CN105280783A - 一种紫外led器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外LED器件，包括陶瓷基座、紫外LED芯片、玻璃盖板，所述陶瓷基座具有一容腔，容腔上部设有一凹槽，所述紫外LED芯片固定于容腔底部，所述玻璃盖板位于所述凹槽内，所述陶瓷基座的凹槽侧壁设有金属层一，所述玻璃盖板的外周具有金属层二，通过金属层一和金属层二的熔封实现紫外LED器件的气密封接。本发明通过在陶瓷基座和玻璃盖板的结合部，设置金属层，通过金属层的低温熔封可以实现紫外LED芯片的全无机封装，进一步的，配合容腔内的真空处理或者保护气体保护，气密性好，耐腐蚀，耐紫外，延长了器件使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于LED封装技术，具体涉及一种紫外LED器件结构，可提高紫外LED封装效率与可靠性。
背景技术
对于大功率LED封装而言，为了保护LED芯片，同时降低界面全反射，提高LED出光效率，通常在LED芯片表面涂覆一层折射率较高的封装胶(环氧树脂或硅胶)。此外，为了得到白光LED，一般将荧光粉与封装胶混合，然后涂覆在蓝光LED芯片上。但对于紫外LED芯片封装而言，封装胶很容易受到紫外光辐射而老化，使发光效率降低，影响LED器件性能与可靠性。因此，对于紫外LED封装(特别是波长小于300nm的深紫外LED的封装)，必须采用无胶的封装方案。由于玻璃具有物化性能稳定(如耐热性和抗湿性好，透明度高，耐腐蚀等)、生产工艺简单、成本低等优点，是一种非常理想的光学材料。近年来，国内外开始采用玻璃取代高分子胶来封装LED，特别是紫外LED器件封装。但对于采用玻璃封装LED芯片而言，必须解决玻璃片与芯片基座间的焊接难题。由于焊接前LED芯片已完成固晶和打线过程，焊接工艺温度受到很大限制(LED芯片承受温度低于260℃，时间低于3秒)。采用粘胶工艺虽然温度低，但难以形成气密封装，影响LED器件性能与可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种紫外LED器件，所述紫外LED器件实现全无机气密封装，耐紫外、耐潮湿、耐腐蚀，气密性好。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种紫外LED器件，包括陶瓷基座、紫外LED芯片、玻璃盖板，所述陶瓷基座具有一容腔，容腔上部设有一凹槽，所述紫外LED芯片固定于容腔底部，所述玻璃盖板位于所述凹槽内，所述陶瓷基座的凹槽侧壁设有金属层一，所述玻璃盖板的外周具有金属层二，通过金属层一和金属层二的熔封实现紫外LED器件的气密封接。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，所述陶瓷基座的容腔内填充有保护性气体或真空。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述陶瓷基座为氧化铝陶瓷基座。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述玻璃盖板为透过率＞80％，折射率为1.4～1.6的玻璃盖板，以便减少折射率差别，提高出光率。
作为本发明上述技术方案的一种改进，所述玻璃盖板为硼硅玻璃盖板或钠钙硅玻璃盖板。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述金属层一通过共烧、溅射或蒸镀方法形成，为铜膜层、锡膜层或银膜层。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述金属层一的厚度为10-30μm。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述金属层二通过压合、电镀或化学镀形成，为锡基合金材料。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述金属层二为Sn、CuSn、SnAgCu、AuSn或AgSn金属层。
作为本发明所述技术方案的一种改进，所述金属层二的厚度为10~200μm。
本发明的有益效果是：本发明通过在陶瓷基座和玻璃盖板的结合部，设置金属层，通过金属层的低温熔封可以实现紫外LED芯片的全无机封装，进一步的，配合容腔内的真空处理或者保护气体保护，气密性好，耐腐蚀，耐紫外，延长了器件使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1是本发明的紫外LED器件结构示意图；
