CN217881563U - 一种深紫外led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种深紫外LED封装结构，其包括基板、深紫外LED芯片、导热填料、第一固晶键合层、第二固晶键合层、第一金属互连层、第二金属互连层、第三金属互连层、盖板、粘结剂以及反射层；其中所述反射层位于所述深紫外LED芯片的侧边，所述深紫外LED芯片的紫外光通过所述反射层反射到所述深紫外LED芯片的正前方。本实用新型解决了深紫外光对封装胶的辐射失效问题，从而提高封装结构的可靠性；本实用新型使用的反射层一方面能够提高出光率，另一方面还可以减少紫外光对密封填料的损害；本实用新型使用的还原氧化石墨烯硅胶能够大幅度提高深紫外LED芯片的散热能力；同时解决粘结剂易受深紫外侵害的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于LED封装的技术领域，涉及一种深紫外LED封装结构。
背景技术
深紫外波动的光子能量高，极易造成硅胶、环氧树脂等有机封装胶的老化失效，导致石英玻璃因粘结失效而脱落。例如申请号为 201420396320.0的中国专利，其采用的有机封装胶易受深紫外光的侵害而老化，导致粘接失效，故有机封装胶不适宜用于深紫外LED的封装。
玻璃盖板与LED芯片间的传统封装胶会吸收紫外光，使出光效率大大降低。对于全无机的封装方法，通常是在支架和石英玻璃之间填充金锡合金以形成金锡共晶。虽然这种全无机的封装方法可以抵御深紫外光的破坏，但该方式的气密性并不好。
利用金属键合的无机封装方式的工艺较为复杂，会造成成本过高。
目前，深紫外LED的电光转换效率过低，导致大部分的能量转化为热量，若不及时将热量散发出去，则会减少LED芯片的寿命。深紫外LED芯片与导热金属的接触面之间存在凹凸不平的空隙，而空气的热导率仅有0.024W/(m·K)，导致散热效果不佳。
显然，现有的深紫外LED封装技术无法满足高稳定性、高出光率的需求，因此，有必要提出一种新的深紫外LED封装结构。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种解决封装填料易受紫外损伤、出光率低、散热能力差的问题的深紫外LED封装结构。
本实用新型提供一种深紫外LED封装结构，其包括基板和位于所述基板上方的深紫外LED芯片，还包括连接在所述基板和深紫外LED 芯片之间的导热填料、分别位于所述导热填料两侧且与所述导热填料连接的第一固晶键合层和第二固晶键合层、贯穿所述基板且与所述第一固晶键合层连接的第一金属互连层、贯穿所述基板且与所述导热填料连接的第二金属互连层、贯穿所述基板且与所述第二固晶键合层连接的第三金属互连层、位于所述基板上的盖板、连接所述基板和盖板之间的粘结剂以及反射层；其中所述盖板内具有内部空间，所述深紫外LED芯片位于所述盖板的内部空间内，所述反射层镀在所述盖板的内部空间的侧壁上；所述反射层位于所述深紫外LED芯片的侧边，所述深紫外LED芯片的紫外光通过所述反射层反射到所述深紫外LED芯片的正前方。
优选地，所述粘结剂位于反射层的外侧。
优选地，所述盖板与基板之间具有空隙，所述粘结剂充满所述盖板与基板之间的空隙。
优选地，所述深紫外LED芯片均位于导热填料、第一固晶键合层和第二固晶键合层上。
优选地，所述深紫外LED芯片为倒装结构芯片。
优选地，所述反射层与所述基板的夹角为50°-70°。
优选地，所述基板上设有贯穿孔，所述第一金属互连层、第二金属互连层和第三金属互连层通过对应的贯穿孔至所述基板的上表面和下表面。
优选地，所述导热填料为还原氧化石墨烯硅胶。
优选地，所述基板为陶瓷基板，所述盖板的材料是石英玻璃。
优选地，所述第一金属互连层、所述第二金属互连层和所述第三金属互连层的材料均为铜。
本实用新型解决了深紫外光对封装胶的辐射失效问题，从而提高封装结构的可靠性；本实用新型使用的反射层一方面能够提高出光率，另一方面还可以减少紫外光对密封填料的损害；本实用新型使用的还原氧化石墨烯硅胶能够大幅度提高深紫外LED芯片的散热能力；同时解决粘结剂易受深紫外侵害的问题。
附图说明
图1为本实用新型深紫外LED封装结构的结构示意图；
图2为利用tracePro光学仿真软件模拟计算得到的光照度分布图。
图3为VF-40V深紫外LED芯片的相对光谱强度。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型公开一种深紫外LED封装结构，如图1所示，其包括基板7、位于基板7上方的深紫外LED芯片4、连接在基板7和深紫外LED 芯片4之间的导热填料5、分别位于导热填料5两侧且与导热填料5连接的第一固晶键合层61和第二固晶键合层62、贯穿基板7且与第一固晶键合层61连接的第一金属互连层81、贯穿基板7且与导热填料5连接的第二金属互连层82、贯穿基板7且与第二固晶键合层62连接的第三金属互连层83、位于基板7上的盖板1、连接基板7和盖板1之间的粘结剂 2以及镀在盖板1内表面上的反射层3。其中深紫外LED芯片4均位于导热填料5、第一固晶键合层61和第二固晶键合层62上，盖板1位于深紫外LED芯片4的上方；反射层3位于深紫外LED芯片4的侧边；粘结剂2 位于反射层3的外侧，这样粘结剂不易受深紫外侵害。
深紫外LED芯片4采用VF-40V型倒装结构芯片。
基板7为陶瓷基板；第一金属互连层81、第二金属互连层82、第三金属互连层83的材料均为铜。
第一固晶键合层61位于深紫外LED芯片4和第一金属互连层81 之间，第二固晶键合层62也位于深紫外LED芯片4和第三金属互连层83之间，也就是深紫外LED芯片4分别通过第一固晶键合层61和第二固晶键合层62实现与第一金属互连层81和第三金属互连层83 之间的电性连接；深紫外LED芯片4与第二金属互连层82之间填充有导热填料5。
