由铝组成。所述基座可以包括、基本上由或由第二金属材料组成。第二金属材料的至少一部分可包括、基本上由或由不同于所述金属材料的金属组成。基座的至少一部分可包括、基本上由或由非金属材料(例如,陶瓷材料)组成。照明设备可以包括电连接至发光器件的金属镀膜图案。金属镀膜图案的至少一部分可以设置在内部体积内(例如,在基座上)。金属镀膜图案可包括、基本上由或由Ni组成。金属镀膜图案可以基本上不含Ni。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的环氧树脂。环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。阻挡材料可以设置在环氧树脂上。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
在又另一方面,本发明的实施例的特征在于一种照明设备,其包括、基本上由或由封装、发光器件、第一环氧树脂和金属镀膜图案组成。该封装包括、基本上由或由(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地包围和/或覆盖内部体积的透明盖组成。发光器件设置在内部体积内。发光器件可以配置为发射紫外(UV)光。发光器件可以配置为发射可见光或红外光。第一环氧树脂将盖子密封到基座上。金属镀膜图案设置在基座上且电连接至发光器件。金属镀膜图案和内部体积基本上不含Ni(例如,其中的Ni浓度小于0.5%、小于0.1%、小于0.05%、小于0.01%、小于0.001%和/或存在仅作为杂质的痕量而不是故意引入金属镀膜图案或内部体积中)。
本发明的各实施例可以以各种组合中的任何一种包括以下特征中的一个或多个。内部体积可包含在其内的氧气浓度低于照明设备外部环境内的浓度。内部体积可以基本上不含氧气。内部体积内的压力可小于大气压。内部体积(即,未被照明设备的发光器件和其他元件占据的内部体积的部分)可以基本上填满氮气和/或一种或多种惰性气体。内部体积内的气体的成分可以与位于发光设备外部的大气的成分不同。照明设备可以包括一个或多个电压调节器件。一个或多个电压调节器件可设置在内部体积内。一个或多个电压调节器件可以电连接到金属镀膜图案。至少其中一个电压调节器件可以包括、基本上由或由齐纳二极管组成。照明设备可包括与其中一个或多个电压调节器件接触的第二环氧树脂。第二环氧树脂可以将至少一个电压调节器件附接到基座。阻挡材料可以设置在第二环氧树脂上。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第二环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由对发光器件发射的光(例如,UV光)不透的密封剂组成。阻挡材料可以设置在第一环氧树脂和内部体积之间。阻挡材料可以基本上防止由发光器件发射的光(例如,UV光)传播到第一环氧树脂。阻挡材料可包括、基本上由或由一种或多种金属和/或聚四氟乙烯组成。发光器件可包括、基本上由或由发光二极管或激光器组成。
通过参考以下描述、附图和权利要求,本文公开的本发明的这些和其他目的以及优点和特征将变得更加显而易见。此外,应当理解,本文描述的各种实施例的特征不是相互排斥的,并且可以以各种组合和置换的形式存在。如本文所使用的,术语“基本上”、“大约”、“近似”是指±10%,在一些实施例中为±5%。除非本文另有定义,否则术语“基本上由......组成”意指排除有助于功能的其他材料。尽管如此,这些其他材料可以以痕量共同或单独存在。在本文中,除非另有说明,否则术语“辐射”和“光”可互换使用。
附图说明
在附图中,相同的附图标记在不同视图中通常指代相同的部分。而且,附图不一定按比例绘制,而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在以下描述中,参考以下附图描述本发明的各种实施例,其中:
图1为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图;
图2为根据本发明的各种实施例的图1的器件的一部分的放大的横截面示意图;
图3为根据本发明的各种实施例的图1的器件的一部分的放大的横截面示意图;
图4为封装的UV LED的一部分的横截面显微照片,其中含Ni区域在两个器件电极之间产生短路;
图5A为根据本发明的各种实施例的封装的发光器件的横截面示意图;
图5B为根据本发明的各种实施例的封装的发光器件的横截面示意图;
图5C为将根据本发明的各种实施例的通气的封装中的封装UV LED的器件可靠性与不通气的封装中的封装UV LED的器件可靠性进行比较的曲线图;
图5D为根据本发明实施例的封装的UV LED的可靠性数据的图线;
图6为根据本发明的实施例的用于UV发光器件在分离之前的封装的平面照片;
图7为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图;
图8A为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图;
图8B为其中形成有空隙的封装的UV LED的平面照片;
图8C为根据本发明的各种实施例的用于包含屏蔽材料的UV发光器件封装的透明盖的平面示意图;
图8D为根据本发明的各种实施例的包含图8C的盖子的封装的UV发光器件的横截面示意图;
图8E为根据本发明的各种实施例的透明盖的一部分的平面照片,所述透明盖包括屏蔽材料并且在可靠性测试期间在其上设置有未被屏蔽材料覆盖的环氧树脂区域和被屏蔽材料覆盖的环氧树脂区域;
图9为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图;
图10A为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图,该器件包括用于容纳透明盖的槽。
图10B为根据本发明的各种实施例的图10A的封装器件的平面示意图;
