一种高亮度UVCLED器件的制作方法

本实用新型涉及led封装技术领域，特别涉及一种高亮度uvcled器件。

背景技术：

深紫外led（文中简称uvcled）是基于半导体芯片技术的无机产品，光谱窄且集中，具有节能环保、即开即用、体积小、免除维护、寿命长、杀菌效率高等优异特性。相比于其它杀菌消毒方式，uvcled具有明显的技术优势，可以在医疗、家电、母婴用品、便携式杀菌消毒等环境或产品中发挥重要作用。

目前行业内uvcled芯片的封装支架容置腔内有空气填充，惰性气体填充，和非气体填充三类，其中空气填充和惰性气体填充方案中腔体折射率均接近1，而uvcled的蓝宝石衬底折射率为1.7，石英透镜折射率为1.4~1.6，因而从uvcled芯片发出的紫外光进入腔体，再从腔体进入石英透镜的过程中存在较多的全反射损失。

技术实现要素：

为了解决uvcled芯片在封装芯片内部存在较多的全反射损失的问题，本实用新型实施例提供了一种高亮度uvcled器件。所述技术方案如下：

uvcled器件包括：

基板，所述基板的一侧固定有支架，所述支架具有容置腔，所述容置腔沿垂直于所述基板方向贯穿所述支架；

uvcled芯片，所述uvcled芯片位于所述容置腔内，所述uvcled芯片包括衬底和层叠在所述衬底上的半导体功能层，所述uvcled芯片通过所述半导体功能层固定在所述基板上，所述衬底远离所述半导体功能层的一侧设置有凹槽，所述凹槽内填充有第一填充物，所述第一填充物为抗uvc聚合物，所述第一填充物的表面与所述衬底的表面相平；以及，

透镜，所述透镜与所述衬底之间具有抗uvc聚合物层，所述透镜用于封闭所述容置腔远离所述基板的一端。

进一步地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述凹槽为u型槽，所述u型槽在所述基板上的投影面积占所述uvcled芯片在所述基板上投影面积的60%~80%，所述u型槽在垂直于所述基板方向上的深度为150~300μm。

进一步地，所述抗uvc聚合物层的厚度为0.2~1mm。

进一步地，沿所述衬底侧面与所述透镜的交线分布所述第二填充物，第二填充物的外表面在所述衬底侧面与所述透镜之间形成倒角。

进一步地，所述抗uvc聚合物为抗uv类有机硅胶。

进一步地，所述支架为环氧树脂与二氧化钛颗粒的混合物成型体。

进一步地，所述透镜为石英玻璃，所述透镜的形状为平板形或平凸形。

进一步地，所述透镜的厚度2~3mm，所述透镜在所述基板上投影面积比所述uvcled芯片在所述基板上投影面积大10%~20%。

进一步地，所述基板为氮化铝或氧化铝的陶瓷基板，厚度为0.4~0.7mm。所述陶瓷基板正面具有两个焊盘分别与所述uvcled芯片正电极和负电极连接，所述正面焊盘通过通孔与背面焊盘连接。

进一步地，所述正面焊盘和所述背面焊盘均为铜芯，表面镀金，所述正面焊盘的铜层厚度110~130μm，表面金层厚度0.5~3μm；所述背面焊盘的铜层厚度200~220μm，表面金层厚度0.5~3μm。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

所述高亮度uvcled器件包括基板、uvcled芯片和透镜。所述基板的一侧固定有支架，所述支架具有容置腔，所述容置腔沿垂直于所述基板方向贯穿所述支架；所述uvcled芯片位于所述容置腔内，所述uvcled芯片包括衬底和层叠在所述衬底上的半导体功能层，所述uvcled芯片通过所述半导体功能层固定在所述基板上，所述衬底远离所述半导体功能层的一侧设置有凹槽，所述凹槽内填充有第一填充物，所述第一填充物为抗uvc聚合物，所述第一填充物的表面与所述衬底的表面相平；所述透镜与所述衬底之间具有抗uvc聚合物层，所述透镜用于封闭所述容置腔远离所述基板的一端。第一填充物、抗uvc聚合物层在衬底与透镜之间形成梯度折射率，使得uvcled芯片发出的紫外光在经过衬底、第一填充物、抗uvc聚合物层和透镜射出的过程中，降低全反射损失，提高光效。同时，抗uvc聚合物层作为uvcled芯片与透镜之间的连接体，可提高uvcled封装器件的光效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种高亮度uvcled器件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种高亮度uvcled器件的俯视图。

