CN111403580A - 一种紫外led封装结构及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及LED封装技术，具体涉及一种紫外LED封装结构及封装方法。所述紫外LED封装结构，由陶瓷或金属基板、紫外LED芯片、氟树脂胶和玻璃透镜从下至上依次组成；所述氟树脂胶是全氟乙烯基丁烯氟树脂，所述玻璃透镜是紫外透过率超过85％的氟化物玻璃。本申请所述封装结构及封装方法可以有效获得结构简单、成本降低并且光电转换效率提高的封装后的紫外LED。
Description
技术领域
本申请涉及LED封装技术，具体涉及一种紫外LED封装结构及封装方法。
背景技术
紫外LED在封装后，会存在出光效率的问题。出光效率通常是由于已封装的紫外LED的出光量与未封装的紫外LED的发光量两者的不同而造成的。导致产生出光效率的原因不仅和封装结构相关，还与封装所采用的材料相关，尤其是材料的选择，特定的材料在紫外LED的发光影响下，经过一定时间可能出现老化，从而增大对紫外LED发光的阻隔，出光效率随使用而逐渐降低。为方便计算，通常以封装后的紫外LED的光电转换效率表示出光效率。
目前的紫外LED封装技术的光电转换效率可以达到6.0％，但此种光电转换效率下，会存在封装结构复杂，材料成本偏高的问题；这类封装方式目前还停留在实验室阶段。目前常规的商业封装方法中，虽然封装结构简单，材料成本较低，但其封装后的光电转换效率偏低，通常商业化生产的紫外LED的光电转化效率可以达到3.0％，并不能达到前述光电转换效率；同时在长时间使用下，还有可能因为适合商业化选择的材料问题而导致光电转换效率逐渐降低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了第一方面的技术内容，具体涉及一种紫外LED封装结构，由陶瓷或金属基板、紫外LED芯片、氟树脂胶和玻璃透镜从下至上依次组成；所述氟树脂胶是全氟乙烯基丁烯氟树脂，所述玻璃透镜是紫外透过率超过85％的氟化物玻璃。
可选的，所述氟化物玻璃由以下组分按摩尔百分含量组成：
AlF3：30～38％
YF3：10～19％
MF2：40～58％
NF：0～5％；
其中M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中一种或几种，N为Li、Na、K中一种或几种。
可选的，陶瓷或金属基板与紫外LED芯片之间设置固晶层，并且固晶层与紫外LED芯片设置在氟树脂胶的内部，氟树脂胶的外部上层设置玻璃透镜。
本申请还提供第二方面的技术方案，即紫外LED封装方法，所述紫外LED封装方法采用前述任一所述的封装结构，包括以下步骤：
将紫外LED芯片固定在陶瓷或金属基板上，然后使用点胶机在芯片上滴加氟树脂胶，玻璃透镜放于氟树脂胶上方，用力压实，保证透镜中心和芯片中心基本重合；然后将其放入烘箱中，氟树脂胶固化后即得到成品。
可选的，所述玻璃透镜采用以下步骤制备得到：
按照玻璃配方组成称取相应氟化物粉料，充分混合后，倒入铂金坩埚中，置于700℃～1000℃的电炉中熔化，高温搅拌120分钟，浇注在200℃不锈钢模板中，放入450℃左右马弗炉中退火至室温；将所得到的氟化物玻璃加工或直接热压成半球状透镜待用。
可选的，所述玻璃配方采用以下组分按摩尔百分含量组成：
AlF3：30～38％；
YF3：10～19％；
MF2：40～58％；
NF：0～5％；
其中M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中一种或几种，N为Li、Na、K中一种或几种。
本申请所述封装结构及封装方法可以有效获得结构简单、成本降低并且光电转换效率提高的封装后的紫外LED。
附图说明
图1是本申请紫外LED封装结构的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本方案进行阐述。
采用图1所示的封装结构，将深紫外AlGaN/AlN芯片33固定在热沉材料11上，例如陶瓷或金属等导热性良好的材料，然后使用点胶机在AlGaN/AlN芯片上滴加氟树脂胶44，即全氟乙烯基丁烯氟树脂(可通过购买获得，是以CF2＝CFCF2CF2OCF＝CF2为单体聚合而成的树脂)，氟化物玻璃透镜55放入上方，用力压实，保证透镜中心和芯片中心基本重合，然后放入烘箱中，氟树脂交联剂固化后即得到成品。图1结构中，22是固晶层。