图10C为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的平面示意图,该器件包括角夹以保持透明盖;以及
图10D为根据本发明的各种实施例的封装的UV发光器件的横截面示意图,其中透明盖通过玻璃金属密封附接到封装基座。
具体实施方式
图1为在本发明的各种实施例中遇到并至少部分缓解的潜在降解机理的图示。图1描绘了封装的UV发光器件100的横截面图,其中发光管芯105凸点接合(bump-bond)(例如,通过球形接合110,其可包括、基本上由或由例如金组成)以封装沿封装的内部基座(或“底面贴装(submount)”)120设置封装金属镀膜115。发光管芯105可以包括、基本上由或由例如一个或多个LED和/或激光器组成。在各种实施例中,金属镀膜115包括、基本上由或由多层结构组成,例如Au/NiP/W。在各种实施例中,金属镀膜115的至少一部分或至少一层包括、基本上由或由Ni组成。在本发明的各种实施例中,金属镀膜115包括、基本上由或由例如Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Cu或含Ni的合金(例如,约29%Ni,约17%Co和约54%Fe)组成。另外,一个或多个电压调节器125设置在封装120内并且经由例如一个或多个引线接合130电连接到金属镀膜115并且通过环氧树脂135(例如,基于双酚A和表氯醇的环氧树脂或一种或多种环氧树脂)机械地紧固在封装120内。可以利用环氧树脂140(其可以是与环氧树脂135基本相同或不同的化合物)来固定透明盖145(其可以例如包括、基本上由或由石英、蓝宝石、玻璃或基本上对UV光透明的另一种材料组成)到SMD封装120上,从而将封装120的内部与周围环境隔离。电压调节器125可以包括、基本上由或由例如一个或多个齐纳二极管组成,其通常用于保护发光管芯105免受短路或静电放电(ESD)事件的影响。在各种实施例中,电压调节器125可包括、基本上由或由一个或多个雪崩击穿二极管和/或一个或多个可控硅整流器组成。在各种实施例中,电压调节器125可包括、基本上由或由电阻器和一个或多个二极管组成;例如,电阻器可以与一个或多个二极管串联电连接。
封装120可包括、基本上由或由例如一种或多种塑料(例如聚邻苯二甲酰胺(PPA))和/或一种或多种陶瓷(例如氮化铝和/或氧化铝)组成。在各种实施例中,封装120(可以是例如SMD封装)的一个或多个表面(或甚至整体)可以涂覆有反射UV光的材料(例如,铝或PTFE)。例如,封装120的内表面,即面向UV发光管芯105的表面,可以涂覆有通过例如非电解电镀形成的铝。
UV发光管芯105可以包括AlN基底,以及在其上方包括一个或多个包括或基本上由AlN、GaN、InN或其任何二元或三元合金组成的量子阱和/或应变层。在各种实施例中,UV发光管芯105包括类似于2006年8月14日提交的美国专利No.7,638,346、2010年4月21日提交的美国专利No.8,080,833和/或2014年3月13日提交的美国专利申请公开No.2014/0264263中详述的那些的基底和/或器件结构,其全部公开内容通过引用并入本文。
遗憾的是,如图1所示,由发光管芯105发射的UV光150可以传播至并攻击用于附接盖145和电压调节器125的环氧树脂135、140。当环氧树脂135、140暴露于UV光150时,可以产生二氧化碳(CO2),并且当封装120内的氧耗尽时,也可以通过类似于不完全燃烧的光化学反应产生一氧化碳(CO)。本发明的发明人已经通过残余气体分析验证了根据本发明实施例的LED封装内CO2的存在;通过质谱检测CO是不可能的,因为其质量数(28)与更丰富的氮气(N2)的质量数相匹配。如图1所示,当产生CO时,CO攻击封装金属镀膜115内的Ni,特别是在电极图案的暴露边缘处(例如,在电极之间或在电极图案中的间隙中)。
图2描绘了图1中描绘的封装120内的接合的UV发光管芯105的放大部分。根据各种实施例,封装120内的CO与封装金属镀膜115内的Ni反应,以在例如50℃-60℃的温度下形成羰基镍:
Ni+4CO→Ni(CO)4
随着封装120内的温度升高(例如,在发光管芯105的连续工作期间),羰基镍分解形成金属Ni:
Ni(CO)4→Ni+4CO
如图2所示,所得金属Ni可在高温点200沿着发光管芯105沉积。例如,Ni区域205可以沿阳极接触区和/或p-台面的边缘形成并导致短路故障。另外,在Ni形成反应中形成的CO可能引起与原始封装金属镀膜115的进一步反应,导致恶性的、自持的反应循环。因此,羰基镍作为Ni传输机制起作用,将金属Ni从期望的位置(即,封装金属镀膜115)移动到非期望的位置(即,发光管芯105的其他部分)。
另外,如图3所示,羰基镍也可以通过与发光管芯105发射的UV光150的光化学反应而分解:
Ni(CO)4+hv→Ni(CO)2+2CO
Ni(CO)2+hv→Ni+2CO
此外,还是如图3所示,所得到的Ni 300可以沉积在UV发光管芯105的暴露表面210(例如,背面,倒装芯片配置)上并且阻挡至少一部分由发光管芯105产生的UV光,导致器件的光功率降低。此外,即使在没有进一步的光化学分解的情况下,羰基镍本身甚至可以沉积在发光管芯105的暴露表面210上,进一步促进器件的光学劣化。图4为横截面扫描电子显微镜(SEM)显微照片,其描绘了LED封装内的上述序列的结果。在图4所示的示例结构中,金属镀膜115包括厚度约为1μm的Au层和厚度约为4μm的Ni层。如图所示,在封装金属镀膜115的Ni层内形成空隙400,并且在发光管芯105上的电极405、410之间形成一定体积的Ni 205,导致短路。
如上所述,从封装金属镀膜115传输出的Ni也可能倾向于沉积在发光管芯105上的较高温度区域200处。遗憾的是,由于例如晶体缺陷(例如位错)导致的器件105内的存在的泄漏路径可能已经倾向于在更高的温度下操作(例如,由于其中更高的电流水平)。因此,在这些位置处的进一步的Ni沉积可能倾向于加剧现有的泄漏并增加封装器件的泄漏电流(例如,通过使泄漏路径具有更好的导电性)。
