CN113893361A - 一种uvc led灯及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种UVC LED灯及其封装方法，所述UVC LED灯，包括：单体基板、光源、透光保护罩和围坝胶；光源设置在单体基板上，透光保护罩罩设在光源上，且透光保护罩与单体基板固定连接；围坝胶包围在透光保护罩外周，且以单体基板为底，围坝胶的顶面不低于透光保护罩的顶面。所述UVC LED灯，密封性好，生产成本低，且易于加工；且该UVC LED灯可采用COB封装形式，从而大大减小UVC LED灯的体积，使得UVC LED灯可适用于更多的环境。

Description

一种UVC LED灯及其封装方法
技术领域
本发明涉及杀菌灯领域，尤其涉及一种UVC LED灯及其封装方法。
背景技术
紫外线杀菌是现有的常用杀菌手段，安全环保。但是现有的紫外线杀菌灯多采用汞灯，汞灯寿命短，体积大，对人体和环境存在一定危害性，难以满足更多的应用环境需求。
LED光源(LED芯片)在照明领域的应用非常广泛，但是目前还无法在紫外线杀菌领域推广应用。究其原因，有以下几点：
1、紫外线杀菌灯的应用场景相对于照明场景，环境更复杂，硬件更易遭到损害，因此需要更好的材料保护。而当前UVC LED的应用主要优点是降低工艺难度，提高生产效率，在密封性上相对于传统的LED灯并没有突出的改进。
2、当前的UVC LED生产过程中，为了实现密封，通常采用先在金属围坝上点胶，然后再在金属围坝上盖玻璃片的方式，这种方式密封性是存在漏洞的，故而本领域技术人员在没有解决该问题的前提下，无法将UVC LED应用在一些湿气相对较大的场合。且目前所使用的围坝，是通过金属电镀的方式形成的，其生产周期长，效率低，精度不易控制；同时玻璃盖上去之后，内部的空气受热膨胀，使得玻璃片密封性受影响。
发明内容
为了解决上述现有技术中杀菌领域无法采用UVC LED的缺陷，本发明提出了一种UVC LED灯及其封装方法。
本发明的目的之一，提供了一种UVC LED灯封装方法，结合该方法可将COB封装方式应用于UVC(短波紫外线)LED灯，从而实现体积更小、更加易于生产的UVC LED灯。
一种UVC LED灯封装方法，包括以下步骤：
S1、将UVC LED芯片固放在印刷有线路的基板上形成光源，各光源包含一个或者多个UVC LED芯片；
S2、对放置好UVC LED芯片的基板进行固晶，使得各UVC LED芯片与基板固定连接；
S3、将与光源一一对应的透光保护罩以点胶的方式固定在基板上，各透光保护罩分别罩设在对应的光源上；所述透光保护罩为下表面设有用于容纳光源的凹槽的玻璃件；
S4、对基板进行烘烤，以固化透光保护罩；
S5、通过点胶的方式在透光保护罩周围围绕一层围坝胶并烘烤固化以形成UVCLED灯封装结构，以基板为底，所述围坝胶的高度不低于透光保护罩的高度；
S6、以光源为单位，对所述UVC LED灯封装结构进行切割，获得UVC LED灯，所述UVCLED灯包括基板、设置在基板上的透光保护罩和包围透光保护罩的围坝胶。
优选的，S1中，光源在基板上形成阵列分布；S5中，基板上的围坝胶形成围坝栅格，所述围坝栅格的单元格与透光保护罩一一对应，各透光保护罩位于对应的单元格内。
优选的，所述S6中，对每条栅格线对半切开并切断基板，以分割UVC LED灯。
本发明的目的之二提供了一种UVC LED灯，密封性好，生产成本低，且易于加工。
一种UVC LED灯，根据所述的UVC LED灯封装方法获得，所述UVC LED灯包括：单体基板、光源、透光保护罩和围坝胶；光源设置在单体基板上，透光保护罩罩设在光源上，且透光保护罩与单体基板固定连接；围坝胶包围在透光保护罩外周，且以单体基板为底，围坝胶的顶面不低于透光保护罩的顶面，所述围坝胶为纯色硅胶。
优选的，所述光源采用UVC LED芯片。
所述围坝胶为白色、黑色或者透明。
优选的，所述透光保护罩为底部设有凹槽的棱柱结构，且所述棱柱结构的中心轴线垂直于单体基板。
