一种紫外LED封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种紫外LED封装结构，包括基板、固晶于基板上的紫外LED芯片以及由石英制成的透镜，所述透镜固定在基板的顶面上，并且该透镜与基板形成一密闭的腔室，紫外LED芯片位于该腔室内，该腔室内还填充有氟树脂封装层，该氟树脂封装层将紫外LED芯片覆盖住并且填充紫外LED芯片出光面与透镜入光面之间的空气间隙，该氟树脂封装层内还掺杂有对紫外光具有散射能力的光散射纳米颗粒，以提高紫外LED封装结构的外部量子效率。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外LED封装结构
本技术涉及LED封装领域，具体是涉及一种紫外LED封装结构。
技术介绍
发光二极管(简称LED)，是一种固体半导体发光器件。随着LED技术的发展，LED的模组波段逐渐往近紫外甚至深紫外方向发展。众所周之，紫外LED作为新一代绿色光源，具有光效高、寿命长、节能、环保等众多优点，其应用领域越来越广泛，如室内外消毒、背光源、UV打印、医疗、餐饮、植物生长等。目前的紫外(UV)LED的封装，特别是深紫外UV-CLED的封装一般采用无机封装的方式，但这种封装结构的紫外光从芯片出射后进入到空气，然后再经过石英玻璃等材质的光学元件透射到外界。整个光路从光密介质到光疏介质、从光疏介质到光密介质再到光疏介质的过程，而且由于界面是平面结构，因此存在非常大的全反射现象，对出光效率造成了很大的影响。目前UV-CLED的外部量子效率(EQE)平均为1-4％，因而从提高UV-CLED外部量子效率的方面来提高其性能是一种有效的方式，本申请方案由此而来。
技术实现思路
本技术旨在提供一种紫外LED封装结构，以解决现有的紫外LED封装结构的外部量子效率低的问题。具体方案如下：一种紫外LED封装结构，包括基板、固晶于基板上的紫外LED芯片以及由石英制成的透镜，所述透镜固定在基板的顶面上，并且该透镜与基板形成一密闭的腔室，紫外LED芯片位于该腔室内，该腔室内还填充有氟树脂封装层，该氟树脂封装层将紫外LED芯片覆盖住并且填充紫外LED芯片出光面与透镜入光面之间的空气间隙，该氟树脂封装层内还掺杂有对紫外光具有散射能力的光散射纳米颗粒。优选的，所述光散射纳米颗粒为氧化铝纳米颗粒。优选的，所述氟树脂封装层由FEP或PTFE材料制成。优选的，所述透镜的出光面上具有第一微结构。优选的，所述透镜的入光面上具有第二微结构。优选的，所述基板上还具有环设在该基板顶面边缘的凸起部，该凸起部与基板配合而形成位于该基板中部的碗杯，紫外LED芯片位于该碗杯内，且氟树脂封装层将该碗杯填充满；所述透镜具有与该碗杯相匹配设置的凹腔，而将整个碗杯都罩住，该透镜的底面为粘结部，该粘结部采用有机粘结胶粘结固定在位于碗杯外侧的基板上。优选的，所述透镜的内壁与凸起部的顶面以及外侧面之间具有一溢流槽。优选的，所述凸起部由金属材料制成，其通过焊接的方式固定在基板顶面的顶金属层上。本技术提供的紫外LED封装结构与现有技术相比较具有以下优点：本技术提供的紫外LED封装结构采用氟树脂封装层来填充紫外LED芯片出光面与透镜之间的空气间隙，避免紫外光从光疏介质到光密介质的出射过程，减少在界面上发生的全反射现象，而且在氟树脂封装层内掺杂光散射纳米颗粒来对紫外光线进行散射，改变紫外光出射的路径，以更进一步的减少在界面上发生的全反射现象，从而最终提高该紫外LED封装结构的外量子效率。附图说明图1示出了紫外LED封装结构的剖面结构示意图。图2示出了紫外LED封装结构的剖面结构的局部放大图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示的，本实施例提供了一种紫外LED封装结构，包括基板10、固晶于基板10上的紫外LED芯片20以及由石英制成的透镜30。具体的，基板10由绝缘材料制成，通常选用具有高散热能力的材料，例如氧化铝、氮化铝等材料制成。在本实施例中基板10由氮化铝材料制成。基板10的顶面和底面上分别具有顶金属层11和底金属层12，其中顶金属层11作为用于与紫外LED芯片20的芯片电极电性连接的芯片焊盘，底金属层12则作为该基板10焊接于电路板上的焊接电极。其中顶金属层11和底金属层12可通过电镀等方式沉积于基板10的顶面和底面上，并采用诸如通孔沉铜技术实现两者之间的电性连接，或者是采用金属支架和基板10一同成型，而该金属支架的顶面为顶金属层，金属支架的底面为底金属层。