UVC-LED的COB封装结构及其制作方法与流程

本发明涉及led技术领域，具体涉及一种uvc-led的cob封装结构及其制作方法。

背景技术：

uvc紫外线波长短(200-280nm)、能量高，能够短时间内破坏微生物机体(细菌、病毒等病原体)细胞中分子结构，如dna和rna等，使其当即死亡或不能繁殖后代，实现高效快速的广谱杀菌效果。传统的紫外线灯主要为低压汞灯，靠金属汞原子受激来产生波长为253nm的紫外线，但是存在着汞毒性、响应时间慢、能耗高的缺点。uvc-led固态光源具有绿色环保、功率可调、能耗低等优点，是目前唯一替代汞激发紫外光源的固态光源解决方案。

针对uvc-led单颗光源功率较低的缺点，采用cob(chipsonboard)封装技术将多颗uvc-led芯片集成于同一片基板上，可以实现高功率密度的一体化光源模组，从而提高杀菌消毒效果。由于cob光源朝着基板方向发出的光会被基板强烈吸收，为了进一步提高uvc-led的cob光源的出光功率密度，技术人员采用在基板上制备反射镜结构的方法来将这部分光反射出去。

公告号cn110223972a，名称为“一种具有反射镜结构的倒装cob光源及其制备方法”的中国专利公布了一种具有反射镜结构的倒装cob光源及其制备方法，在焊接好芯片的cob基板上灌注绝缘透明胶固化，再镀高反射金属层，来提高cob基板底部反射率。但是绝缘透明胶在cob光源长时间工作后会存在老化的风险，造成高反射金属层和基板线路之间短路。

公告号cn206076228u，名称为“新结构cob封装结构”的中国专利公布了一种新结构cob封装结构，在涂覆反射白胶的板材上固定若干个led芯片，来提高散热减少光衰。但是其led芯片之间及边缘led芯片与导电线路层之间是通过焊接线电性连接，焊线成本高，而且反射白胶同样存在因老化而引发短路的风险。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的之一在于，提供一种结构巧妙、合理，有效提高出光效率且稳定可靠的uvc-led的cob封装结构。

本发明的目的还在于，提供一种uvc-led的cob封装结构的制作方法，工艺简单，成本低廉，适用于工业生产。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种uvc-led的cob封装结构，其包括陶瓷线路板、陶瓷围坝、透明盖板、uvc-led芯片、陶瓷绝缘板和反射层板，若干uvc-led芯片分布在所述陶瓷线路板上形成发光区域，所述陶瓷绝缘板设置在所述陶瓷线路板上，且设有让所述uvc-led芯片外露的开口，所述反射层板设置在陶瓷绝缘板上，且设有与所述开口相对应的扩口孔，所述反射层板的表面和扩口孔的孔壁均设有反射涂层，所述陶瓷围坝设置在所述陶瓷线路板上，且将所述发光区域圈围，所述透明盖板设置在陶瓷围坝上，且将所述发光区域的上方位置封闭。

作为本发明的一种改进，所述扩口孔的孔壁倾斜角度为15°～45°，反射效果好，提升出光效率。

作为本发明的一种改进，所述反射涂层为反射率为70-99％，厚度为100-5000nm的高反射铝层、钼层或氧化镁层，光反射率高。

作为本发明的一种改进，所述陶瓷围坝通过绝缘胶固定在所述陶瓷线路板上。所述透明盖板通过绝缘胶固定在所述陶瓷围坝上，通过绝缘胶进行粘贴安装，易于实现。

作为本发明的一种改进，所述绝缘胶为环氧树脂、硅树脂或硅橡胶中的一种或几种。粘贴牢固，配合紧密，使用寿命长。

作为本发明的一种改进，在所述透明盖板和绝缘胶之间设有金属保护层。所述金属保护层为钛、铜、铝或铬中的一种或几种叠加或组合而成的金属膜，该金属膜的厚度为50-400nm。所述金属保护层用于防止绝缘胶被uvc光照射而老化，延长使用寿命。

