一种紫外发光二极管及封装方法与流程

本发明涉及二极管领域，特别是涉及一种紫外发光二极管及封装方法。

背景技术：

紫外光具有波长短、能量高的特性，因此，紫外发光二极管在固化、杀菌消毒、医疗等领域具有广泛的应用。但是，在使用的过程中，除了封装的气密性不好造成的水汽和氧气的侵蚀，还有因紫外光照，高温引起的材料老化的现象，极大地影响了紫外发光二极管的使用寿命。

现有的紫外芯片封装普遍使用环氧树脂来进行封装，由于环氧树脂在受到紫外光长期照射容易老化，影响器件的使用寿命。

现有技术中采用硅树脂来代替环氧树脂，或者采用石英玻璃，在石英玻璃表面设置金属层并通过热压进行熔接，熔接过程中容易出现封装不均匀的问题，因此都无法解决现有技术中的封装稳定性差的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够提高封装稳定性的一种紫外发光二极管及封装方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种紫外发光二极管的剖视图，所述紫外发光二极管包括：

石英玻璃盖板、基板、紫外发光二极管芯片、第一金属层、焊料层、第二金属层、电路结构层；

所述基板设置有凹槽，所述石英玻璃盖板盖在所述基板的凹槽上，所述凹槽的形状与所述石英玻璃盖板的形状对应设置，所述基板的顶面设置有所述第二金属层；

所述石英玻璃盖板与所述凹槽接触的表面处设置有所述第一金属层；

所述焊料层设置在所述第二金属层与所述第一金属层之间，所述焊料层用于将所述第二金属层与所述第一金属层焊接在一起；

所述紫外发光二极管芯片设置在所述凹槽内的底端；

所述电路结构层与所述紫外发光二极管芯片连接。

可选的，所述电路结构层具体包括：电路层、导电片、键合线；

所述电路层设置在所述凹槽的底端，所述电路层与所述导电片连接，用于实现与外部的电连接；

所述导电片设置在所述基板上；

所述紫外发光二极管芯片和所述电路层通过所述键合线连接。

可选的，所述基板为陶瓷基板。

可选的，所述第一金属层的材料为铜、银、钛、铬中的任意一者。

可选的，所述焊料层的材料为锡基合金。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种紫外发光二极管的封装方法，所述封装方法包括：

在设置有凹槽的基板的顶面蒸镀一层金属薄膜，获得第二金属层；

在石英玻璃盖板的表面蒸镀一层金属薄膜；

将除所述石英玻璃盖板与所述凹槽接触的表面以外的所述金属薄膜刻蚀掉，获得第一金属层；

所述第一金属层与所述第二金属层的位置对应设置，将所述石英玻璃盖板盖在所述凹槽的槽口，在所述第一金属层与所述第二金属层之间的空隙沉积焊料层；

采用激光束熔化所述焊料层，实现所述石英玻璃盖板与所述陶瓷基板的封装。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种紫外发光二极管及封装方法，所述紫外发光二极管采用石英玻璃盖板代替环氧树脂，提高了使用寿命，通过设置第一金属层、焊料层、第二金属层提高了器件的气密性，提高了器件封装的稳定性。

封装方法采用同步封装的方式封装，消除了温度分布不均匀的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的紫外发光二极管在基板内侧焊接的径向剖视图；

图2为本发明提供的紫外发光二极管在基板中间焊接的径向剖视图；

图3为本发明提供的圆形盖板及环形浆料线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能够提高封装稳定性的一种紫外发光二极管及封装方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示的一种紫外发光二极管的剖视图，所述紫外发光二极管包括：石英玻璃盖板2、基板3、紫外发光二极管芯片1、第一金属层5、焊料层6、第二金属层7、电路结构层4。

所述基板3设置有凹槽，所述基板为陶瓷基板。

所述石英玻璃盖板2盖在所述基板3的凹槽上，所述凹槽的形状与所述石英玻璃盖板2的形状对应设置，所述基板3的顶面设置有所述第二金属层7。

使用石英玻璃代替环氧树脂，降低了因环氧树脂老化引起的失效。

所述石英玻璃盖板2与所述凹槽接触的表面处设置有所述第一金属层5。

所述焊料层6设置在所述第二金属层7与所述第一金属层5之间，所述焊料层6用于将所述第二金属层7与所述第一金属层5焊接在一起。

所述石英玻璃盖板2表面设置所述第一金属层5，并利用激光束实现了熔接，减少了熔接界面的气泡，提高了器件的耐潮湿和气密性。激光局部提供热量，允许器件内部使用热敏感材料。

将所述石英玻璃盖板2和所述基板3的形状设置为圆形，通过使用圆形所述石英玻璃盖板2和圆形所述基板3使封装后界面应力分布稳定。

所述紫外发光二极管芯片1设置在所述凹槽内的底端，通过固晶工艺将所述紫外发光二极管芯片1固定在所述陶瓷基板3的凹槽内部的底端。

所述电路结构层4与所述紫外发光二极管芯片1连接。

所述电路结构层4具体包括：电路层、导电片、键合线。

所述电路层4设置在所述凹槽的底端，所述电路层4与所述导电片连接，用于实现与外部的电连接。

所述导电片设置在所述基板3上。

所述紫外发光二极管芯片1和所述电路层4通过所述键合线连接。

所述第一金属层5的材料为铜、银、钛、铬中的任意一者，所述第一金属层5的厚度为70-150nm。

所述焊料层6的材料为锡基合金，所述焊料层6的厚度为20-50μm，所述第二金属层7的厚度为70-150nm。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种紫外发光二极管的封装方法，所述封装方法包括：

在设置有凹槽的基板3的顶面蒸镀一层金属薄膜，获得第二金属层7。

将所述石英玻璃盖板2清洗干净，去除表面的油污，灰尘，并干燥处理。

在所述石英玻璃盖板2的表面蒸镀一层金属薄膜，所述石英玻璃盖板2的折射率为1.45-1.55，紫外波段透射率大于80％。

将除所述石英玻璃盖板2与所述凹槽接触的表面以外的所述金属薄膜刻蚀掉，获得第一金属层5。

在所述第一金属层5和所述第二金属层7加工完毕后，进行退火热处理消除界面的热应力。

所述第一金属层5与所述第二金属层7的位置对应设置，将所述石英玻璃盖板2盖在所述凹槽的槽口，在所述第一金属层5与所述第二金属层7之间的空隙沉积焊料层6。

调节波导器件的位置，使形成的环形面光源能够准确定位在所需要封装的环形浆料线区域。激光器发出的波长为980nm的高能激光束，所述激光束的移动速度为8mm/s，将所述激光器设置在闭环工作模式下，即保证焊接处的温度稳定为预先设定的温度。

采用激光束熔化所述焊料层6，实现所述石英玻璃盖板2与所述陶瓷基板3的封装。

如图3所示的圆形盖板及环形浆料线示意图，具体的封装过程分为三个循环，第一圈先设置加热温度为150℃对封装区域进行预热，第二圈设置加热温度为320℃进行加热，通过激光束提供的能量，熔化焊料层，实现上下金属层的熔接封装，第三圈设置加热温度为200℃对样品进行退火处理。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。