一种深紫外LED器件的制作方法

本实用新型涉及半导体发光器件封装技术，特别涉及一种深紫外led器件。

背景技术：

uvled即紫外发光二极管，是指一种发光中心波长小于400nm的发光二极管，由于它具有无汞污染、寿命长、无需预热、瞬间启动、寿命不受开关次数影响等优点，被广泛应用在防伪技术、油墨固化、曝光机、医学光疗、杀菌消毒等上面。

近紫外led(波长为300-400nm)主要是将近紫外led芯片封装起来所得，一般有两种方法可以实现，一种是可以直接运用白光的封装方式，即将近紫外led芯片通过有机硅胶水把芯片直接密封起来或用有机胶水将基板和透镜粘连起来所得。然而，有机胶水等含有羧基(-cooh)等基团在300nm以下的深紫外光照射下极易发生光解，使胶水变性分解，从而影响出光或损坏芯片。因此，有机硅胶水封装并不适用于深紫外led封装。另一种方法是采用钎焊等焊接技术，需要将焊件和焊料整体都加热到一定的温度(焊料的熔点)，这将同时使得焊件的其他部位的温度也到达高温，容易影响固晶质量，更严重者，深紫外led芯片会因为高温而烧坏，因此需要一种新的封装技术来支持深紫外led的封装。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种深紫外led器件，可避免胶水光解和高温影响。

根据本实用新型第一方面实施例的一种深紫外led器件，包括：

具有正负电极的基板，所述基板上设置有围坝；

深紫外led芯片，所述深紫外led芯片固定于所述基板上并与所述基板上的正负电极连接；

透镜，所述透镜周缘设置有与所述围坝适配的边框；所述透镜通过所述边框扣合于所述基板的围坝内，并构成容纳所述深紫外led芯片的内腔；

由搅拌摩擦焊成型的焊缝，用于密封连接所述围坝与所述边框之间的间隙。

根据本实用新型第一实施例的深紫外led器件，至少具有如下有益效果：采用搅拌摩擦焊成型的焊缝把带边框的透镜和设有围坝的基板连接起来，实现了气密性封装，并且没有使用到有机硅胶等有机材料，实现了全无机封装。焊接过程只是局部高温，并不会因为温度过高而影响固晶质量和损害芯片，并且解决了深紫外led照射下有机材料光解变性的问题，使得制造的深紫外led适合在各种环境下使用，提高led的稳定性和可靠性。鉴于本实用新型实施例的以上种种优势，结合紫外led封装的实际情况，本实用新型实施例所公开led器件也同样适用于整个紫外波段led器件的封装。

根据本实用新型的一些实施例，所述基板上具有一凹槽，所述凹槽与所述透镜之间构成所述内腔，所述深紫外led芯片位于所述凹槽内。

根据本实用新型的一些实施例，所述深紫外led芯片通过固晶层固定于所述基板。

根据本实用新型的一些实施例，所述固晶层为无铅锡膏。

根据本实用新型的一些实施例，所述固晶层为导电固晶层，还用于所述深紫外led芯片与所述基板上的正负电极连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述深紫外led芯片与所述基板上的正负电极通过导线电气连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述透镜为平面型石英玻璃透镜或半球面石英玻璃透镜。

根据本实用新型的一些实施例，所述内腔中填充惰性气体、氮气、中性液体或抽真空。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一实施例的深紫外led器件封装示意图；

图2为本实用新型第二实施例的深紫外led器件封装示意图；

图3为设有凹槽和顶部边沿设有金属围坝的基板示意图；

图4为本实用新型实施例的带金属边框的平面型石英玻璃透镜示意图；

图5为本实用新型实施例的半球面石英玻璃透镜示意图；

图6为带金属边框的石英玻璃透镜的俯视图；

图7是搅拌摩擦焊接示意图。

附图标记：

基板100、围坝110、凹槽120、导线130、

深紫外led芯片200、

透镜300、边框310、

焊缝400、搅拌针410、搅拌头420。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参考图1、图2，为本技术方案两种实施例的一种深紫外led器件，包括：