作为本发明的一种改进，所述陶瓷线路板的基板为氧化铝或氮化铝材料。

作为本发明的一种改进，所述陶瓷绝缘板为采用氧化铝、氧化锆或zta陶瓷材料制成厚度小于0.15mm的板体，耐高温，性质稳定，绝缘性好，与陶瓷线路板膨胀系数匹配。

作为本发明的一种改进，所述反射层板为银、铝、铜、铁、不锈钢或铁镍合金中的一种或几种混合制成的金属板体。

作为本发明的一种改进，所述uvc-led芯片为发光波长200～280nm的深紫外光发光二极管芯片。

作为本发明的一种改进，所述陶瓷围坝为采用氧化铝、氮化铝或氧化锆材料制成的坝体，硬度高，与陶瓷线路板膨胀系数匹配，配合稳定性好。

作为本发明的一种改进，所述透明盖板为蓝宝石玻璃、石英玻璃或高硼玻璃。抗刮耐磨，耐高温，且具有高的光谱透射，透光效果好。

一种uvc-led的cob封装结构的制作方法，其包括以下步骤：

(1)将uvc-led芯片焊接于陶瓷线路板上；

(2)将陶瓷围坝固定于陶瓷线路板上，并将所有的uvc-led芯片圈围；

(3)预先在陶瓷绝缘板上开有与uvc-led芯片的位置相对应的开口，将所述陶瓷绝缘板固定在所述陶瓷线路板上，且使各个uvc-led芯片分别位于与其相对应的开口的中部位置；

(4)在反射层板的一表面贴掩膜，进行湿法刻蚀得到扩口孔，撕开掩膜，采用真空热蒸镀、真空溅射镀膜、电镀或者组合镀膜的方法对反射层板进行镀膜，以在反射层板的表面和扩口孔的孔壁形成反射涂层；

(5)将反射层板的另一表面与陶瓷绝缘板相紧贴，并使反射层板上的扩口孔相应与陶瓷绝缘板上的开口相对正，使穿过开口的uvc-led芯片能伸入扩口孔内；其中扩口孔靠近陶瓷绝缘板一端的口径较小，另一端呈逐渐增大状；

(6)在透明盖板的粘胶处通过真空热蒸镀、真空溅射镀膜、电镀、烧结或者组合镀膜的方法镀有金属保护层，然后在金属保护层上涂覆绝缘胶，通过该绝缘胶粘贴固定陶瓷围坝上，以将所有的uvc-led芯片封装在密闭空间内；

所述步骤(1)-(3)和(4)不分先后顺序。

本发明的有益效果为：本发明提供的uvc-led的cob封装结构的结构设计巧妙、合理，uvc-led芯片发出的光通过扩口孔的反射涂层反射出透明盖板，有效提升光的指向性，大大提高cob光源的出光效率；陶瓷绝缘板与绝缘胶相比性能稳定，避免了因老化而造成短路的风险；在透明盖板的粘胶处镀有金属保护层，以防止绝缘胶被uvc光照射而老化，延长使用寿命；本发明提供的uvc-led的cob封装结构的制作方法，工艺简单，成本低廉，适用于工业生产。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例，参见图1和图2，本实施例提供的一种uvc-led的cob封装结构，其包括陶瓷线路板1、陶瓷围坝2、透明盖板3、uvc-led芯片4、陶瓷绝缘板5和反射层板6。

其中所述陶瓷围坝2优选为采用氧化铝、氮化铝或氧化锆材料制成的坝体，硬度高，结构稳定性好。所述透明盖板3优选为蓝宝石玻璃、石英玻璃或高硼玻璃等。抗刮耐磨，耐高温，且具有高的光谱透射，透光效果好。

所述陶瓷线路板1的基板优选为氮化铝陶瓷或氧化铝陶瓷，其上通过电镀和湿法刻蚀的方法制备有导电线路。

所述uvc-led芯片4优选为发光波长200～280nm的深紫外光发光二极管芯片。将若干uvc-led芯片4均匀分布定位在陶瓷线路板1上，并与其上的导电线路相焊接。所述uvc-led芯片4可以呈矩阵方式或放射状方式排列分布在陶瓷线路板1上形成发光区域。