优选的，所述凹槽为棱柱空间，且所述凹槽的中心轴线与所述棱柱结构的中心轴线重合。
优选的，所述棱柱结构为正方形棱柱或者矩形棱柱。
优选的，所述透光保护罩的上下表面以及凹槽的底面均垂直于棱柱结构的中心轴线。
优选的，所述透光保护罩为玻璃件。
本发明的优点在于：
(1)本发明提出的一种UVC LED灯封装方法，通过设置围坝栅格并分割形成各UVCLED灯的围坝，即实现了透光玻璃罩所需要的围坝保护，又方便了UVC LED灯的分割，还降低了围坝成本。
(2)该封装方法中，通过先点胶形成围坝栅格再切割的形式，大大降低了针对每一个光源设置围坝的难度，降低了精细加工的精度需求，从而有利于提高加工效率，降低加工成本。
(3)通过该该封装方法获得的UVC LED，围坝胶从外周围绕透光保护罩，保证对光源的绝对密封。同时，围坝胶不低于透光保护罩，进一步的在不影响光线穿过透光保护罩的前提下实现了对透光保护罩的全面防护，防止透光保护罩受到振动等意外损伤，提高了该UVC LED灯的结构安全。
(4)透光保护罩为底部设有凹槽的棱柱结构，透光保护罩可通过点胶的方式直接固定在单体基板上，保证透光保护罩与单体基板之间的连接紧密。且，通过该透光保护罩与单体基板配合对光源实现全包围，更进一步的提高了对光源的全面性保护，保证了光源所在独立密封空间的稳定。
(5)本发明中采用的透光保护罩，为底部设有凹槽的棱柱结构，可通过自身的侧壁进行支撑。
(6)凹槽和透光保护罩采用中心线重合的棱柱方式设置，实现了凹槽的侧壁与单体基板垂直，在围坝胶和透光保护罩的配合下，相当于实现了一个侧面反射光线并使得光线通过透光保护罩的顶面出射的光线约束结构，该光线约束结构通过围坝胶对透光保护罩的围绕，限制了透光保护罩的出光方向；凹槽内部的光线反射，提高了光线密度，从而提高了通过透光保护罩顶面出射的光线密度，通过光线的集中出射，提高了光线利用效率和杀菌效率。
(7)凹槽侧壁配合围坝胶形成平面反射镜，以保证光反射效率和出射光线密度；透光保护罩顶部形成平面透镜，从而在围坝胶的配合下，通过光线自然出射，保证了光线的直射效果和等结构的问题。
(8)本发明中，透光保护罩为底部设有凹槽的棱柱结构，即透光保护罩为地面设有凹槽的平面玻璃结构，围坝胶可紧密贴合透光保护罩，对作为透光保护罩的玻璃件的侧面进行全面保护。且本发明中，围坝胶的顶面与透光保护罩的顶面齐平，如此还可在保证围坝胶贴合透光保护罩的同时，避免围坝胶遮挡光源的发射光线的出射。
附图说明
图1为UVC LED灯的剖视图；
图2为UVC LED灯的爆炸图；
图3为UVC LED灯的俯视图；
图4为光源固晶后的基板示意图；
图5为透光保护罩固晶后的基板示意图；
图6为点胶后基板上的围坝栅格示意图；
图7为一种UVC LED灯封装方法流程图；
图示：1、单体基板；2、光源；3、透光保护罩；30、凹槽；4、围坝胶；100、基板。
具体实施方式
一种UVC LED灯
参照图1、图2、图3，本实施方式提出的一种UVC LED灯，包括：单体基板1、光源2、透光保护罩3和围坝胶4。光源2设置在单体基板1上，透光保护罩3罩设在光源2上，且透光保护罩3与单体基板1固定连接。具体的，透光保护罩3可通过触变形胶固定在单体基板1上。围坝胶4包围在透光保护罩3外周，且以单体基板1为底，围坝胶4的顶面不低于透光保护罩3的顶面。如此，围坝胶4从外周围绕透光保护罩3，保证对光源2的绝对密封。同时，围坝胶4高出透光保护罩3，进一步的在不影响光线穿过透光保护罩3的前提下实现了对透光保护罩3的全面防护，防止透光保护罩3受到振动等意外损伤，提高了该UVC LED灯的结构安全。
本实施方式中，所述光源2采用LED芯片，具体实施时，光源2可仅包含一个LED芯片，光源2也可由多个串并联的LED芯片组成。值得注意的是，本实施方式中，所需求的是UVCLED灯，故而光源所采用的LED芯片为发射UVC(短波灭菌紫外线)的LED芯片。