上述所采用的氟化物玻璃透镜55的制备方法如下：
按照以下玻璃配方，
按照总量2000kg计算各种氟化物粉末原料的重量，充分混匀。将混合料倒入1升的铂金坩埚中，放进预热温度至700℃～900℃的电炉中，维持150分钟对玻璃进行熔化，小心放入搅拌器进行高温搅拌，维持150分钟后，降温至760℃继续搅拌熔制120分钟后，停止搅拌，将高温熔体浇注到200℃预热的不锈钢模具里，接着一并置入预热450℃的马弗炉中退火至室温。
得到的氟化物玻璃块进行切割、研磨、抛光成直径5mm的半球透镜，或者将氟化物玻璃直接采取精密热压成半球透镜，经检测，取紫外透光性能超过85％的氟化物玻璃透镜。
将上述所得封装后的紫外LED接入电路进行光效检测，测试280nm波长下的紫外LED的光电转换效率。
本申请针对不同实施例1、2、3、4、5、6、7、8的制备及封装过程如上描述，成分及光电转换效率如下表。
从上表中可以得知，本申请所得封装结构及封装方法的紫外LED的光电转换效率可以达到至少5.8％。
另外，将实施例1的光电转换效率进行使用时间测评，即将实施例1的封装后的紫外LED长时间不断电发紫外光，在特定时间点进行光电转换效率测评，所得结果如下表：
从上述表格中可以得知，本申请方案的封装结构简单、成本较低，同时本申请封装结构及封装方法可以有效获得光电转换效率较高同时维持时间较长的紫外LED。
本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统及终端实施例而言，由于其中的方法基本相似于方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。
Claims (6)
1.一种紫外LED封装结构，其特征在于：由陶瓷或金属基板、紫外LED芯片、氟树脂胶和玻璃透镜从下至上依次组成；所述氟树脂胶是全氟乙烯基丁烯氟树脂，所述玻璃透镜是紫外透过率超过85％的氟化物玻璃。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述氟化物玻璃由以下组分按摩尔百分含量组成：
AlF3：30～38％；
YF3：10～19％；
MF2：40～58％；
NF：0～5％；
其中M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中一种或几种，N为Li、Na、K中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：陶瓷或金属基板与紫外LED芯片之间设置固晶层，并且固晶层与紫外LED芯片设置在氟树脂胶的内部，氟树脂胶的外部上层设置玻璃透镜。
4.一种紫外LED封装方法，其特征在于：所述紫外LED封装方法采用权1所述的封装结构，包括以下步骤：
将紫外LED芯片固定在陶瓷或金属基板上，然后使用点胶机在芯片上滴加氟树脂胶，玻璃透镜放于氟树脂胶上方，用力压实，保证透镜中心和芯片中心基本重合；然后将其放入烘箱中，氟树脂胶固化后即得到成品。
5.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于：所述玻璃透镜采用以下步骤制备得到：
按照玻璃配方组成称取相应氟化物粉料，充分混合后，倒入铂金坩埚中，置于700℃～1000℃的电炉中熔化，高温搅拌120分钟，浇注在200℃不锈钢模板中，放入450℃左右马弗炉中退火至室温；将所得到的氟化物玻璃加工或直接热压成半球状透镜待用。
6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：所述玻璃配方采用以下组分按摩尔百分含量组成：
AlF3：30～38％；
YF3：10～19％；
MF2：40～58％；
NF：0～5％；
其中M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中一种或几种，N为Li、Na、K中一种或几种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200710 |