本发明的实施例包括用于减少或基本上消除由发光器件的封装内的环氧树脂和/或其他粘合剂的UV诱导降解导致的金属(例如,Ni)传输的各种技术和结构。例如,在本发明的各种实施例中,封装的内部空间基本上填充有氮气和/或惰性气体(例如,氩气),使得当盖子密封到封装的基座时,封装的内部基本上不含氧气。例如,盖子可以在周围环境中附接到封装,所述周围环境包括、基本上由或由氮气和/或一种或多种惰性气体组成,使得当盖子密封至封装时器件内存在很少或基本不存在氧气。在其他实施例中,当盖子密封至封装的基座时,可以抽空内部空间以从中去除至少一部分氧气。例如,在附接期间和/或之后,当处于部分真空中时,盖子可以附接到封装,或者内部空间可以暴露于真空。在UV发光器件的操作期间,封装内部空间中缺少(或较低浓度的)氧气防止或基本上减少有害反应产物(例如,羰基镍)的形成,从而改善了器件的可靠性和性能。
在各种实施例中,在UV发光器件的操作期间,在封装内部空间内形成有害反应产物可以通过使用其中没有Ni的金属镀膜(即,基本上不含除痕量水平杂质量的金属镀膜)来减少或基本上消除。在这样的实施例中,包含发光器件的封装的整个内部空间可以基本上不含Ni,至少在发光器件的操作期间可能暴露于UV光的位置处。根据本发明实施例的可用于金属镀膜的替代金属可包括例如铜(例如,镀金的铜,或通过无电镀敷沉积的铜)、金和/或锡,和/或包含一种或多种这些金属和一种或多种其他金属的混合物和/或多层结构。
在本发明的各种实施例中,UV诱导的环氧树脂降解还可能导致水分在封装内形成和保留,从而降低或损害UV发光器件的性能和/或可靠性。即使当封装的金属镀膜和/或内部空间基本上不含镍时,也可能发生这种反应和水分形成,且因此本文详述的本发明的各种实施例可具有实用性(例如,可改善或保持器件的性能和/或可靠性),即使当与基本上不含镍的金属镀膜方案和/或封装内部一起使用时。
如图5A和5B所示,封装也可以是通风的,以便提供用于另外的氧气的入口和用于可能通过环氧树脂和由发光管芯发射的UV光之间的反应产生的CO2和CO的出口。例如,如图5A所示,封装的盖子145可以在一个或多个点500处(例如,通过环氧树脂140或另一种粘合剂)与封装基座120结合,其间具有空的空间,形成一个或多个通气口510,在器件运行期间保持打开。在其他实施例中,如图5B所示,可以在封装的一个或多个部分中形成一个或多个孔520(通过例如机械或激光钻孔),以便形成从封装内部延伸到外部环境的一个或多个通气口。例如,可以在透明盖145中、在封装的基座120中或在封装的基座120与盖子145之间的界面处钻一个或多个孔520。虽然通气口510和孔520可以保持为空的,但是在本发明的各种实施例中,这些开口可以部分地或基本上用另一种材料填充,只要诸如CO2和CO等气体可以通过这种材料离开封装即可。这样,这里使用的“中空通气口”不一定在其中没有任何材料,而是可以部分或基本上完全填充允许气体通过其交换的材料。
图5C为比较根据本发明实施例的通气封装与作为结温(其与驱动电流有关-如图所示,样品的驱动电流对应于较高的结温的点增大)的函数的对照的不通气的封装的统计寿命的可靠性数据的曲线图。如图所示,通气的器件530的L50B50值(即,50%的评估样品发出其初始光输出的至少50%的点(在这种情况下以小时运行测量)显著高于不通气的对照器件540,特别是在高驱动电流和伴随的高结温下。例如,对于在30℃至50℃之间的结温,根据本发明实施例的通气封装的L50B50值在10,000至15,000小时之间,而对照器件的L50B50值在5,000至6,000小时之间。在100℃至115℃的结温下,根据本发明实施例的通气封装的L50B50值在6,000至7,500小时之间,而对照器件的L50B50值远低于1,000小时。图5D为在350mA的驱动电流和35℃或55℃的结温下测试的38个不同批次的发光器件(在这种情况下为LED)的L50B50(线550)和L50B10(线560)的图线(针对每个结温获得类似的结果)。如图所示,对于每批测试器件,L50B50大于7,000小时。
在各种实施例中,可以在切割步骤中将封装与其他封装分离之前或之后在封装中形成孔。如图6的平面图照片所示,在各种实施例中,封装600最初是较大构造的一部分,其包括在单个陶瓷件中限定的多个不同封装。每个封装600在切割步骤中与其他封装分离,其中切割器械(例如,金刚石锯)在各种封装600之间切割以将它们彼此释放。因为在切割过程中经常使用水或其他冷却液来冷却锯并去除碎屑,所以如果在切割步骤之前将其排出,则这种液体可能会渗入封装。因此,在本发明的各种实施例中,在切割步骤之后形成一个或多个通气孔,并且完成水或其他冷却液的任何引入。
在本发明的各种实施例中,阻挡由发光管芯发射的UV光传播到封装内的基本上任何环氧树脂。例如,如图7所示,用于将盖子145连接到封装120的基座的环氧树脂140可以以阻挡层700(例如,金属层,其可以包括或不包括、基本上由或由与封装金属镀膜相同的金属镀膜组成)作补充,其防止在器件运行期间UV光从发光管芯105传播到环氧树脂140。阻挡层700可以包括、基本上由或由例如UV反射器组成,例如铝和/或聚四氟乙烯(PTFE),例如可从德国Eningen的Berghof Fluoroplastic Technology GmbH获得的光学PTFE。阻挡层700(和/或本文公开的可包括、基本上由或由PTFE组成其他特征)的至少一个尺寸(例如,厚度和/或宽度)可以大于1mm、大于2mm或甚至大于5mm,因为基于PTFE的屏蔽或其他特征以较小的厚度可能不足以对UV光不透明。阻挡层700的尺寸可小于20mm或小于10mm。