所述陶瓷围坝2通过绝缘胶7固定在所述陶瓷线路板1上，且将所述发光区域圈围。所述绝缘胶7优选为环氧树脂、硅树脂或硅橡胶中的一种或几种，通过绝缘胶7来粘贴固定陶瓷围坝2，粘贴牢固，配合紧密，使用寿命长。所述陶瓷围坝2的高度略高于uvc-led芯片4。本实施例中，uvc-led芯片4的高度为0.3mm，陶瓷围坝2的高度为0.55mm。其它实施例中，uvc-led芯片4和陶瓷围坝2的高度可以相应调整，只需保持陶瓷围坝2的高度略高于uvc-led芯片4即可。

所述陶瓷绝缘板5设置在所述陶瓷线路板1上，且设有让所述uvc-led芯片4外露的开口，该开口的外形轮廓为圆形。所述陶瓷绝缘板5优选为厚度为0.1mm的zta陶瓷板，其它实施例中，该陶瓷绝缘板5也可以为采用氧化铝或氧化锆材料制成厚度小于0.15mm的板体。

所述反射层板6设置在陶瓷绝缘板5上，所述反射层板6优选为银、铝、铜、铁、不锈钢或铁镍合金中的一种或几种混合制成的金属板体。所述反射层板6上设有与所述开口相对应的扩口孔61，该扩口孔61的孔壁倾斜角度为15°～45°，反射效果好，提升出光效率。其中扩口孔61靠近陶瓷绝缘板5一端的口径较小，另一端呈逐渐增大状。在反射层板6的表面和扩口孔61的孔壁均设有反射涂层62，所述反射涂层62优选为反射率为70-99％，厚度为100-5000nm的高反射铝层、钼层或氧化镁层，uvc光反射率高。

将所述透明盖板3设置在陶瓷围坝2上，且将所述发光区域的上方位置封闭。具体的，通过绝缘胶8将所述透明盖板3粘贴固定在所述陶瓷围坝2上，通过绝缘胶8进行粘贴安装，易于实现。所述绝缘胶8优选为环氧树脂、硅树脂或硅橡胶中的一种或几种。粘贴牢固，配合紧密，使用寿命长。

较佳的，还在所述透明盖板3和绝缘胶8之间设有金属保护层9。所述金属保护层9为钛、铜、铝或铬中的一种或几种叠加或组合而成的金属膜，该金属膜的厚度为50-400nm。所述金属保护层用于防止绝缘胶被uvc光照射而老化，延长使用寿命。

一种uvc-led的cob封装结构的制作方法，其包括以下步骤：

(1)将uvc-led芯片4焊接于陶瓷线路板1上；

(2)通过绝缘胶7将陶瓷围坝2粘贴固定于陶瓷线路板1上，并将所有的uvc-led芯片4圈围；

(3)预先在陶瓷绝缘板5上开有与uvc-led芯片4的位置相对应的开口，将所述陶瓷绝缘板5固定在所述陶瓷线路板1上，通过陶瓷围坝2对陶瓷绝缘板5进行限位，使各个uvc-led芯片4分别位于与其相对应的开口的中部位置；

(4)在反射层板6的一表面贴掩膜，进行湿法刻蚀得到扩口孔61，撕开掩膜，采用真空热蒸镀、真空溅射镀膜、电镀或者组合镀膜的方法对反射层板进行镀膜，以在反射层板的表面和扩口孔61的孔壁位置形成有反射涂层62；

所述步骤(1)-(3)和(4)不分先后顺序，即可以先完成步骤(1)-(3)，也可以先完成步骤(4)，再执行步骤(1)-(3)；

(5)将反射层板6的另一表面与陶瓷绝缘板5相紧贴，通过陶瓷围坝2对反射层板6进行限位，使反射层板6上的扩口孔61相应与陶瓷绝缘板5上的开口相对正，使穿过开口的uvc-led芯片4能伸入扩口孔61内；其中扩口孔61靠近陶瓷绝缘板5一端的口径较小，另一端呈逐渐增大状；

(6)在透明盖板3的粘胶处通过真空热蒸镀、真空溅射镀膜、电镀、烧结或者组合镀膜的方法镀有金属保护层9，然后在金属保护层9上涂覆绝缘胶8，通过该绝缘胶8粘贴固定陶瓷围坝2上，以将所有的uvc-led芯片4罩住。工作时，uvc-led芯片4发出的光通过扩口孔61的反射涂层62反射出透明盖板3，有效提升光的指向性，uvc出光效率高。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似的结构而得到的其它结构及方法，均在本发明保护范围内。