LED紫外光源的制作方法

本实用新型涉及一种LED紫外光源，应用在LED光源制造领域。

背景技术：

LED紫外源光应用广泛，多用于杀菌消毒、UV固化、UV印刷、UV曝光、美甲灯、防伪、灭蚊灯等领域。

现有的LED紫外光源多是才用有机物及透明胶体粘合透镜的，然而在LED进入芯片级封装时代，光能转换出的热能也是对LED紫外光源的一个考验，在长时间使用时就会对作为粘结剂的有机物及透明胶体存在一定破坏性，降低了LED紫外光源的可靠性，从而使LED紫外光源降低寿命。因此提供一种能长时间工作、光源可靠、使用寿命长的LED紫外光源己成为当务之亟。

技术实现要素：

为了克服现有LED紫外光源长时间使用时就会对作为粘结剂的有机物及透明胶体存在一定破坏性，降低了LED紫外光源的可靠性，从而使LED紫外光源降低寿命的缺点，本实用新型提供一种LED紫外光源，具有能长时间工作、光源可靠、使用寿命长的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种LED紫外光源，包括基板、罩设在基板正面上方的石英透镜、以及设于石英透镜内腔的固晶粘结材料层和蓝宝石芯片；

所述基板背面设有相互间隔的背面正极线路和背面负极线路，基板正面在与背面正极线路和背面负极线路对应的位置分别设有位于石英透镜内腔并且相互间隔的正面正极线路和正面负极线路，该基板上还分别设有正极通孔、负极通孔和多个侧壁通孔，所述正极通孔依次贯通正面正极线路、基板和背面正极线路，负极通孔依次贯通正面负极线路、基板和背面负极线路，各侧壁通孔分别由基板侧壁壁面的不同位置连通至正极通孔或负极通孔，所述侧壁通孔、正极通孔、及负极通孔内填充满使正面正极线路与背面正极线路导通、正面负极线路与背面负极线路导通的金属材料；

所述固晶粘结材料层喷印在基板的正面正极线路的上表面，所述蓝宝石芯片的正面和背面分别设有负极芯片线路和正极芯片线路，该蓝宝石芯片设于固晶粘结材料层上方并通过该固晶粘结材料层实现蓝宝石芯片的正极芯片线路与基板的正面正极线路的粘结和导通，蓝宝石芯片的负极芯片线路通过导电线与基板的正面负极线路连接；所述基板上设有紧贴石英透镜的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块，所述石英透镜通过浇筑在石英透镜边缘与环状凸块之间的液态金属层实现与基板的粘结。

本申请的LED紫外光源将基板设计成3D凹形，不占用多余空间，使石英透镜在合理空间内激发二次光源。且石英透镜装入基板后用液态金属进行密封粘接，实现真正意义上的无机封装，金属熔点高，LED紫外光源长时间工作对其没有任何破坏作用，从而有效提升了LED紫外光源长时间工作的可靠性及寿命。

固晶粘结材料层为固晶锡膏层或固晶银胶层。

优选的固晶粘结材料层粘结牢固且导电性能好。

所述背面正极线路和背面负极线路之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片下方的用于给蓝宝石芯片散热的焊盘。