在各种实施例中,将电压调节器125附接到封装120的基座的环氧树脂135可以覆盖有阻挡层710,阻挡层710防止UV光传播到环氧树脂135。例如,对UV光不透明的密封剂可以设置在环氧树脂135上(并且在各种实施例中,设置在电压调节器125上和每个线接合130(如果存在的话)的基本全部或至少一部分上)。由于不透明密封剂710内的UV光的传播长度最小或基本为零,因此UV光不能传播到环氧树脂135并引发上面详述的有害反应组。不透明密封剂710(或其他不透UV的阻挡层710)可以基本上覆盖环氧树脂135,但是在各种实施例中,不需要覆盖整个电压调节器125或从其延伸的任何线接合130。在其他实施例中,电压调节器125(和/或设置在封装中的任何其他电子器件)可以经由金属凸块接合(bump bond)或其他互连而不是通过环氧树脂135附接到封装120,从而完全从封装中移除这样的环氧树脂135。根据本发明实施例的不透明密封剂包括、基本上由或由例如聚四氟乙烯、聚醚醚酮、含氟聚合物如全氟烷氧基烷烃或树脂组成。不透明的密封剂可以在其中具有一种或多种颜料,以使密封剂呈现黑色,并为密封剂提供UV不透明性。
本发明人已经发现,封装的UV光发射器的寿命和可靠性也可能受到用于将透明盖连接到封装的环氧树脂材料的限制。在本发明的各种实施例中,用于将透明盖密封到封装的环氧树脂材料隔离了发光管芯发射的UV光,该UV光在盖子内反射一次或多次(即,以波导的方式)。图8A示出了该潜在问题,其中在位置800处发生降解反应,其中环氧树脂设置在封装基座120和透明盖145之间的界面处。如图所示,即使来自发光管芯105的UV光810不直接传播到环氧树脂层(环氧树脂层很少或没有沿直接视线直接暴露于发光管芯105),UV光810可以在透明盖145自身内传播(例如,通过全内反射)。光810可以传播到环氧树脂层,其顶部表面的大部分(或甚至基本上整个)直接暴露于这样的UV光810并最终降解。图8B是如图8A所示的环氧树脂降解后的封装的UV LED器件820的显微照片。如图8B所示,当环氧树脂降解时,透明盖和封装基座之间的空隙830可能形成,并且这种空隙830可能限制器件的可靠性。例如,透明盖可能最终从封装基座脱离,使发光管芯暴露于周围环境,或者空隙830可能为来自外部环境的氧气提供路径以渗透到封装中并加剧上面详述的有害反应。
根据本发明的各种实施例,用于将透明盖子连接到封装基座的环氧树脂材料通过利用设置在盖子和封装基座之间或设置在盖子本身上(即,至少在盖子面向环氧树脂和封装基座的表面上)的不透明屏蔽性来屏蔽透明盖内的波导UV光。图8C示意性地描绘了这种护罩840的平面图,该护罩840可以作为层沉积在透明盖本身上;因此,图8C也对应于这种涂覆盖的平面图。如图所示,基本上对应于盖子和下面的环氧树脂和/或封装基座之间的接触区域的盖子的表面区域可以涂覆有反射或强烈吸收UV光的不透明材料。例如,护罩840的材料可包括、基本上由或由强UV反射器(例如铝或PTFE)和/或如‘655申请中详述的强UV吸收器(例如不透明密封剂)组成。如图8D所示,护罩840可以有利地将捕获在盖子145内的UV光反射远离环氧树脂且从封装中反射出来。因此,利用反射屏蔽材料的本发明实施例还可以表现出增加的光子提取(photon extraction),从而改善了器件的整体性能(例如,效率)。此外,护罩840还可以保护环氧树脂免受来自封装外部(例如,来自周围环境和/或来自其他附近的UV发光器件)并且进入封装和/或盖子145的UV光的影响。在各种实施例中,抗反射涂层可以至少在盖子145的顶表面上其上设置护罩840的区域中设置,以便减少或基本上消除护罩840的区域附近的有害反射。在本发明的各种实施例中,金属护罩840不需要包括、基本上由或者由对UV光高度反射的金属材料(例如,铝)组成,因为即使UV光没有完全从其上反射离开,甚至其他金属(例如,钛、金或钛层和金层的多层结构)也可以减少屏蔽的环氧树脂材料的降解。
图8E为在进行98小时实验后盖子底表面的平面照片,以证明护罩840的有效性。在该实验中,金属护罩840设置在盖子的底表面上,使得将盖子附接到封装基座的大约0.1mm的环氧树脂材料(即,环氧树脂的内部部分)未被护罩840覆盖。环氧树脂的剩余部分被护罩840覆盖。发光管芯(在这种情况下,为UV LED管芯)在45℃下工作,驱动电流为350mA,以及驱动电流为20-25mA。如图所示,环氧树脂材料的内部暴露部分850由于暴露于透明盖内透射的UV光而劣化,而外部屏蔽部分保持完好无损且有弹性,从而防止盖子分层或在盖子和封装基座之间形成空隙。在335小时和667小时的测试时间后观察到类似的结果。
本发明的实施例还可以利用各种不同的技术将透明盖145附接到封装基座120,以便解决本文详述的与环氧树脂降解有关的问题。图9为图1的略微简化版本,示出了封装内的各种不同的环氧树脂层135、140,其在暴露于由发光管芯105发射的UV光时可能降解。由于这种降解可能导致透明盖145的脱离或在盖145和封装基座120之间形成中空空隙,因此本发明的实施例利用不同的配置用于盖连接。例如,图10A示意性地示出了封装1000的侧视图,该封装包括狭槽1010,盖子145通过狭槽1010设置用于附接到封装基座120。如图所示,封装基座120的一个或多个侧壁可在其中限定中空狭槽1010,该中空狭槽1010的尺寸和形状设计成当盖子145滑过狭槽1010并在发光管芯105上方时基本上完全被盖子145的一部分占据,且从而部分地或基本上完全密封其中设置有发光管芯105的腔1020。在各种实施例中,电压调节器125(如果存在)可以在没有环氧树脂的情况下连接到封装基座120(例如,通过金属球形接合),或者用于连接电压调节器125的任何环氧树脂可以涂覆有材料710,如图7所示。图10B为图10A的封装1000的示意平面图。如图所示,为了便于盖145滑动通过封装侧壁中的狭槽1010,可以在封装基座的两个相对侧上形成狭槽1010,并且在这些侧之间,封装基座可以具有仅延伸至狭槽1010的底部的高度。以这种方式,盖子145可以滑动到位。在各种实施例中,盖子145在狭槽1010中的配合足够紧密,从而不需要额外的附接材料。在其他实施例中,诸如环氧树脂的粘合剂可沿盖145的与封装基座120接触的一侧或多侧设置,并且环氧树脂可帮助将盖145保持在适当位置。在各种实施例中,这种环氧树脂可以隔离(例如,如本文详述)发光管芯105发射的UV光。在其他实施例中,盖145和狭槽1010之间的机械接触足以使盖145保持在适当位置,即使沿盖145设置的任何环氧树脂降解时也是如此。
