CN105122479A - 板上芯片uv led封装及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种板上芯片UV？LED封装。板上芯片UV？LED封装包括：其中形成电极图案的衬底；多个UV光源，其分别包括一个或多个UV？LED芯片和对应设置的灌封材料或透镜，并且被以预定阵列排列在衬底上；以及反射装置，其设置在衬底上以便增大从多个UV光源发射出来的光的焦距。这里，反射装置包括至少一个反射器，其被布置以便实现相邻UV光源之间或相邻UV光源的行或列之间的分隔。

Description

板上芯片UV LED封装及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种板上芯片紫外(UV)发光二极管(LED)封装，其具有多个UVLED芯片直接安装在板上的结构，以及制造这种封装的方法，并且更具体地涉及在UVLED芯片之间或相邻UVLED芯片的行或列之间设置有反射器的板上芯片UVLED封装及其制造方法。
背景技术
板上芯片UVLED封装具有多个UVLED芯片以阵列安装在具有预定面积的板上的结构。
在这样的板上芯片UVLED封装中，大量的UVLED芯片被排列在板的预定面积内以增强光输出和降低生产成本。
在板上芯片UVLED封装中，排列在板上的多个UVLED芯片由单一透光灌封体来灌封。
灌封体可覆盖其上排列有多个UVLED芯片的板的一个表面的整个面积。
为了形成这样的灌封体，可以执行点涂透光树脂的工艺。
但是，板上芯片UVLED封装具有缺点在于，很难让覆盖住整个多个UVLED芯片的灌封体来形成为具有例如抛物线状的透镜。
为了形成灌封体，制造板上芯片UVLED封装的工艺会严重地浪费透光树脂材料，并且由于总共的内部反射会增加灌封体内诱捕的光量，使效率退化。
发明内容
技术问题
为了UV固化的目的，要求在板上芯片UVLED上应用使紫外(UV)光透射更加均匀和更远距离的技术。
关于这一点，考虑了应用反射器来覆盖安装在板上的整个多个UVLED芯片。
但是，这个方法没有效，这是因为大量的UVLED芯片是以与反射器间隔开的距离而存在的，而光损失在之前的阶段就已发生。
本发明的一个方面是提供了一种板上芯片UVLED封装，其中通过设置在包括UVLED芯片的UV光源之间或UV光源的行或列之间的反射器，从而使UV光发射更加均匀和更远距离。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种板上芯片紫外(UV)发光二极管(LED)封装，包括：板，其上形成电极图案；UV光源，其以预定阵列排列在板上，并分别包括一个或多个UVLED芯片和对应于一个或多个UVLED芯片的灌封体或透镜；以及反射单元，其设置在板上以增大从多个UV光源发射的光的辐射距离，其中反射单元包括至少一个反射器，其被布置以隔开相邻的UV光源或相邻UV光源的行或列。
根据实施例，反射单元可包括附接到板的多个环状反射器，使得多个环状反射器分别围绕UV光源的外围。
根据实施例，反射单元可包括附接到板以隔开相邻UV光源的行或列的多个线状反射器。
根据实施例，反射单元可包括多个反射器，以及多个反射器可包括镜面型反射器和反射棱镜反射器。
根据实施例，反射单元可通过一个或多个反射器来形成反射空间，多个UV光源可被安置在反射空间中，以及反射空间可被形成在环状反射器内或相邻线状反射器之间。
根据实施例，板可包括多个芯片安装凹口，其被形成以来容纳一个或多个UVLED芯片。
根据实施例，反射单元可包括含有多个格栅单元的格栅型反射器，以及多个格栅单元可分别形成其中容纳UV光源的反射空间。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造板上芯片紫外(UV)发光二极管(LED)封装的方法，包括：将多个UVLED芯片安装在板上的UVLED芯片安装操作；形成灌封板上的多个UVLED芯片中的一个或多个的多个灌封体的灌封体形成操作；以及在安装多个UVLED芯片之前或之后，将反射来自UV光源的光的一个或多个反射器附接到板上的反射器附接操作，UV光源包括多个UVLED芯片或多个UVLED芯片和多个灌封体。