附图标记说明：

基板100、支架101、正面焊盘102、背面焊盘103、导热金属块104、通孔105；

uvcled芯片200、衬底201、半导体功能层202、第一填充物203、透镜300、抗uvc聚合物层301、第二填充物302

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种高亮度uvcled器件的结构示意图，如图1所示，高亮度uvcled器件包括基板100、uvcled芯片200和透镜300。基板100的一侧固定有支架101，支架101具有容置腔，容置腔沿垂直于基板100方向贯穿支架101；uvcled芯片200位于容置腔内，uvcled芯片200包括衬底201和层叠在衬底201上的半导体功能层202，uvcled芯片200通过半导体功能层202倒置固定在基板100上，衬底201远离半导体功能层202的一侧设置有凹槽，凹槽内填充有第一填充物203，第一填充物203为抗uvc聚合物，第一填充物203的表面与衬底201的表面相平；透镜300与衬底201之间具有抗uvc聚合物层301，透镜300用于封闭容置腔远离基板100的一端。

抗uvc聚合物的折射率为1.5-1.41，介于衬底材料的折射率与透镜材料的折射率之间，使得第一填充物203、抗uvc聚合物层301在衬底201与透镜300之间形成梯度折射率，从而使得uvcled芯片200发出的紫外光在经过衬底201、第一填充物203、抗uvc聚合物层301和透镜300射出的过程中，能够降低全反射损失，提高光效。

进一步地，衬底201为蓝宝石衬底201，凹槽为u型槽，u型槽在基板100上的投影面积占uvcled芯片200在基板100上投影面积的60%~80%，u型槽在垂直于基板100方向上的深度为150~300μm。

进一步地，抗uvc聚合物层301的厚度为0.2~1mm，抗uvc聚合物层301作为uvcled芯片200与透镜300之间的连接体，可提高uvcled封装器件的光效。

实现时，可以先将多于u型槽容积的抗uvc聚合物添加入u型槽中，再将透镜300放置于有u型槽的衬底201上。由于透镜300的重力作用，抗uvc聚合物在透镜300与衬底201之间形成抗uvc聚合物层301。衬底201非u型槽的边缘平面支撑透镜300，使透镜300受力均匀而不至于歪斜、偏移、不平整，导致uvcled器件外观不良及光强分布不均匀。多余的抗uvc聚合物沿衬底201侧面与透镜300的交线形成第二填充物302，使第二填充物302的外表面在衬底201侧面与透镜300之间形成倒角。支架101可以通过此倒角反射来自uvcled芯片200侧面出射的uvc光线，从而提高光效。

进一步地，抗uvc聚合物为抗uv类有机硅胶，具体可以是op955-4、ker-2937、se-125u2等型号。

进一步地，支架101为环氧树脂与二氧化钛颗粒的混合物成型体，对侧面的uvc光线起反射作用，同时对整个封装器件起连接及支撑作用。与普遍采用的有金属围坝的陶瓷支架相比，环氧树脂与二氧化钛颗粒的混合物成型体制作的支架101，可以更贴合uvcled芯片200尺寸，突破了金属围坝对陶瓷支架101的尺寸限制，使得uvcled封装器件的尺寸进一步缩小，便于uvcled芯片200的集成化、高密度封装。同时，也可以简化uvcled封装工艺，降低成本。

进一步地，透镜300为石英玻璃，透镜300的形状为平板形或平凸形，透镜300厚度2~3mm，透镜300在基板100上投影面积比uvcled芯片200在基板100上投影面积大10%~20%，使得透镜300可以与支架接触，进而增加透镜300的稳定性。uvc光线在石英玻璃中透过率最高，可达95%，采用石英玻璃作透镜300，可提高uvcled封装器件的光效。

结合图1和图2，进一步地，基板100为氮化铝或氧化铝的陶瓷基板100，厚度为0.4~0.7mm。陶瓷基板100正面具有两个正面焊盘102，一个正面焊盘102与uvcled芯片200正电极连接，另一个正面焊盘102与uvcled芯片200负电极连接，正面焊盘102通过通孔105与背面焊盘103连接。正面焊盘102和背面焊盘103均为铜芯，表面镀金，正面焊盘102的铜层厚度110~130μm，表面金层厚度0.5~3μm；背面焊盘103的铜层厚度200~220μm，表面金层厚度0.5~3μm。

陶瓷基板100远离支架的一侧具有导热金属块104，所述导热金属块104位于uvcled芯片200下方正对处，导热金属块104为铜芯，表面镀金，铜层厚度200~220μm，表面金层厚度0.5~3μm。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。