图10C为本发明另一实施例的平面图,其中一个或多个角夹1030用于保持透明盖145和封装基座120之间的接触,即使设置在其间的任何环氧树脂降解时也是如此。如图所示,封装基座120本身可以在腔1020的一个或多个角处或附近限定凸起(且因此在腔上方设置盖145),凸起构造成当盖145设置在腔1020上方适当位置时与盖145重叠。在各种实施例中,即使在环氧树脂降解时,由角夹1030提供的机械接触也保持盖145和封装基座120之间的接触。角夹1030可包括、基本上由或由例如夹具或其他机械紧固件组成,所述夹具或其他机械紧固件不是由封装基座120的部分形成。在各种实施例中,角夹1030可包括、基本上由或由一种或多种金属组成。在将盖子145放置在封装基座120上方的适当位置之后(例如,以图1中所示的方式),角夹1030可以应用于盖子145和封装基座120之上和/或周围。角夹1030可以是弹簧加载的,以在盖145上施加压力以将盖145和封装基座120推到一起,和/或角夹1030可以通过粘合材料或其他粘合剂粘附到位。尽管图10C将角夹1030描绘为设置在盖145的拐角处,但是在本发明的各种实施例中,一个或多个(或甚至所有)角夹1030可沿盖145的直边或弯曲边缘设置(即,在角或顶点之间)或靠近或在盖145的角或顶点处;盖145本身可以是多边形或圆形的,且角夹1030可以沿盖145的周边在任何一个或多个点处设置。
在本发明的各种实施例中,通常用于将透明盖145密封到封装基座120的环氧树脂由另一种材料替换,该材料在暴露于由发光管芯105发射的UV光时较不(或基本不)易于降解。例如,如图10D所示,待密封到透明盖145的封装基座120的一个或多个部分可以至少部分地由金属构成,并且盖145可以通过玻璃金属密封1050连接到这些部分。例如,封装的一个或多个侧壁1040的在封装的基座上方和发光管芯105周围延伸的全部或部分可以由金属构成和/或涂覆有金属,以有利于通过玻璃金属密封1050的连接。金属可包括、基本上由或由例如铝和/或另一种金属组成,所述金属至少部分地反射由发光管芯105发射的UV光。在各种实施例中,封装的其他部分(例如,其上设置有发光管芯105的基座)至少部分地由非金属和/或电绝缘(例如,陶瓷)材料(例如,AlN)组成。为了便于通过玻璃金属密封1050进行密封,可以氧化封装的金属部分,因为由此形成的氧化物可以更牢固地粘附到透明盖145。例如,封装的全部或部分(例如,金属部分)可以在升高的温度下暴露于含氧环境,以使得能够在形成玻璃金属密封1050之前在封装的金属部分上生长氧化物。
封装和透明盖145之间的玻璃金属密封1050可以通过使用诸如玻璃料、玻璃焊料、钼箔和/或氯化银等密封剂形成。例如,包括玻璃粉末(以及在各种实施例中,与有机粘合剂、一种或多种无机填料和/或一种或多种溶剂一起)的玻璃料或玻璃焊料可沉积在封装侧壁和盖子之间并加热以燃烧任何挥发性组分,产生固体的玻璃金属密封1050。在形成玻璃金属密封1050期间,可以对盖145和/或封装基座120施加压力以便于密封。在密封之后,盖子145和封装基座120之间的界面由玻璃金属密封1050占据,玻璃金属密封1050不受到本文详述的用于环氧树脂粘合剂的降解过程。可根据本发明的实施例使用的其它玻璃焊料包括铊、砷和硫的二元或三元混合物,以及包括、基本上由或由含铅玻璃、硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和/或PbO-ZnO-B2O3组成的材料。
本文使用的术语和表达用作描述的术语而非限制,并且在使用这些术语和表达时,无意排除所示和所述特征的任何等同物或其部分,而是应当认识到,在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。

Claims (115)

1.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
第一环氧树脂,其将盖密封到基座上;
金属镀膜图案,其设置在基座上并电连接到发光器件;和
中空通气口,其限定在基座、盖或第一环氧树脂中的至少一个中,使内部体积与外部环境流体连接。
2.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述通气口包括穿过所述盖的一个或多个孔。
3.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述第一环氧树脂在两个或更多个离散点处将所述盖密封到所述基座,并且所述通气口设置在所述两个或更多个离散点之间。
4.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述通气口包括穿过所述基座的一个或多个孔。
5.根据权利要求1所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
6.根据权利要求5所述的照明设备,其中,所述电压调节器件的至少一个包括齐纳二极管。
7.根据权利要求5所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
8.根据权利要求7所述的照明设备,还包括阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
9.根据权利要求8所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
10.根据权利要求1所述的照明设备,还包括设置在所述第一环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第一环氧树脂。
11.根据权利要求10所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
12.根据权利要求10所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
