CN106684227B - 一种紫外led封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外LED封装方法，先将紫外LED芯片固定于含有印刷电路层的基板上，基板四周设置有连续凸台，凸台上表面设置有用于放置石英透镜的台阶式支撑面；再使用金线将芯片与基板电极连接；然后将粘合剂涂抹在台阶式支撑面上；再将石英透镜放置于台阶式支撑面上，在石英透镜与台阶式支撑面的相接触的间隙上涂抹粘合剂，得到LED半成品；最后将LED半成品通过回流焊进行粘结固定，得到LED成品。本发明中采用了特定的封装粘合剂，该粘合剂具有良好的耐高温和耐紫外老化性能，延长了LED灯的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于LED封装领域，具体涉及一种紫外LED封装方法。
背景技术
半导体照明作为新一代的照明技术，具有很多优点：节能、环保、长寿命、响应快等，近年来发展非常迅速。
紫外LED具体积小、寿命长和效率高等优点,具有广泛的应用前景。目前紫外LED的发光功率较低,除了芯片制作水平的提高外,封装技术对LED的特性也有重要的影响。目前,紫外LED主要有环氧树脂封装和金属与玻璃透镜封装。前者主要应用于400nm左右的近紫外LED,但紫外光对材料的老化影响较大。后者主要应用于波长小于380nm的紫外LED,封装材料是LED封装技术的另一个重要方面。LED封装材料主要有玻璃透镜、环氧树脂和硅树脂等。石英玻璃软化点温度为1600℃,热加工温度为1700～2000℃,从工艺的角度,石英玻璃不适合用来密封LED芯片；环氧树脂高温耐热性能一般,耐紫外光性能较差出光效率低，使用硅胶或者环氧树脂之类的有机材质，在受到高温时会有黄化等衰老状况。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种紫外LED封装方法，封装采用特定的粘合剂，提高了LED使用寿命。
本发明的技术方案如下：
一种紫外LED封装方法，包括以下步骤：
步骤1，将紫外LED芯片固定于含有印刷电路层的基板上，基板四周设置有连续凸台，凸台上表面设置有用于放置石英透镜的台阶式支撑面；
步骤2，使用金线将芯片与基板电极连接；
步骤3，将粘合剂涂抹在台阶式支撑面上；
步骤4，将石英透镜放置于台阶式支撑面上，在石英透镜与台阶式支撑面的相接触的间隙上涂抹粘合剂，得到LED半成品；
步骤5，将LED半成品通过回流焊进行粘结固定，得到LED成品。
进一步地，所述的紫外LED封装方法，步骤1中紫外LED芯片为垂直型。
进一步地，所述的紫外LED封装方法，步骤3中的粘合剂为由以下重量份计的组分制备而成：双酚A型环氧树脂50-60份，三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5-1份，聚氧乙烯醚1-3份，2-苯氧基乙基丙烯酸酯2-5份，过氧化羟基异丙苯0.1-0.3份，氧化锌2-4份，硼氢化钠0.3-0.6份，硅酸钙1-2份，纳米硼纤维1-2份，二丁基二硫代氨基甲酸锌1-2份，聚硼硅氧烷1-4份。
更进一步地，所述的紫外LED封装方法，粘合剂组分中氧化锌和硅酸钙均为纳米级别。
更进一步地，所述的紫外LED封装方法，粘合剂的制备方法如下：
步骤一，将2-苯氧基乙基丙烯酸酯，硅酸钙，纳米硼纤维和双酚A型环氧树脂于反应釜中混合均匀，然后在真空条件下升温至120-130℃，保持200-300分钟，然后加入聚硼硅氧烷，继续保持30-50分钟，得到改性环氧树脂；
步骤二，将聚氧乙烯醚，过氧化羟基异丙苯，氧化锌，二丁基二硫代氨基甲酸锌和改性环氧树脂混合均匀，在惰性气体保护条件下升温至70-80℃，保持50-60分钟，然后加入三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和硼氢化钠，升温至90-95℃，保持20-30分钟，得到粘合剂。
更进一步地，所述的紫外LED封装方法，粘合剂制备方法步骤一中真空度为0.04-0.06MPa。
进一步地，所述的紫外LED封装方法，步骤4中石英透镜为实心式石英透镜。
进一步地，所述的紫外LED封装方法，步骤4中将石英透镜放置于台阶式支撑面上后，紫外LED芯片周围的空间抽真空或填充气体。