本实施方式中，所述透光保护罩3为底部设有凹槽30的棱柱结构，且所述棱柱结构的中心轴线垂直于单体基板1。如此，本实施方式中，透光保护罩3可通过点胶的方式直接固定在单体基板1上，保证透光保护罩3与单体基板1之间的连接紧密。且，通过该透光保护罩3与单体基板1对光源2实现全包围，更进一步的提高了对光源2的全面性保护，保证了光源2所在独立密封空间的稳定。
本实施方式中，所述凹槽30为棱柱空间，且所述凹槽30的中心轴线与所述棱柱结构的中心轴线重合。如此，实现了凹槽30的侧壁与单体基板1垂直，在围坝胶4和透光保护罩3的配合下，相当于实现了一个侧面反射光线并使得光线通过透光保护罩3的顶面出射的光线约束结构，该光线约束结构通过围坝胶4对透光保护罩3的围绕，限制了透光保护罩3的出光方向；凹槽30内部的光线反射，提高了光线密度，从而提高了通过透光保护罩3顶面出射的光线密度，通过光线的集中出射，提高了光线利用效率和杀菌效率。
本实施方式中，所述棱柱结构为正方形棱柱，以方便生产。具体实施时，参照图1到图4，所述凹槽30的内棱边可采用倒角结构，以方便打磨加工。
具体实施时，所述透光保护罩3可采用玻璃罩，具体可采用石英玻璃或者是蓝宝石玻璃、钢化玻璃等。
本实施方式中，所述透光保护罩3的上下表面以及凹槽30的底面均垂直于棱柱结构的中心轴线。如此，凹槽30侧壁配合围坝胶4形成平面反射镜，以保证光反射效率和出射光线密度；透光保护罩3顶部形成平面透镜，从而在围坝胶4的配合下，通过光线自然出射，保证了光线的直射效果和等结构的问题。
一种UVC LED灯封装方法
参照图7，本实施方式中提出的一种UVC LED灯封装方法，包括以下步骤：
S1、将UVC LED芯片固放在印刷有线路的基板100上形成光源2，各光源2包含一个或者多个UVC LED芯片。基板100和光源2的组合如图4所示。
S2、对放置好UVC LED芯片的基板100进行固晶，使得各UVC LED芯片与基板100固定连接。
S3、将与光源2一一对应的透光保护罩3以点胶的方式固定在基板100上，各透光保护罩3分别罩设在对应的光源2上，如图5所示；所述透光保护罩3为下表面设有用于容纳光源2的凹槽30的玻璃件。
S4、对基板100进行烘烤，以固化透光保护罩3。
S5、通过点胶的方式在透光保护罩3周围围绕一层围坝胶4并烘烤固化以形成图6所示的UVC LED灯封装结构，以基板100为底，所述围坝胶4的高度不低于透光保护罩3的高度。
S6、以光源2为单位，对所述UVC LED灯封装结构进行切割，获得本实施方式提供的UVC LED灯，如图1所示，所述UVC LED灯包括基板100、设置在基板100上的透光保护罩3和包围透光保护罩3的围坝胶4。
值得注意的是，本实施方式的S1中，UVC LED芯片在基板100上形成阵列分布的光源2，以方便UVC LED灯的分割。具体的，S5中，基板100上的围坝胶4形成围坝栅格，所述围坝栅格的单元格与透光保护罩3一一对应，各透光保护罩3位于对应的单元格内。
即，S5中所述的UVC LED灯封装结构，包括：基板100、光源2、透光保护罩3和围坝胶4。光源2阵列设置在基板100上，透光保护罩3为底部设有凹槽30的棱柱结构，透光保护罩3与光源2一一对应并罩设在对应的光源2上，所述围坝胶4设置在基板100上并形成围坝栅格，围坝栅格的单元格与所述透光保护罩3一一对应；所述UVC LED灯封装结构以光源为单位分割后形成上述的UVC LED灯。
如此，通过围坝栅格的设置，所述S6中，可对每条栅格线对半切开并切断基板100，基板100切断后形成与围坝栅格的单元格一一对应的单体基板1，以分割UVC LED灯。
如此，本实施方式中，通过设置围坝栅格并分割形成各UVC LED灯的围坝，即实现了透光玻璃罩3所需要的围坝保护，又方便了UVC LED灯的分割，还降低了围坝成本。且本实施方式中，通过先点胶形成围坝栅格再切割的形式，大大降低了针对每一个光源2设置围坝的难度，降低了精细加工的精度需求，从而有利于提高加工效率，降低加工成本。
上述步骤S1中所采用的基板100不限于氮化铝、氧化铝、铝基板、铜基板等已经印刷好线路的板材。
上述步骤S2中，可采用固晶机固晶，以将UVC LED芯片固放在基板100上。将UVCLED芯片与基板100固定连接的方式可采用真空回流共晶、回流焊等方式。