图2是本发明的紫外LED器件装配示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1~2，一种紫外LED器件，包括陶瓷基座2、紫外LED芯片3、玻璃盖板1，陶瓷基座2具有一容腔4，容腔4上部设有一凹槽5，紫外LED芯片3固定于容腔4底部，玻璃盖板1位于凹槽5内，陶瓷基座的凹槽5的侧壁设有金属层一6，玻璃盖板1的外周具有金属层二7，通过金属层一6和金属层二7的熔封实现紫外LED器件的气密封接。
陶瓷基座2的容腔4内可以是空气，优选填充有保护性气体或者真空，其起到保护芯片，隔绝氧气和水汽对芯片的损害的作用。如保护性气体可以是氮气、氩气等。
陶瓷基座2可以是常用于LED封装的任意陶瓷基座，优选为氧化铝陶瓷基座，强度、散热、耐腐蚀等各方面综合性能较佳。
玻璃盖板1优选为透过率＞80％，折射率为1.4～1.6的玻璃盖板，以便减少折射率差别，保证最终封装后器件的出光率。可以但不限于，钠钙硅玻璃、硼硅玻璃等。
陶瓷基座2凹槽5侧壁的金属层一6，可以通过共烧、溅射或蒸镀方法形成，为铜膜层、锡膜层或银膜层。此处所述的铜膜层、锡膜层、银膜层并不包括仅仅由铜、锡或银形成的金属层，还包括以铜、锡、银为主要成分的合金形成的膜层。优选地，金属层一6的厚度为10-30μm，如可以是10μm、20μm、25μm、30μm等。
所述的共烧是在陶瓷基座烧制过程中，引入金属，然后和陶瓷共烧，最后得到金属层一。或者通过真空溅射、蒸镀等方法在烧成后的陶瓷基座表面形成金属层一。
玻璃盖板1外周的金属层二7，可以通过压合、电镀或化学镀形成，优选为锡基合金材料，以具有交底的熔点，便于焊接。优选地，金属层二7为Sn、CuSn、SnAgCu、AuSn或AgSn金属层。厚度可以在10-200μm，根据采用的工艺、材料及配合金属层一6的材料来选择。
本发明的紫外LED器件装配时，可以按照以下步骤：
1）烧制陶瓷基座2；
2）对陶瓷基座2进行金属化处理，使得其凹槽5侧表面具有金属层一6；
3）将紫外LED芯片3通过固晶、打线工艺固定在陶瓷基座2的容腔4内；
4）制备玻璃盖板1，玻璃盖板1的尺寸与凹槽5的尺寸相当，并在其外周设置金属层二7，金属层二7为锡基合金形成；
5）通过激光加热或者高频感应加热局部熔融金属层一6和金属层二7，实现玻璃盖板1和陶瓷基座2的气密封装。同时可以在熔封过程中，对容腔4内进行抽真空，或者填充保护性气体处理。
需要特别说明的是，虽然本发明只针对紫外LED封装进行了说明和例证，但本发明的封装结构同样适合不宜采用有机材料(如环氧和硅胶)封装的白光LED器件制造，解决这些白光LED器件在恶劣环境(如高温、高湿等)下材料易老化变质的问题。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种紫外LED器件，包括陶瓷基座、紫外LED芯片、玻璃盖板，其特征在于，所述陶瓷基座具有一容腔，容腔上部设有一凹槽，所述紫外LED芯片固定于容腔底部，所述玻璃盖板位于所述凹槽内，所述陶瓷基座的凹槽侧壁设有金属层一，所述玻璃盖板的外周具有金属层二，通过金属层一和金属层二的熔封实现紫外LED器件的气密封接。
2.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述陶瓷基座的容腔内填充有保护性气体或真空。
3.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述陶瓷基座为氧化铝陶瓷基座。
4.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述玻璃盖板为透过率＞80％，折射率为1.4～1.6的玻璃盖板。
5.根据权利要求4所述的紫外LED器件，其特征在于，所述玻璃盖板为硼硅玻璃盖板或钠钙硅玻璃盖板。
6.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述金属层一通过共烧、溅射或蒸镀方法形成，为铜膜层、锡膜层或银膜层。
7.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述金属层一的厚度为10-30μm。
8.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述金属层二通过压合、电镀或化学镀形成，为锡基合金材料金属层。
9.根据权利要求8所述的紫外LED器件，所述金属层二为Sn、CuSn、SnAgCu、AuSn或AgSn金属层。
10.根据权利要求1所述的紫外LED器件，其特征在于，所述金属层二的厚度为10~200μm。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |