一种深紫外LED封装器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种深紫外LED封装器件及其制备方法。所述深紫外LED封装器件包括第一金属电极、第二金属电极、围墙、绝缘坝、深紫外LED、光学元件；其中，围墙设置在第一金属电极和第二金属电极外侧以及外侧部分区域上方，第一金属电极和第二金属电极中间设置绝缘坝将两者绝缘隔离；围墙连接绝缘坝；深紫外LED一端放置在第一金属电极内侧上方，另一端放置在第二金属电极内侧上方；光学元件设置在围墙上；光学元件、深紫外LED、围墙、第一金属电极和第二金属电极之间围成内部腔体。本发明专利技术的深紫外LED封装器件，不仅结构简单，气密性佳，产品的可靠性及使用寿命得以显著提高，而且封装结构简单，有利于降低制备成本。有利于降低制备成本。有利于降低制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种深紫外LED封装器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于深紫外LED封装
，具体涉及一种深紫外LED封装器件 及其制备方法。

技术介绍

[0002]人们在生活、工作中的杀菌消毒意识明显增强，市场对于杀菌消毒功能的 产品需求骤然增加，深紫外UVC LED消毒制品作为一种高效的、非接触式、无 污染的消毒方式，短时间为公众周知并接受，市场需求迅速升温。除此之外， 相比传统的汞灯紫外光源，深紫外LED(UVC)因环保、固态光源、小体积等 优势，在印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等其他领域也具有重 大的应用价值。
[0003]由于深紫外LED的波长较短，能量很强，导致材料性能劣化严重，所以对 封装技术和封装材料提出了极高的要求。市场上商品化的深紫外UVC LED器件 主要采用AlN陶瓷铜杯支架，该支架是在AlN陶瓷基板设计制作好线路后再通 过电镀方式形成铜基碗杯，然后再用于封装，202020560920.X专利技术专利公开的 结构特征，如图1所示。该封装支架的铜杯高度约为0.6mm，该高度需要通过 长时间电镀形成，因其生产时间长、产能不能快速提升，且使得支架成本较高， 不利于深紫外LED器件的应用推广。另外一方面，目前深紫外LED封装技术中， 主要采用有机材料来密封，专利技术专利号201911408039.6公开了使用氟树脂来密 封，尽管该材料一定程度上降低了对深紫外光的吸收，但该材料仍然会有一部 分被吸收，最终还是会被劣化引起器件失效。因此，解决深紫外LED封装铜杯 支架过程载体的成本和产能需求问题和深紫外封装LED避免有机材料被深紫光 吸收引起的劣化问题，提高封装出光的效率的问题，成为行业内关注的焦点。