13.根据权利要求1所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
14.根据权利要求1所述的照明设备,其中,所述基座成形为当所述盖密封到所述基座时限定所述基座和所述盖之间的通气口。
15.根据权利要求1所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
16.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
第一环氧树脂,其将盖密封到基座上;以及
金属镀膜图案,其设置在基座上并电连接到发光器件,
其中内部体积基本上不含氧气。
17.根据权利要求16所述的照明设备,其中所述内部体积内的压力小于大气压。
18.根据权利要求16所述的照明设备,其中,所述内部体积基本上填充有氮气和/或一种或多种惰性气体。
19.根据权利要求16所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
20.根据权利要求19所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
21.根据权利要求19所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
22.根据权利要求21所述的照明设备,还包括阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
23.根据权利要求22所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
24.根据权利要求16所述的照明设备,还包括设置在所述第一环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第一环氧树脂。
25.根据权利要求24所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
26.根据权利要求24所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
27.根据权利要求16所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
28.根据权利要求16所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
29.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
第一环氧树脂,其将盖密封到基座上;
金属镀膜图案,其设置在基座上并电连接到发光器件;和
设置在所述第一环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第一环氧树脂。
30.根据权利要求29所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
31.根据权利要求29所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
32.根据权利要求29所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
33.根据权利要求29所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
34.根据权利要求33所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
35.根据权利要求33所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
36.根据权利要求35所述的照明设备,还包括第二阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
37.根据权利要求36所述的照明设备,其中所述第二阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂,基本由对UV光不透明的密封剂组成,或由对UV光不透明的密封剂组成。
38.根据权利要求29所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
39.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
金属镀膜图案,其设置在基座上并电连接到发光器件;
一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
第一环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件连接到基座上;和
阻挡材料,其设置在第一环氧树脂上并且基本上防止由发光器件发射的UV光传播到第一环氧树脂。
40.根据权利要求39所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
41.根据权利要求39所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
42.根据权利要求39所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
43.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
第一环氧树脂,其将盖密封到基座上;以及
设置在所述第一环氧树脂和所述盖之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述盖内的发光器件发射的UV光传播到所述第一环氧树脂。