上述步骤S3中，首先采用点胶机在光源2周围即需要盖透光保护罩3的位置点胶，然后利用固晶机将透光保护罩3固定到基板100上并包围组成该透光保护罩3对应的光源的UVC LED芯片。
步骤S4中的烘烤可在烘箱中进行，通过烘烤可固化透光保护罩3，保证结构稳定。透光保护罩3的材质不限于石英玻璃、蓝宝石玻璃、钢化玻璃等。
步骤S5中，通过点胶机在透光保护罩3周围点胶并包围透光保护罩3，然后将基板100放入烘箱对围坝胶4进行烘烤固化。
值得注意的是本实施方式中，透光保护罩3采用下表面设有凹槽30的正方形或者矩形平面玻璃，即透光保护罩3实现为下表面设有凹槽30的正方形棱柱或者矩形棱柱，更有利于步骤S5中的点胶和S6中的分割。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种UVC LED灯封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将UVC LED芯片固放在印刷有线路的基板(100)上形成光源(2)，各光源(2)包含一个或者多个UVC LED芯片；
S2、对放置好UVC LED芯片的基板(100)进行固晶，使得各UVC LED芯片与基板(100)固定连接；
S3、将与光源(2)一一对应的透光保护罩(3)以点胶的方式固定在基板(100)上，各透光保护罩(3)分别罩设在对应的光源(2)上；所述透光保护罩(3)为下表面设有用于容纳光源(2)的凹槽(30)的玻璃件；
S4、对基板(100)进行烘烤，以固化透光保护罩(3)；
S5、通过点胶的方式在透光保护罩(3)周围围绕一层围坝胶(4)并烘烤固化以形成UVCLED灯封装结构，以基板(100)为底，所述围坝胶(4)的高度不低于透光保护罩(3)的高度；
S6、以光源(2)为单位，对所述UVC LED灯封装结构进行切割，获得UVC LED灯，所述UVCLED灯包括基板(100)、设置在基板(100)上的透光保护罩(3)和包围透光保护罩(3)的围坝胶(4)。
2.如权利要求1所述的UVC LED灯封装方法，其特征在于，S1中，光源(2)在基板(100)上阵列分布；S5中，基板(100)上的围坝胶(4)形成围坝栅格，所述围坝栅格的单元格与透光保护罩(3)一一对应，各透光保护罩(3)位于对应的单元格内。
3.如权利要求1所述的UVC LED灯封装方法，其特征在于，所述S6中，对每条栅格线对半切开并切断基板(100)，以分割UVC LED灯。
4.一种UVC LED灯，其特征在于，根据权利要求1到3任一项所述的UVC LED灯封装方法获得，所述UVC LED灯包括：单体基板(1)、光源(2)、透光保护罩(3)和围坝胶(4)；光源(2)设置在单体基板(1)上，透光保护罩(3)罩设在光源(2)上，且透光保护罩(3)与单体基板(1)固定连接；围坝胶(4)包围在透光保护罩(3)外周，且以单体基板(1)为底，围坝胶(4)的顶面不低于透光保护罩(3)的顶面，所述围坝胶(4)为纯色硅胶。
5.如权利要求4所述的UVC LED灯，其特征在于，所述围坝胶(4)为白色、黑色或者透明。
6.如权利要求4所述的UVC LED灯，其特征在于，所述透光保护罩(3)为底部设有凹槽(30)的棱柱结构，且所述棱柱结构的中心轴线垂直于单体基板(1)。
7.如权利要求6所述的UVC LED灯，其特征在于，所述凹槽(30)为棱柱空间，且所述凹槽(30)的中心轴线与所述棱柱结构的中心轴线重合。
8.如权利要求7所述的UVC LED灯，其特征在于，所述棱柱结构为正方形棱柱或者矩形棱柱。
9.如权利要求6所述的UVC LED灯，其特征在于，所述透光保护罩(3)的上下表面以及凹槽(30)的底面均垂直于棱柱结构的中心轴线。
10.如权利要求4所述的UVC LED灯，其特征在于，所述透光保护罩(3)为玻璃件。
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