具有正负电极的基板100，基板100上设置有围坝110，如图3；优先围坝110为金属围坝，金属围坝可选用铜合金；

深紫外led芯片200，深紫外led芯片200固定于基板100上并与基板100上的正负电极(未示出)连接；其中，深紫外led芯片200，是指发光中心波长小于300nm的紫外led芯片，本实施例的深紫外led芯片优选采用发光中心波长为265nm的紫外led芯片；

透镜300，透镜300周缘设置有与围坝110适配的边框310，如图4-图6；透镜300通过边框310扣合于基板100的围坝110内，并构成容纳深紫外led芯片200的内腔；

由搅拌摩擦焊成型的焊缝400，用于密封连接围坝110与边框310之间的间隙、如图7所示。

根据本实用新型第一实施例的深紫外led器件，采用搅拌摩擦焊成型的焊缝400把带边框310的透镜300和设有围坝110的基板100连接起来，实现了气密性封装，并且没有使用到有机硅胶等有机材料，实现了全无机封装。焊接过程只是局部高温，并不会因为温度过高而影响固晶质量和损害芯片，并且解决了深紫外led照射下有机材料光解变性的问题，使得制造的深紫外led适合在各种环境下使用，提高led的稳定性和可靠性。鉴于本实用新型实施例的以上种种优势，结合紫外led封装的实际情况，本实用新型实施例所公开led器件也同样适用于整个紫外波段led器件的封装。

在本实用新型的一些实施例中，基板100上具有一凹槽120，凹槽120与透镜300之间构成内腔，深紫外led芯片200位于凹槽120内。

在本实用新型的一些实施例中，基板100为陶瓷基板、玻纤板或复合基板100。陶瓷基板材料可以是氧化铝或氮化铝陶瓷。

在本实用新型的一些实施例中，深紫外led芯片200通过固晶层(未示出)固定于基板100。进一步，固晶层为无铅锡膏，其主要成分为ag-bi-sn合金。

在本实用新型的一些实施例中，固晶层为导电固晶层，还用于深紫外led芯片200与基板100上的正负电极连接，以省略传统连接电极的导线130。

在本实用新型的一些实施例中，深紫外led芯片200与基板100上的正负电极通过导线130电气连接，导线130可以是金线、银线、铜线等常见导线130或合金导线130。

在本实用新型的一些实施例中，透镜300为平面型石英玻璃透镜300或半球面石英玻璃透镜300，分别如图4、图5所示，其中平面型石英玻璃透镜300主要配合带凹槽120的基板100，而半球面石英玻璃透镜300则可实用有凹槽120和无凹槽120两种基板100。

在本实用新型的一些实施例中，内腔中填充惰性气体、氮气、中性液体或抽真空，可进一步提高气密性能，保护深紫外led芯片200。

本实用新型还包括另一方面的实施例，一种深紫外led器件封装方法，包括以下步骤：

将深紫外led芯片200固定于基板100上并与基板100上的正负电极连接；

把透镜300通过其边框310扣合于基板100上围坝110内，围坝110与边框310之间具有间隙，透镜300与基板100之间构成容纳深紫外led芯片200的内腔；

使用搅拌摩擦焊成型工艺在围坝110与边框310之间形成焊缝400以用于密封间隙，如图7所示。

本实用新型实施例所采用的的搅拌摩擦焊技术是比较成熟的一种焊接术，是由英国焊接研究所(theweldinginstitute，简称twi)于1991年实用新型，被大规模运用在汽车、飞机、船板和火箭等零部件的焊接当中。其核心部件是一个高速旋转的搅拌针，其焊接的原理是，旋转的搅拌针与焊料摩擦产生热，从而使连接部位的材料温度升高软化，焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝，该技术只是局部产生高温，不影响其他部位的温度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。