44.根据权利要求43所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
45.根据权利要求43所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括铝。
46.根据权利要求43所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
47.根据权利要求43所述的照明设备,其中,所述阻挡材料为膜的形式,所述膜设置在所述盖的面向所述第一环氧树脂的表面上。
48.根据权利要求43所述的照明设备,还包括金属镀膜图案,所述金属镀膜图案设置在所述基座上并电连接至所述发光器件。
49.根据权利要求48所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
50.根据权利要求48所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
51.根据权利要求50所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
52.根据权利要求50所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
53.根据权利要求52所述的照明设备,还包括第二阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
54.根据权利要求53所述的照明设备,其中,所述第二阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
55.根据权利要求43所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
56.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)基座,(ii)共同限定凹入的内部体积的设置在基座上的侧壁、基座和侧壁,以及(iii)设置在基座上并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;和
发光器件,其配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内,
其中盖的边缘容纳在侧壁中限定的凹槽内,使得侧壁环绕盖的边缘的顶表面、底表面和侧表面。
57.根据权利要求56所述的照明设备,其中在所述封装内没有设置环氧树脂。
58.根据权利要求56所述的照明设备,还包括环氧树脂,其将盖的边缘密封到侧壁中的凹槽。
59.根据权利要求58所述的照明设备,还包括设置在所述环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述环氧树脂。
60.根据权利要求59所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
61.根据权利要求59所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括铝。
62.根据权利要求59所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
63.根据权利要求56所述的照明设备,还包括金属镀膜图案,所述金属镀膜图案设置在所述基座上并电连接至所述发光器件。
64.根据权利要求63所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
65.根据权利要求63所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
66.根据权利要求65所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
67.根据权利要求65所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
68.根据权利要求67所述的照明设备,还包括第二阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
69.根据权利要求68所述的照明设备,其中,所述第二阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
70.根据权利要求56所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
71.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)基座,(ii)共同限定凹入的内部体积的设置在基座上的侧壁、基座和侧壁,以及(iii)设置在基座上并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,其配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;以及
一个或多个角夹,每个角夹设置在盖的边缘的一部分上,用于将盖固定在封装的侧壁上。
72.根据权利要求71所述的照明设备,其中,所述一个或多个角夹由所述侧壁的部分限定。
73.根据权利要求71所述的照明设备,其中,所述一个或多个角夹将所述盖推向所述封装的侧壁。
74.根据权利要求73所述的照明设备,其中,所述一个或多个角夹各自包括弹簧。
75.根据权利要求71所述的照明设备,其中,所述一个或多个角夹与所述封装的侧壁分离并且结合到所述封装的侧壁。
76.根据权利要求71所述的照明设备,其中,所述一个或多个角夹包括一种或多种金属。
77.根据权利要求71所述的照明设备,还包括将所述盖的边缘密封到所述侧壁的环氧树脂。
78.根据权利要求77所述的照明设备,还包括设置在所述环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述环氧树脂。