焊盘的设置使得蓝宝石芯片散热更佳，保障了LED紫外光源的长时间稳定工作。

所述环状凸块为二层台阶状，且上层台阶的内径大于下层台阶的内径。

针对现LED紫外光源封装的缺陷，将基板做成二层台阶状，进一步增加了石英透镜与基板的结合牢固度，进一步提升了LED紫外光源的可靠性及寿命。

石英透镜的边缘为台阶状，且石英透镜的台阶状边缘卡在环状凸块较低一级的台阶上。

该设计使得石英透镜的卡设更加牢固，提升了紫外光源的可靠性。

所述环状凸块由多个间隔设置的弧形凸块组成开环状的环状凸块。

所述环状凸块为一闭合环状的环状凸块。

所述基板为氮化铝基板。

氮化铝基板比一般铝基板或铜基板的平整度要好，产生的紫外光的效率更高、光源质量更好。

所述氮化铝基板为正面经过沉金处理的氮化铝基板，所述正面正极线路和正面负极线路由在氮化铝基板正面直接蚀刻而成，且正面正极线路和正面负极线路之间设有一绝缘隔离条。

氮化铝基板沉金后可以更高效地把蓝宝石芯片发出的光给反射出去。

所述金属材料为银。

所述固晶锡膏层包含导热系数为65-68W/m·K且粉径为5-15UM的SnAgCu。

优选的固晶锡膏层的固晶效果更好。

所述石英透镜的石英纯度为95-97％。

优选的石英透镜的透过率更高。

所述液态金属层为银或铟。

优选的液态金属层熔点高、稳定性好。

与现有技术相比，本实用新型申请具有以下优点：

1)本申请的LED紫外光源通过将基板设计成3D凹形并配合液态金属进行密封粘接，实现真正意义上的无机封装，金属熔点高，LED紫外光源长时间工作对其没有任何破坏作用，从而有效提升了LED紫外光源长时间工作的可靠性及寿命；

2)将基板做成二层台阶状，进一步增加了石英透镜与基板的结合牢固度，进一步提升了LED紫外光源的可靠性及寿命；

3)优选的基板、固晶锡膏层、石英透镜、液态金属层使得LED紫外光源更加稳定且光源质量更好。

附图说明

图1是本实用新型所述的LED紫外光源基板的正面图一；

图2是本实用新型所述的LED紫外光源基板的正面图二；

图3是本实用新型所述的LED紫外光源基板的背面图；

图4是本实用新型所述的LED紫外光源)实施例1基板(未做线路)的俯视图；

图5是本实用新型所述的LED紫外光源实施例2、3基板(未做线路)的俯视图；

图6是本实用新型所述的LED紫外光源实施例4基板(未做线路)的俯视图；

图7是本实用新型所述的LED紫外光源实施例5、6基板(未做线路)的俯视图；

图8是本实用新型所述的LED紫外光源实施例1、4的截面示意图；

图9是本实用新型所述的LED紫外光源实施例2、5的截面示意图；

图10是本实用新型所述的LED紫外光源实施例3、6的截面示意图。

标号说明：

基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3、石英透镜4、液态金属层5、环状凸块1-1、背面正极线路1-2、背面负极线路1-3、正面正极线路1-4、正面负极线路1-5、正极通孔1-6、负极通孔1-7、侧壁通孔1-8、焊盘1-9、绝缘隔离条1-10、负极芯片线路3-1、正极芯片线路3-2。

具体实施方式

下面结合说明书附图1-10对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1、3-4、8所示，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方。所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶锡膏层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1由多个间隔设置的弧形凸块组成开环状的环状凸块。

基板1为氮化铝基板。

实施例2

如图2、3、5、9所示，本实用新型所述的一种LED紫外光源，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方。所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶银胶层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1为二层台阶状，且上层台阶的内径大于下层台阶的内径。

所述环状凸块1-1由多个间隔设置的弧形凸块组成开环状的环状凸块。

所述氮化铝基板为正面经过沉金处理的氮化铝基板，所述正面正极线路1-4和正面负极线路1-5由在氮化铝基板正面直接蚀刻而成，且正面正极线路1-4和正面负极线路1-5之间设有一绝缘隔离条1-10。

所述固晶锡膏层2包含导热系数为65-68W/m·K且粉径为5-15UM的SnAgCu。

所述石英透镜4的石英纯度为95-97％。

所述液态金属层5为银。

实施例3

如图2、3、5、10所示，本实用新型所述的一种LED紫外光源，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方。所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶锡膏层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1为二层台阶状，且上层台阶的内径大于下层台阶的内径。

石英透镜4的边缘为台阶状，且石英透镜4的台阶状边缘卡在环状凸块1-1较低一级的台阶上。

所述环状凸块1-1由多个间隔设置的弧形凸块组成开环状的环状凸块。

所述氮化铝基板为正面经过沉金处理的氮化铝基板，所述正面正极线路1-4和正面负极线路1-5由在氮化铝基板正面直接蚀刻而成，且正面正极线路1-4和正面负极线路1-5之间设有一绝缘隔离条1-10。