本实施例中的紫外LED芯片20以倒装结构的芯片为例来进行说明，该紫外LED芯片20的极性相反的两个电极通过锡膏焊接或者采用共晶焊接的方式固定在顶金属层11上。透镜30由对紫外光具有高通过率的石英材料制成，其固定在基板10的顶面上，并且该透镜30与基板10形成一密闭的腔室40，上述的紫外LED芯片20位于该腔室40内。该透镜30可以采用有机粘结胶的方式固定在基板10上，也可以采用诸如无机材料焊接的方式固定在基板10上，在本实施例中，透镜30采用环氧胶水31固定在基板10上。腔室40内还填充有氟树脂封装层50，该氟树脂封装层50将紫外LED芯片20覆盖住并且填充紫外LED芯片20出光面与透镜30之间的空气间隙，从而避免紫外光从光疏介质到光密介质的出射过程，减少在界面上发生全反射现象的发生，从而光线出射的几率从而提高该紫外LED封装结构的外量子效率。氟树脂封装层50采用氟树脂材料进行封装，其可以采用诸如EFEP(EthyleneTetrafluoroethyleneHexafluoropropyleneFluoroterpolymer，乙烯四氟乙烯六氟丙烯含氟聚合物)、FEP(Fluorinatedethylenepropylene，全氟乙烯丙烯共聚物)、PFA(Perfluoroalkoxy，全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、ETFE(ethylenetetrafluoroethylene，乙烯-四氟乙烯共聚物)、PCTFE(Polychlorotrifluoroethene,聚三氟氯乙烯)、PVF(PolyvinylFluoride，聚氟乙烯)、PTFE(Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)等化学结构上含有碳氟键的高分子材料，其中优选FEP和PTFE材料。氟树脂封装层50内还掺杂有光散射纳米颗粒51，光散射纳米颗粒51的折射率与氟树脂封装层50的折射率不同，光线在该光散射纳米颗粒51的表面发生散射而改变传播路径，以进一步减少在界面上发生的全反射现象，从而提高光线出射的几率，从而提高该紫外LED封装结构的外量子效率。其中，光散射纳米颗粒51可以为氧化铝(Al2O3)纳米颗粒或者氮化铝(AlN)纳米颗粒。其中光散射纳米颗粒51优选氧化铝纳米颗粒。由于氧化铝纳米颗粒具有较高的禁带宽度(约5.8eV)、对紫外光无吸收、折射率较高(1.6～1.65)在紫外光下稳定性好等优势，因此采用氧化铝纳米颗粒能够再更大程度上提高光线出射的几率；而且氧化铝纳米颗粒制备工艺简单、掺杂工艺适应性良好，同时纳米氧化铝颗粒材料相对便宜，更有利于后续批量生产成本控制。本实施例提供的紫外LED封装结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外LED封装结构，包括基板、固晶于基板上的紫外LED芯片以及由石英制成的透镜，其特征在于：所述透镜固定在基板的顶面上，并且该透镜与基板形成一密闭的腔室，紫外LED芯片位于该腔室内，该腔室内还填充有氟树脂封装层，该氟树脂封装层将紫外LED芯片覆盖住并且填充紫外LED芯片出光面与透镜入光面之间的空气间隙，该氟树脂封装层内还掺杂有对紫外光具有散射能力的光散射纳米颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外LED封装结构，包括基板、固晶于基板上的紫外LED芯片以及由石英制成的透镜，其特征在于：所述透镜固定在基板的顶面上，并且该透镜与基板形成一密闭的腔室，紫外LED芯片位于该腔室内，该腔室内还填充有氟树脂封装层，该氟树脂封装层将紫外LED芯片覆盖住并且填充紫外LED芯片出光面与透镜入光面之间的空气间隙，该氟树脂封装层内还掺杂有对紫外光具有散射能力的光散射纳米颗粒。


2.根据权利要求1所述的紫外LED封装结构，其特征在于：所述光散射纳米颗粒为氧化铝纳米颗粒。


3.根据权利要求1所述的紫外LED封装结构，其特征在于：所述氟树脂封装层由FEP或PTFE材料制成。


4.根据权利要求1所述的紫外LED封装结构，其特征在于：所述透镜的出光面上具有第一微结构。

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【专利技术属性】
技术研发人员：林志龙，王惠璇，陈亚勇，杨恩茂，姚玉昌，吴书麟，
申请(专利权)人：厦门市信达光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35