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一种紫外LED光源三层封装方法

阅读：201发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种紫外LED光源三层封装方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种紫外LED光源三层封装方法，包括以下步骤：步骤一、提供含有印刷电路层的基板；步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上；步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接；步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上；步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上，所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率；步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上，所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率；步骤七、烘烤得到紫外LED光源。采用本方法可以有效的增加出光率，并降低光衰。，下面是一种紫外LED光源三层封装方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种紫外LED光源三层封装方法，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；

步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上；

步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接；

步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上；

步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上，所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率；

步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上，所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率；

步骤七、烘烤得到紫外LED光源。

2.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法，其特征在于，所述第一硅胶的折射率为1.53。

3.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法，其特征在于，所述第二硅胶的折射率为1.51。

4.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法，其特征在于，所述石英透镜的折射率为1.46。

5.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法，其特征在于，所述石英透镜为实心。

说明书全文

一种紫外LED光源三层封装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及LED封装方法技术领域，特别是一种紫外LED光源三层封装方法。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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,由于GaN和蓝宝石折射率分别为2.4和1.76,而气体折射率为1,较大的折射率差导致全反射对光的限制较为严重,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。

发明内容

[0004] 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光源三层封装方法，采用本方法可以有效的增加出光率，并降低光衰。

[0005] 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光源三层封装方法，包括以下步骤:
步骤一、提供含有印刷电路层的基板；
步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上；
步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接；
步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上；
步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上，所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率；
步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上，所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率；
步骤七、烘烤得到紫外LED光源。

[0006] 作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案，所述第一硅胶的折射率为1.53。

[0007] 作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案，所述第二硅胶的折射率为1.51。

[0008] 作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案，所述石英透镜的折射率为1.46。

[0009] 作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案，所述石英透镜为实心。

[0010] 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）本发明与传统的封装方法相比，本发明提供的紫外LED三层封装设计方法，出光效率提高约60%；
（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三层封装设计方法，连续工作800小时后发光功率依然维持在95%以上，发光功率衰减低于5%。

附图说明

[0011] 图1是包含环氧树脂的传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。

[0012] 图2是传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。

[0013] 图3是本发明所述方法紫外LED光源三层封装设计结构图。

[0014] 图中的附图标记解释为：1-石英透镜，2-基板，3-紫外LED芯片，4-环氧树脂，5-第一硅胶，6-第二硅胶。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：一种紫外LED光源三层封装设计方法，包含以下步骤：
1、将紫外LED芯片3固定在含有印刷电路层的基板2上；
2、使用金线将紫外LED芯片3正负极分别于印刷电路层正负极连接；
3、使用点胶机将调配好比例的折射率为1.53的第一硅胶5点在LED芯片上，仅包覆住紫外LED芯片3及金线；
4、使用点胶机将调配好比例的折射率为1.51的第二硅胶6灌粉在LED内部；
5、将折射率为1.46的石英透镜1放置在LED上部并卡住；
6、将半成品送入烤箱烘烤；
本发明的原理是，硅树脂比环氧树脂具备更强的抗热和抗紫外光能力，并且使用从内到外逐步递减折射率的方式，可以使内部出光的全反射率降低，即增加了出光率，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. 5 kJ /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。由于键能较高,硅胶的性能相对要稳定。因此,硅胶具有良好的耐紫外光特性。

[0016] 上述的步骤中，封装结构共有3层。可以使用常规的固晶焊线工艺，上述的材料均可以采用折射率相同的常规材料；上述的步骤3中，里层采用第一硅胶进行密封, 因为第一硅胶的折射率为1. 53，GAN和蓝宝石衬底的折射率分别为2.4和1.76，使用高折射率胶水拉近了与芯片折射率的差，有利于充分提高LED 的提取效率，并且固化后为弹性硅胶,较低的机械强度有利于保护芯片和电极引线；
上述的步骤4中，灌粉是第二硅胶，作为石英玻璃透镜和第一硅胶层间的过渡层，第二硅胶折射率为1. 51，与第一硅胶的折射率1.53接近，故透光性很好，全反射率低，并且与硅胶固化后硬度大、粘接性强，能很好地固定玻璃透镜；
上述的步骤5中，外层是高透过率石英玻璃透镜,，折射率为1. 46 ，用于光的导出，并形成一定的光场分布,其极高的紫外光透过率减少了光在激射过程中的损失。

[0017] 在整个结构中, 为了尽可能减少硅树脂对紫外光的吸收损耗, 树脂层厚度都较薄。同时,折射率逐层递减的3 层结构有利于减少光在传播过程中的菲涅尔损耗。

[0018] 图1是包含环氧树脂的传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。图1中的4是环氧树脂。

[0019] 图2是传统封装方法COB（Chip on board）光源结构示意图。

[0020] 实施例1本发明所提供的紫外LED光源三层封装设计方法，基本工艺中的固晶，焊线，点胶等工艺，固晶焊线与传统封装方法的工艺相同，包括：
固晶：如图3所示，将紫外LED芯片3固定到基板2上；
焊线：如图3所示，将紫外LED芯片使用金线与基板的电路连接；
点胶：如图3所示，将配置好的第一硅胶5点到紫外LED芯片3的周围，仅需包覆住芯片和金线；之后再如图3所示，将配置好的第二硅胶6点到LED内部；然后将石英透镜1盖到LED上部卡住，
烘烤：完成上述步骤后放入烤箱烘烤即可。

[0021] 本发明增加了紫外LED出光效率及减少光衰；从内到外依次使用递减折射率的封装材料，降低了出光的全反射率，增加LED出光效率。

[0022] 本发明实施例紫外LED光源三层封装设计方法与常规紫外LED封装的数据对比如下表1所示：表1
以上数据均为常温常压下，使用20mA电流持续点亮，点亮一定时间后进行测试得出。

[0023] 以上所述的具体实施方案，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方案而已，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

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