本发明提供的粘合剂具有良好的耐紫外老化和耐热性，在LED工作100h后发光功率衰减率为0.3％以下，工作500h后衰减率为2.3％以下，而目前常用的普通粘合剂工作100h后衰减率一般在5％以上。
本发明提供的粘合剂对于制备步骤一中双酚A型环氧树脂的改性是本发明提供的粘合剂发挥稳定的耐高温耐光老化性能的关键，通过步骤一中对双酚A型环氧树脂的改性，形成了以双酚A型环氧树脂为主体，以纳米硼纤维和2-苯氧基乙基丙烯酸酯为“载体”的特殊微观复合结构，形成了纳米硅酸钙、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、纳米硼纤维和双酚A型环氧树脂的特殊晶态结构相互复合交联的致密体，其能够很好地阻挡紫外光的穿透，同时具有优良的耐高温耐光老化性能。
附图说明
图1为本发明提供的紫外LED封装方法得到的封装件，其中1为紫外LED芯片，2为基板，3为凸台，31为台阶式支撑面，4为石英透镜，5为紫外LED芯片周围的空间。
具体实施方式：
实施例1
本实施例提供一种紫外LED封装方法，包括以下步骤：
步骤1，将紫外LED芯片固定于含有印刷电路层的基板上，基板四周设置有连续凸台，凸台上表面设置有用于放置石英透镜的台阶式支撑面；
步骤2，使用金线将芯片与基板电极连接；
步骤3，将粘合剂涂抹在台阶式支撑面上；
步骤4，将石英透镜放置于台阶式支撑面上，在石英透镜与台阶式支撑面的相接触的间隙上涂抹粘合剂，得到LED半成品；
步骤5，将LED半成品通过回流焊进行粘结固定，得到LED成品。
以上封装方法中，紫外LED芯片为垂直型LED芯片。图1为以上封装方法得到的封装结构，其中由基板2和四周的凸台3围成一个空间，紫外LED芯片1设置于空间内部的基板2上，凸台3上表面设置有台阶式支撑面31，石英透镜4放置于台阶式支撑面31上。该石英透镜4为实心式石英透镜。在由基板2、凸台3和石英透镜4围成的紫外LED芯片周围的空间5中，可以抽成真空，也可以填充气体。
实施例2
为了解决现有的常用紫外LED封装胶黏剂耐高温与耐老化性差的问题，本发明还提供了一种用于封装的粘合剂，其由以下重量份计的组分制备而成：双酚A型环氧树脂50-60份，三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5-1份，聚氧乙烯醚1-3份，2-苯氧基乙基丙烯酸酯2-5份，过氧化羟基异丙苯0.1-0.3份，氧化锌2-4份，硼氢化钠0.3-0.6份，硅酸钙1-2份，纳米硼纤维1-2份，二丁基二硫代氨基甲酸锌1-2份，聚硼硅氧烷1-4份。
以上组分中，氧化锌和硅酸钙均为纳米级别。
以上粘合剂制备方法如下：
步骤一，将2-苯氧基乙基丙烯酸酯，硅酸钙，纳米硼纤维和双酚A型环氧树脂于反应釜中混合均匀，然后在真空度为0.04-0.06MPa下升温至120-130℃，保持200-300分钟，然后加入聚硼硅氧烷，继续保持30-50分钟，得到改性环氧树脂；
步骤二，将聚氧乙烯醚，过氧化羟基异丙苯，氧化锌，二丁基二硫代氨基甲酸锌和改性环氧树脂混合均匀，在惰性气体保护条件下升温至70-80℃，保持50-60分钟，然后加入三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和硼氢化钠，升温至90-95℃，保持20-30分钟，得到粘合剂。
对于以上粘合剂的组分选择，进行了如下实验：
使用以上试验例得到的粘合剂进行本发明提供的紫外LED封装方法，并对粘合剂的性能进行测试，结果如下：
从以上结果可以看出，本发明提供的粘合剂具有良好的耐紫外老化和耐热性，在LED工作100h后发光功率衰减率为0.3％以下，工作500h后衰减率为2.3％以下，而目前常用的普通粘合剂工作100h后衰减率一般在5％以上。
为了说明以上提供的粘合剂的性能，本发明在研究过程中进行了一系列对照试验，以下选取部分进行说明：
从以上结果可以看出，本发明提供的粘合剂对于制备步骤一中双酚A型环氧树脂的改性是本发明提供的粘合剂发挥稳定的耐高温耐光老化性能的关键，通过步骤一中对双酚A型环氧树脂的改性，形成了以双酚A型环氧树脂为主体，以纳米硼纤维和2-苯氧基乙基丙烯酸酯为“载体”的特殊微观复合结构，形成了纳米硅酸钙、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、纳米硼纤维和双酚A型环氧树脂的特殊晶态结构相互复合交联的致密体，其能够很好地阻挡紫外光的穿透，同时具有优良的耐高温耐光老化性能。