根据实施例，灌封体形成操作可包括：制备具有多个模制凹口的UV透光框架板；利用UV固化树脂填充多个模制凹口；在框架板上安装板，使得多个UVLED芯片可被插入到填充有UV固化树脂的多个模制凹口；以及利用透射穿过框架板的UV光来固化UV固化树脂以形成多个灌封体。
有益效果
根据本发明的板上芯片UVLED封装具有以下的结构，在板上排列多个UV光源，每个UV光源具有UVLED芯片，以及在相邻的UV光源之间或UV光源的行或列之间设置反射器(或微反射器)，从而使得UV光可更加均匀地辐射和辐射更远距离。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的板上芯片UVLED封装的平面图；
图2是示出了沿着图1的线I-I截取的板上芯片UVLED封装的截面图；
图3a和3b是示出了制造示出在图1和2中的板上芯片UVLED封装的方法的截面图；
图4a-4e是示出了板上芯片UVLED封装的各种实施例的平面图；以及
图5a-5h是示出了板上芯片UVLED封装的各种实施例的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细地描述本发明的实施例。
提供这些实施例是为了使得这个公开完全将本发明的范围全面传达给本领域技术人员。
但是，本发明可以许多不同形式来实施并且不应当解释为仅限制于在此列出的实施例。
附图中，为了方便起见，放大了元件的宽度、长度和厚度。
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的板上芯片UVLED封装的平面图，以及图2是示出了沿着图1的线I-I截取的板上芯片UVLED封装的截面图。
如在图1和2中示出的，根据本发明的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括板2、以矩阵形式排列在板2上的多个UV光源以及设置作为反射单元以隔开相邻UV光源3的多个反射器。
每个UV光源3包括UVLED芯片31和形成为具有透镜结构以覆盖UVLED芯片31的透光灌封体32。
在UV光源3中，可省略灌封体32，或可采用任何其它透镜形状，来代替灌封体32。
板2可是印刷电路板(PCB)，印刷电路板包括由诸如硅、铝、铜或包括这些材料的合金材料的陶瓷形成的板主体和形成在板主体上的多个电极图案。
多个UVLED芯片31中的每个安装在板上并连接到板2上的电极图案。
每个UVLED芯片31由经由电极图案输入电源来操作以发射具有波长范围从大约200nm至420nm的UV光。
每个灌封体32形成在板上以单独灌封对应的UVLED芯片31以与UVLED芯片31一起形成UV光源3。
除了如示出的基本半球形透镜形状外，灌封体32可具有各种透镜形状。
在本示例性实施例中，多个芯片安装凹口21形成在板2上，以及UVLED芯片31安装在多个芯片安装凹口21中的每个上。
施加电源到对应UVLED芯片31的电极图案至少部分形成在每个芯片安装凹口21内。
灌封体32的至少一部分灌封安置在每个芯片安装凹口21内的UVLED芯片31。
芯片安装凹口21可通过蚀刻、激光束加工或任何其它工艺方案来形成。
多个反射器中的每个附接到板2以环绕UV光源3的外围以隔开相邻的UV光源3。
所有在板2上的UV光源3可由多个反射器相对于其它UV光源隔开。
在本示例性实施例中，每个反射器具有四边形的、环状截面以环绕对应UV光源3的外围。
在具有环绕UV光源3外围的环状截面的反射器情况下，基本四边形的环状截面可帮助最小化光不会到达的相邻反射器之间的空间。
此外，反射器可是由诸如铝(Al)和金(Au)的高反射金属、镜面或石英形成的镜面型反射器。
还可使用反射棱镜反射器来替代镜面型反射器，或可组合镜面型反射器和反射棱镜反射器来利用镜面型反射器和反射棱镜反射器两者的反射特性。
可在UVLED芯片31安装在板2上之前将反射器附接到板2上，和可替选地，可在UVLED芯片31安装在板2上之后将反射器附接到板2上。
配置为如上描述的板上芯片UVLED封装1具有有利的高UV光输出、增强的UV光均匀性以及更大距离的UV光辐射。
图3a和3b是示出了制造示出在图1和2中的板上芯片UVLED封装的方法的截面图。这里，每个安装在板2上的UVLED芯片31被容纳在芯片安凹口2中。
之后，如在图3b中示出的，灌封UVLED芯片31的透光灌封体32形成在板2上。
为了形成灌封体32，提供了包括多个模制凹口G的框架板M，以及其上排列UVLED芯片31的板2安装在框架板M上，使得UVLED芯片31分别插入填充有UV固化树脂R的模制凹口G内。
框架板M具有UV光透射性，以及UV固化树脂R可由辐射到框架板M的下部分的UV光源固化以形成单独覆盖UVLED芯片31的灌封体。
之后，如在图3c中示出的，多个反射器4附接到板2。
反射器4可提前制造出来并顺序附接到板2。
根据图3a-3c中示出的实施例，多个UVLED芯片31安装在板2上，以及多个灌封体32形成为覆盖多个UVLED芯片31。在多个UV光源3排列在板3上后，将反射器4附接到板2。但是，在安装UVLED芯片31前，可将反射器4提前附接或形成在板2上。
图4a-4e是示出了板上芯片UVLED封装的各种实施例的平面图。
图4a中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括在横向方向中具有长度并排列成平行于板2上的纵向方向的多个线状反射器4。
多个线状反射器4中的每个设置在以矩阵形式排列的UVLED芯片31的行之间或含有其的UV光源3之间以隔开相邻UV光源3的行。
两个相邻的线状反射器4反射其间存在的一行的UV光源3的光。
线状反射器4可是包括金属或镜面的镜面型反射器或反射棱镜反射器。
通过在单个板2上组合镜面型反射器和反射棱镜反射器，可适当利用镜面型反射器和反射棱镜反射器的独特反射特性。
图4b中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括在纵向方向中具有长度并排列成平行于板2上的横向方向的多个线状反射器4。
多个线状反射器4中的每个设置在以矩阵形式排列的UVLED芯片31的列之间或含有其的UV光源3之间以隔开相邻UV光源3的列。
两个相邻的线状反射器4反射其间存在的一列的UV光源3的光。
图4c中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括多个具有不同尺寸并排列在板2上的形状的线状反射器4a、4b和4c。
多个形状的线状反射器4a、4b和4c中的每个包括中间行反射部分和垂直连接到中间行反射部分的中间列反射部分。
在多个形状的线状反射器4a、4b和4c中，具有最小尺寸的第一个反射器4a将处于第一行和第一列的一个UV光源3与在第一行和第二列、第二行和第一列以及第二行和第二列中存在的三个UV光源3分隔开。具有中间尺寸的第二个反射器4b将在第一行和第二列、第二行和第一列以及第二行和第二列中存在的三个UV光源3与处于第一行和第三列、第二行和第三列、第三行和第三列、第三行和第一列、第三行和第二列中存在的五个UV光源3分隔开。
最大的第三个反射器4c将在第一行和第三列、第二行和第三列、第三行和第三列、第三行和第一列、第三行和第二列中存在的五个UV光源3与在第一行和第四列、第二行和第四列、第三行和第四列、第四行和第四列、第四行和第一列、第四行和第二列、第四行和第三列中存在的七个UV光源3分隔开。
图4d中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括附接到板2的格栅型反射器4。
格栅型反射器4包括多个格栅单元43。多个UV光源3中的每个被安置在多个格栅单元43中的每个中。
两个相邻的UV光源3由每个格栅单元43中所设置的四个反射壁隔开。
在图4a至4d中示出的板上芯片UVLED封装1中，反射器中所设置的单个反射墙被安置在两个相邻的UV光源3之间。比较图1-3中示出的示例性实施例，反射器在板2上占据的面积减小并且由于不存在UV光源，导致反射器之间的无效空间被消除。
图4e中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1包括多个环绕UV光源3外围的环状反射器4，类似于图1中示出的示例性实施例的板上芯片UVLED封装1。
不像图1中示出的示例性实施例的反射器4具有正方形或长方形环状截面，图4e中示出的板上芯片UVLED封装1具有棱形的环状截面。
图5a至5h是示出了板上芯片UVLED封装的各种实施例的截面图。
在图5a至5g中示出的板上芯片UVLED封装1中，单个灌封体32单独灌封单个UVLED芯片31以形成UV光源3。相反地，图5h中示出的板上芯片UVLED封装1，单个灌封体32灌封多个UVLED芯片31以形成UV光源3。