所述固晶锡膏层2包含导热系数为65-68W/m·K且粉径为5-15UM的SnAgCu。

所述石英透镜4的石英纯度为95-97％。

所述液态金属层5为铟。

实施例4

如图1、3、6、8所示，本实用新型所述的一种LED紫外光源，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方。所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶锡膏层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1为一闭合环状的环状凸块。

基板1为氮化铝基板。

实施例5

如图2、3、7、9所示，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方，所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶银胶层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1为二层台阶状，且上层台阶的内径大于下层台阶的内径。

所述环状凸块1-1为一闭合环状的环状凸块。

所述氮化铝基板为正面经过沉金处理的氮化铝基板，所述正面正极线路1-4和正面负极线路1-5由在氮化铝基板正面直接蚀刻而成，且正面正极线路1-4和正面负极线路1-5之间设有一绝缘隔离条1-10。

所述固晶锡膏层2包含导热系数为65-68W/m·K且粉径为5-15UM的SnAgCu。

所述石英透镜4的石英纯度为95-97％。

所述液态金属层5为银。

实施例6

如图2、3、7、10所示，本实用新型所述的一种LED紫外光源，包括基板1、固晶粘结材料层2、蓝宝石芯片3和石英透镜4，所述基板1背面间隔设有背面正极线路1-2和背面负极线路1-3，基板1正面对应背面正极线路1-2和背面负极线路1-3位置分别设有相互间隔的正面正极线路1-4和正面负极线路1-5，该基板1上分别设有正极通孔1-6、负极通孔1-7和多个侧壁通孔1-8，所述正极通孔1-6依次贯通正面正极线路1-4、基板1和背面正极线路1-2，负极通孔1-7依次贯通正面负极线路1-5、基板1和背面负极线路1-3，多个侧壁通孔1-8分布在基板1侧壁上并分别连通正极通孔1-6或负极通孔1-7，通过向侧壁通孔1-8填银可以导通正面正极线路1-4和背面正极线路1-2以及正面负极线路1-5和背面负极线路1-3；固晶粘结材料层2喷印在基板1正面正极线路1-4的上表面，所述蓝宝石芯片3的正面和背面分别设有负极芯片线路3-1和正极芯片线路3-2，该蓝宝石芯片3设于固晶粘结材料层2上方并通过该固晶粘结材料层2实现蓝宝石芯片3正极芯片线路3-2与基板1正面正极线路1-4的粘结和导通，蓝宝石芯片3负极芯片线路3-1通过导电线与基板1正面负极线路1-5连接；石英透镜4罩设在蓝宝石芯片3上方，所述基板1上设有紧贴石英透镜4的边缘外周设置的向上凸起的环状凸块1-1，所述石英透镜4通过浇筑在石英透镜4边缘与环状凸块1-1之间的液态金属层5实现与基板1的粘结。

固晶粘结材料层2为固晶银胶层。

所述背面正极线路1-2和背面负极线路1-3之间还设有与两者均间隔设置并且位于蓝宝石芯片3下方的用于给蓝宝石芯片3散热的焊盘1-9。

所述环状凸块1-1为二层台阶状，且上层台阶的内径大于下层台阶的内径。

石英透镜4的边缘为台阶状，且石英透镜4的台阶状边缘卡在环状凸块1-1较低一级的台阶上。

所述环状凸块1-1为一闭合环状的环状凸块。

所述氮化铝基板为正面经过沉金处理的氮化铝基板，所述正面正极线路1-4和正面负极线路1-5由在氮化铝基板正面直接蚀刻而成，且正面正极线路1-4和正面负极线路1-5之间设有一绝缘隔离条1-10。

所述固晶锡膏层2包含导热系数为65-68W/m·K且粉径为5-15UM的SnAgCu。

所述石英透镜4的石英纯度为95-97％。

所述液态金属层5为铟。

以上各实施例的LED紫外光源的制作过程如下：

1、在基板上喷印固晶锡膏并在固晶锡膏层上放上蓝宝石芯片进行固晶；2、固好晶后将其放置于回流炉进行烘烤；3、烤好后，对蓝宝石芯片和基板进行金线键合；4、键合好后装配石英透镜，进行液态金属浇筑焊接。

本实用新型所述的LED紫外光源并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。