79.根据权利要求78所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
80.根据权利要求78所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括铝。
81.根据权利要求78所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
82.根据权利要求71所述的照明设备,还包括金属镀膜图案,所述金属镀膜图案设置在所述基座上并电连接至所述发光器件。
83.根据权利要求82所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
84.根据权利要求82所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
85.根据权利要求84所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
86.根据权利要求84所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
87.根据权利要求86所述的照明设备,还包括第二阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
88.根据权利要求87所述的照明设备,其中,所述第二阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
89.根据权利要求71所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
90.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)基座,(ii)共同限定凹入的内部体积的设置在基座上的侧壁、基座和侧壁,其中所述侧壁包括金属材料,以及(iii)设置在基座上并至少部分地覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,其配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;以及
玻璃金属密封,其将盖的边缘固定到所述侧壁。
91.根据权利要求90所述的照明设备,其中,所述金属材料包括铝。
92.根据权利要求90所述的照明设备,其中所述基座包括第二金属材料。
93.根据权利要求90所述的照明设备,其中所述基座包括非金属材料。
94.根据权利要求90所述的照明设备,其中所述基座包括陶瓷材料。
95.根据权利要求90所述的照明设备,还包括金属镀膜图案,所述金属镀膜图案设置在所述基座上并电连接至所述发光器件。
96.根据权利要求95所述的照明设备,其中,所述金属镀膜图案包括Ni。
97.根据权利要求95所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
98.根据权利要求97所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
99.根据权利要求97所述的照明设备,还包括环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
100.根据权利要求99所述的照明设备,还包括阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述环氧树脂。
101.根据权利要求100所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
102.根据权利要求90所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
103.一种照明设备,包括:
封装,其包括(i)限定一凹入内部体积的基座和(ii)设置在基座上方并覆盖内部体积的透明盖;
发光器件,配置为发射紫外(UV)光并设置在内部体积内;
第一环氧树脂,其将盖密封到基座上;以及
金属镀膜图案,其设置在基座上并电连接到发光器件,
其中金属镀膜图案和封装的内部体积基本上不含Ni。
104.根据权利要求103所述的照明设备,其中所述内部体积基本不含氧气。
105.根据权利要求103所述的照明设备,其中所述内部体积内的压力小于大气压。
106.根据权利要求103所述的照明设备,其中,所述内部体积基本上填充有氮气和/或一种或多种惰性气体。
107.根据权利要求103所述的照明设备,还包括:一个或多个电压调节器件(i)设置在所述内部体积内;以及(ii)电连接到所述金属镀膜图案。
108.根据权利要求107所述的照明设备,其中,所述电压调节器件中的至少一个包括齐纳二极管。
109.根据权利要求107所述的照明设备,还包括第二环氧树脂,其将至少一个所述电压调节器件附接到所述基座。
110.根据权利要求109所述的照明设备,还包括阻挡材料,所述阻挡材料设置在所述第二环氧树脂上并且基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第二环氧树脂。
111.根据权利要求110所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括对UV光不透明的密封剂。
112.根据权利要求103所述的照明设备,还包括设置在所述第一环氧树脂和所述内部体积之间的阻挡材料,所述阻挡材料基本上防止由所述发光器件发射的UV光传播到所述第一环氧树脂。
113.根据权利要求112所述的照明设备,其中所述阻挡材料包括一种或多种金属。
114.根据权利要求112所述的照明设备,其中,所述阻挡材料包括聚四氟乙烯。
115.根据权利要求103所述的照明设备,其中,所述发光器件包括发光二极管或激光器。
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