如在图5h中示出的，反射器4隔开相邻的UV光源3，以及包括在单个UV光源3内的多个UVLED芯片31通过反射器4与包括在另一个UV光源3中的多个UVLED芯片31分隔开。
在图5a、5d、5e、5f、5g和5h中示出的板上芯片UVLED封装1中，单个UV光源3被安置在两个相邻的线状反射器4之间或由单个环状反射器4所限定的空间中，然而，在图5b和5c中示出的板上芯片UVLED封装1中，多个UV光源3被安置在两个相邻的线状反射器4之间或由单个环状反射器4所限定的空间中。
图5a、5b、5c和5h中示出的板上芯片UVLED封装1包括不延伸的、不收敛的反射器4，其限定了在跨过整个高度具有相同宽度的反射空间。图5d和5f中示出的板上芯片UVLED封装1包括收敛的反射器4，其逐渐缩小了发射UV光的向上方向中的反射空间。图5e中示出的板上芯片UVLED封装1包括延伸型反射器4，其逐渐增大了发射UV光的向上方向中的反射空间。图5g中示出的板上芯片UVLED封装1包括收敛和延伸的反射器4。
根据图5a-5h中示出的配置，UVLED芯片31安装在平坦的表面上。但是，如在图1中示出的，应用了以下结构，多个芯片安装凹口形成在安装UVLED芯片31所在的表面上，以及一个或多个UVLED芯片安装在了多个芯片安装凹口中的每个中。

Claims (9)

1.一种板上芯片紫外(UV)发光二极管(LED)封装，包括：
板，在所述板上形成电极图案；
UV光源，所述UV光源以预定阵列排列在所述板上并且分别包括一个或多个UVLED芯片和对应于所述一个或多个UVLED芯片的灌封体或透镜；以及
反射单元，所述反射单元设置在所述板上以增大从所述多个UV光源发射的光的辐射距离，
其中，所述反射单元包括至少一个反射器，所述反射器被布置以隔开相邻的UV光源或相邻UV光源的行或列。
2.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述反射单元包括附接到所述板的多个环状反射器，使得所述多个环状反射器分别围绕所述UV光源的外围。
3.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述反射单元包括附接到所述板以隔开所述相邻UV光源的行或列的多个线状反射器。
4.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述反射单元包括多个反射器，以及所述多个反射器包括镜面型反射器和反射棱镜反射器。
5.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述反射单元利用一个或多个反射器形成反射空间，多个UV光源被安置在所述反射空间中，以及所述反射空间被形成在所述环状反射器内或相邻的线状反射器之间。
6.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述板包括多个芯片安装凹口，所述芯片安装凹口被形成以容纳所述一个或多个UVLED芯片。
7.如权利要求1所述的板上芯片UVLED封装，其中，所述反射单元包括格栅型反射器，所述格栅型反射器包括多个格栅单元，以及所述多个格栅单元分别形成其中容纳所述UV光源的反射空间。
8.一种用于制造板上芯片紫外(UV)发光二极管(LED)封装的方法，所述方法包括：
将多个UVLED芯片安装在板上的UVLED芯片安装操作；
形成灌封所述板上的多个UVLED芯片中的一个或多个的多个灌封体的灌封体形成操作；以及
在安装所述多个UVLED芯片之前或之后，将反射来自UV光源的光的一个或多个反射器附接到所述板的反射器附接操作，所述UV光源包括所述多个UVLED芯片或所述多个UVLED芯片和所述多个灌封体。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述灌封体形成操作包括：
制备具有多个模制凹口的UV透光框架板；
利用UV固化树脂填充所述多个模制凹口；
将所述板安装在所述框架板上，使得所述多个UVLED芯片被插入到填充有所述UV固化树脂的所述多个模制凹口内；以及
利用透射穿过所述框架板的UV光来固化所述UV固化树脂以形成所述多个灌封体。
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