技术实现思路

[0004]为解决上述瓶颈问题，本专利技术提出了利用IC封装领域的QFN(Quad FlatNo
‑
leads Package,方形扁平无引脚封装)封装结构，采用封装载体的材料本体颜 色为黑色的EMC材料与金属铜基材框架一体成型，经过金属化的表面处理后制 作而成一种新型封装载体，再用于深紫UVC LED器件封装，本专利技术一方面提高 了深紫外LED器件封装的出光效率、抗UVC能力及使用寿命，同时，在现有 LED领域EMC封装载体相同的结构、技术路线基础上，进一步经过封装载体 内部金属化处理防止UVC对封装材料的破坏和提高侧壁光取出效果。
[0005]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0006]一种深紫外LED封装器件，包括第一金属电极、第二金属电极、围墙、绝 缘坝、深紫外LED、光学元件；
[0007]其中，围墙设置在第一金属电极和第二金属电极外侧以及外侧部分区域上 方，第一金属电极和第二金属电极中间设置绝缘坝将两者绝缘隔离；围墙连接 绝缘坝；深紫外LED一端放置在第一金属电极内侧上方，另一端放置在第二金 属电极内侧上方；
[0008]光学元件设置在围墙上；光学元件、深紫外LED、围墙、第一金属电极和 第二金属
电极之间围成内部腔体。
[0009]进一步地，围墙包括外侧墙体、内侧墙体以及凸台；
[0010]外侧墙体设置于第一金属电极和第二金属电极外侧及两者外侧部分区域底 部；
[0011]内侧墙体设置于第一金属电极和第二金属电极外侧部分区域上方，底部连 接第一金属电极和第二金属电极外侧上表面，一侧连接外侧墙体，另一侧连接 凸台；
[0012]凸台设置于第一金属电极和第二金属电极外侧部分区域上方，凸台的横截 面为直角梯形；
[0013]凸台的高度低于内侧墙体，内侧墙体的高度低于外侧墙体，凸台的高度不 低于深紫外LED的高度；
[0014]光学元件设置在凸台顶部，光学元件底部与凸台之间设置有第二共晶层， 光学元件通过第二共晶层与凸台顶部实现机械连接。
[0015]进一步地，凸台顶部的宽度不小于0.2mm，凸台的斜面与第一金属电极、 第二金属电极形成的夹角介于0
°
到90
°
之间。
[0016]进一步地，两个第一金属层分别设置在第一金属电极和第二金属电极上围 墙和第一共晶层之间的区域上，作为底部金属实现反光功能；
[0017]内侧墙体内侧高于凸台的部分、内侧墙体顶端和凸台的斜面上均设置有第 二金属层，作为侧壁金属实现反光功能；
[0018]第一金属层和第二金属层均为深紫外区200nm
‑
280nm光的反射率达90％以 上的多层复合金属层；
[0019]所述复合金属层包括Al，Au，Ag，Ti，Ni，Ni，Pd，Cu，W中的一种或 多种组合。
[0020]进一步地，所述深紫外LED为倒装芯片；两个第一共晶层分别设置在第一 金属电极和第二金属电极与深紫外LED之间；
[0021]深紫外LED通过两个第一共晶层与第一金属电极和第二金属电极实现电连 接。
[0022]进一步地，所述光学元件由深紫外光高透过的无机透明材质制成。
[0023]进一步地，所述内部腔体的气压值小于密封外部气压。
[0024]进一步地，第一金属电极和第二金属电极均为平面型金属铜片。
[0025]进一步地，围墙和绝缘坝在制造时一体成型，围墙和绝缘坝由环氧塑料或 有机硅橡胶材料填充碳黑材质而制成。
[0026]一种深紫外LED封装器件的制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1：将金属基板通过蚀刻分隔成第一金属电极区域、第二金属电极区域， 并在第一金属电极区域、第二金属电极区域电镀金属层种子层，形成第一金属 电极和第二金属电极；
[0028]S2：通过转移成型将黑色塑料覆盖于第一金属电极和第二金属电极的外侧 部分区域，在第一金属电极和第二金属电极之间填充黑色塑料，从而加工形成 一体成型的围墙和绝缘坝；
[0029]S3：在第一金属电极和第二金属电极的上表面制作第一金属层、在内侧墙 体内侧高于凸台的部分、内侧墙体顶端和凸台的斜面上制作第二金属层；
[0030]S4：在第一金属电极、第二金属电极、绝缘坝的上方安装深紫外LED，通 过共晶回流焊接，形成第一共晶层，让深紫外LED通过第一共晶层与第一金属 电极和第二金属电极
实现电连接，得到样品；
[0031]S5：将步骤S4中得到的样品置于加热的平台模块上，选取光学元件并将光 学元件通过第二共晶层以共晶键合方式固定于凸台顶端，且使形成的内部腔体 的气压小于外部气压，让深紫外LED被光学元件、凸台、第一金属电极和第二 金属电极完全密封；
[0032]S6：切割获取单颗深紫外LED封装器件，测试、包装。
[0033]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益技术效果：
[0034](1)散热能力好，
[0035]黑色EMC和铜复合加工制造的封装载体用于深紫外器件封装，该封装载体 使用铜基材导热，铜的热导系数是350W/m.k，比AlN高一倍，非常适合于深 紫外LED光电转换效率低的器件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深紫外LED封装器件，其特征在于：包括第一金属电极(4)、第二金属电极(5)、围墙(3)、绝缘坝(11)、深紫外LED(2)、光学元件(1)；其中，围墙(3)设置在第一金属电极(4)和第二金属电极(5)外侧以及外侧部分区域上方，第一金属电极(4)和第二金属电极(5)中间设置绝缘坝(11)将两者绝缘隔离；围墙(3)连接绝缘坝(11)；深紫外LED(2)一端放置在第一金属电极(4)内侧上方，另一端放置在第二金属电极(5)内侧上方；光学元件(1)设置在围墙(3)上；光学元件(1)、深紫外LED(2)、围墙(3)、第一金属电极(4)和第二金属电极(5)之间围成内部腔体(10)。2.根据权利要求1所述的一种深紫外LED封装器件，其特征在于：围墙(3)包括外侧墙体(3
‑
1)、内侧墙体(3
‑
2)以及凸台(3
‑
3)；外侧墙体(3
‑
1)设置于第一金属电极(4)和第二金属电极(5)外侧及两者外侧部分区域底部；内侧墙体(3
‑
2)设置于第一金属电极(4)和第二金属电极(5)外侧部分区域上方，底部连接第一金属电极(4)和第二金属电极(5)外侧上表面，一侧连接外侧墙体(3
‑
1)，另一侧连接凸台(3
‑
3)；凸台(3
‑
3)设置于第一金属电极(4)和第二金属电极(5)外侧部分区域上方，凸台(3
‑
3)的横截面为直角梯形；凸台(3
‑
3)的高度低于内侧墙体(3
‑
2)，内侧墙体(3
‑
2)的高度低于外侧墙体(3
‑
1)，凸台(3
‑
3)的高度不低于深紫外LED(2)的高度；光学元件(1)设置在凸台(3
‑
3)顶部，光学元件(1)底部与凸台(3
‑
3)之间设置有第二共晶层(9)，光学元件(1)通过第二共晶层(9)与凸台(3
‑
3)顶部实现机械连接。3.根据权利要求2所述的一种深紫外LED封装器件，其特征在于：凸台(3
‑
3)顶部的宽度不小于0.2mm，凸台(3
‑
3)的斜面与第一金属电极(4)、第二金属电极(5)形成的夹角介于0
°
到90
°
之间。4.根据权利要求3所述的一种深紫外LED封装器件，其特征在于：两个第一金属层(6)分别设置在第一金属电极(4)和第二金属电极(5)上围墙(3)和第一共晶层(8)之间的区域上，作为底部金属实现反光功能；内侧墙体(3
‑
2)内侧高于凸台(3
‑
3)的部分、内侧墙体(3
‑
2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：万垂铭，王洪，谢子敬，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：