综上所述，本发明提供的紫外LED封装方法，采用了特定的粘合剂，提升了材料耐受性，提高了封装后LED灯的使用寿命。
Claims (4)
1.一种紫外LED封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将紫外LED芯片固定于含有印刷电路层的基板上，基板四周设置有连续凸台，凸台上表面设置有用于放置石英透镜的台阶式支撑面；
步骤2，使用金线将芯片与基板电极连接；
步骤3，将粘合剂涂抹在台阶式支撑面上；
步骤4，将石英透镜放置于台阶式支撑面上，在石英透镜与台阶式支撑面的相接触的间隙上涂抹粘合剂，得到LED半成品；
步骤5，将LED半成品通过回流焊进行粘结固定，得到LED成品；
以上步骤3中的粘合剂为由以下重量份计的组分制备而成：双酚A型环氧树脂50-60份，三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5-1份，聚氧乙烯醚1-3份，2-苯氧基乙基丙烯酸酯2-5份，过氧化羟基异丙苯0.1-0.3份，氧化锌2-4份，硼氢化钠0.3-0.6份，硅酸钙1-2份，纳米硼纤维2-3份，二丁基二硫代氨基甲酸锌1-2份，聚硼硅氧烷1-4份；
粘合剂的制备方法如下：
步骤一，将2-苯氧基乙基丙烯酸酯，硅酸钙，纳米硼纤维和双酚A型环氧树脂于反应釜中混合均匀，然后在真空条件下升温至120-130℃，保持200-300分钟，然后加入聚硼硅氧烷，继续保持30-50分钟，得到改性环氧树脂；
步骤二，将聚氧乙烯醚，过氧化羟基异丙苯，氧化锌，二丁基二硫代氨基甲酸锌和改性环氧树脂混合均匀，在惰性气体保护条件下升温至70-80℃，保持50-60分钟，然后加入三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和硼氢化钠，升温至90-95℃，保持20-30分钟，得到粘合剂；
粘合剂组分中氧化锌和硅酸钙均为纳米级别；粘合剂制备方法步骤一中真空度为0.04-0.06MPa。
2.根据权利要求1所述的紫外LED封装方法，其特征在于，步骤1中紫外LED芯片为垂直型。
3.根据权利要求1所述的紫外LED封装方法，其特征在于，步骤4中石英透镜为实心式石英透镜。
4.根据权利要求1所述的紫外LED封装方法，其特征在于，步骤4中将石英透镜放置于台阶式支撑面上后，紫外LED芯片周围的空间抽真空或填充气体。
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Denomination of invention: Ultraviolet LED package method Effective date of registration: 20190520 Granted publication date: 20180511 Pledgee: The Bank of Jiangsu Limited by Share Ltd. Zhenjiang branch of science and technology Pledgor: JIANGSU WENRUN OPTOELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: 2019990000450 |
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Denomination of invention: A packaging method of UV LED Effective date of registration: 20210706 Granted publication date: 20180511 Pledgee: Bank of Jiangsu Limited by Share Ltd. Zhenjiang branch Pledgor: JIANGSU WENRUN OPTOELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2021320000116 |
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