粘结剂2充满盖板1与基板7之间的空隙，粘结剂2的材料为硅胶。粘结剂能够形成密闭的空间，使深紫外LED芯片免受有害气体的侵害，延长其使用寿命。
盖板1的材料是石英玻璃。盖板1内具有内部空间，深紫外LED 芯片4位于盖板1的内部空间内，反射层3镀在盖板1的内部空间的相对侧壁上。反射层3的材料为铝。
镀有反射层3的侧壁与基板7之间存在一最优角度，使得深紫外 LED芯片4的紫外光能通过反射层4反射到深紫外LED芯片4的正前方。在本实施例中，反射层3与基板7的夹角为50°-70°(最好为 60°)。
反射层4能够将光线反射至垂直于深紫外LED芯片4的方向，一方面使得出光效率增大，另一方面减少紫外光对粘结剂的照射，从而避免粘结剂的老化。
深紫外LED芯片4的正极通过第一固晶键合层61与第一金属互连层81相互连接，第一金属互连层81再与外电路连接；深紫外LED 芯片4的负极通过第二固晶键合层62与第三金属互连层83相互连接，第三金属互连层83再与外电路进行连接。
深紫外LED芯片4与导热填料5紧密接触，导热填料5再与第二金属互连层82紧密相接，第二金属互连层82再与外部散热装置相连。导热填料5为还原氧化石墨烯硅胶，是一种高导热系统的导热填料。
导热填料使深紫外LED芯片产生的热量迅速转移到导热金属中，从而提高深紫外LED芯片的使用寿命。
基板7上设有贯穿孔，第一金属互连层81、第二金属互连层82 和第三金属互连层83通过对应的贯穿孔至基板7的上表面和下表面。
如图2所示，利用tracePro光学仿真软件进行模拟计算，其中，使用的深紫外LED芯片为蓝宝石衬底的VF-40V型倒装结构芯片，其输出光谱范围如图3所示，中心波长(peakwavelength)在279nm，光谱均在深紫外范围内。根据图1所示的结构，在tracePro光学仿真软件中建立计算模型，计算得到的光照度如图2所示，从深紫外 LED芯片4处出射的10mW的光通量有9.37mW被释放出去(光出射率达93.7％)，而且释放集中在中部，仅少量能量在边缘，因此本发明大大降低了深紫外对存在于边缘的粘结剂的损害，也能减少热堆积，从而提高整体的可靠性，延长深紫外LED的使用寿命。
本实用新型解决了深紫外光对封装胶的辐射失效问题，从而提高封装结构的可靠性；本实用新型使用的反射层一方面能够提高出光率，另一方面还可以减少紫外光对密封填料的损害；本实用新型使用的还原氧化石墨烯硅胶能够大幅度提高深紫外LED芯片的散热能力；同时解决粘结剂易受深紫外侵害的问题。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种深紫外LED封装结构，其包括基板(7)和位于所述基板(7)上方的深紫外LED芯片(4)，其特征在于，还包括连接在所述基板(7)和深紫外LED芯片(4)之间的导热填料(5)、分别位于所述导热填料(5)两侧且与所述导热填料(5)连接的第一固晶键合层(61)和第二固晶键合层(62)、贯穿所述基板(7)且与所述第一固晶键合层(61)连接的第一金属互连层(81)、贯穿所述基板(7)且与所述导热填料(5)连接的第二金属互连层(82)、贯穿所述基板(7)且与所述第二固晶键合层(62)连接的第三金属互连层(83)、位于所述基板(7)上的盖板(1)、连接所述基板(7)和盖板(1)之间的粘结剂(2)以及反射层(3)；其中所述盖板(1)内具有内部空间，所述深紫外LED芯片(4)位于所述盖板(1)的内部空间内，所述反射层(3)镀在所述盖板(1)的内部空间的侧壁上；所述反射层(3)位于所述深紫外LED芯片(4)的侧边，所述深紫外LED芯片的紫外光通过所述反射层反射到所述深紫外LED芯片的正前方。
2.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述粘结剂(2)位于反射层(3)的外侧。
3.根据权利要求2所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述盖板(1)与基板(7)之间具有空隙，所述粘结剂(2)充满所述盖板(1)与基板(7)之间的空隙。
4.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述深紫外LED芯片(4)均位于导热填料(5)、第一固晶键合层(61)和第二固晶键合层(62)上。
5.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述深紫外LED芯片(4)为倒装结构芯片。
6.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述反射层(3)与所述基板(7)的夹角为50°-70°。
7.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述基板(7)上设有贯穿孔，所述第一金属互连层(81)、第二金属互连层(82)和第三金属互连层(83)通过对应的贯穿孔至所述基板的上表面和下表面。
8.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述导热填料(5)为还原氧化石墨烯硅胶。
9.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述基板(7)为陶瓷基板，所述盖板(1)的材料是石英玻璃。
10.根据权利要求1所述的深紫外LED封装结构，其特征在于，所述第一金属互连层(81)、所述第二金属互连层(82)和所述第三金属互连层(83)的材料均为铜。
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