紫外LED光源及其製作方法與流程

2023-12-02 05:31:56

本發明涉及led技術領域，尤其是涉及一種紫外led光源及其製作方法。

背景技術：

紫外光源多用於光化反應、產品固化、殺菌消毒以及醫療檢驗等領域。目前紫外led光源多採用單顆燈珠的封裝形式，使用時需要將封裝好的紫外燈珠焊接在基板上進行固定及電氣連接。這種形式的紫外光源功率小、熱阻高、輻射角度小、並且成本相對較高，容易造成紫外轉換效率偏低、可靠性差等問題，而進行大功率多燈珠串並時，體積龐大，限制了光源的靈活使用，因而影響了紫外led光源的使用及推廣，尤其是難以取代傳統的汞蒸氣紫外光源。

技術實現要素：

基於此，有必要提供一種能夠適用於多晶片大功率封裝、光源熱阻較低、輻射角度較大、體積小的紫外led光源及其製作方法。

一種紫外led光源，包括基板、紫外led晶片及封裝結構；其中，所述基板的至少一側表面設有多個晶片安裝位，且所述基板上設有輸入電路；所述紫外led晶片有多個，多個紫外led晶片分別位於多個晶片安裝位上，且多個所述紫外led晶片均通過連接電路與所述輸入電路電氣連接；所述封裝結構將多個所述紫外led晶片及相應的電路整體封裝，所述輸入電路上用於與外接設備電氣連接的連接腳穿出所述封裝結構。

在其中一個實施例中，所述基板的兩側表面均設有所述晶片安裝位，且兩側表面分別對應設有所述輸入電路。

在其中一個實施例中，所述輸入電路為兩電極分別位於所述基板兩端的雙端輸入電路，或為在所述基板的兩端分別設有雙電極的雙端輸入電路且兩端的雙電極對應電氣連接，所述雙端輸入電路兩端的對應電極均具有所述連接腳。

在其中一個實施例中，所述輸入電路為在所述基板的一端設有雙電極的單端輸入電路且該端的對應電極分別具有所述連接腳，或為在所述基板的兩端分別設有雙電極觸點且只在其中一端具有與該端的雙電極觸點分別電氣連接的所述連接腳。

在其中一個實施例中，所述紫外led晶片為倒裝晶片，所述紫外led晶片通過朝向所述基板的一側表面電極與所述輸入電路及所述連接電路接觸導通而固定於所述晶片安裝位上。

在其中一個實施例中，所述紫外led晶片為正裝晶片，所述紫外led晶片通過固晶膠或焊錫固定於所述晶片安裝位上。

在其中一個實施例中，多個所述紫外led晶片在所述基板上串聯，相鄰的紫外led晶片的不同的電極之間電氣連接，且位於兩端的紫外led晶片的相應電極分別與所述輸入電路的兩電極電氣連接。

在其中一個實施例中，所述封裝為充有保護性氣體或真空的透明管狀容器，所述基板也位於所述透明管狀容器內。

在其中一個實施例中，所述封裝結構為由抗紫外線特性且具有紫外透過性的材料在所述基板上覆蓋所述紫外led晶片及相應的電路形成。

一種上述任一實施例所述的紫外led光源的製作方法，包括如下步驟：

在基板上對應晶片安裝位的位置布設電路結構；

將紫外led晶片固定於所述晶片安裝位上，並與相應的電路結構電氣連接；

將所述紫外led晶片及相應的電路結構整體封裝形成封裝結構，並使輸入電路穿出所述封裝結構以用於與外接設備電氣連接。

上述紫外led光源及其製作方法通過將紫外led晶片及相應的電路整體封裝，相較之傳統的先將紫外led晶片封裝成單顆燈珠再固定於基板上的結構，紫外輻射角度更大，可以實現全周輻射，同時熱阻低，可以提高紫外轉換效率及可靠性能。該紫外led光源的製作工藝簡單，封裝成本相對較低，且由於是整體封裝，在進行多個紫外led晶片串並聯時，可以避免使用多燈珠串並聯造成體積龐大的問題，可有效縮小光源的體積，並與產品向小型化方向發展。

附圖說明

圖1為一實施例的紫外led光源的結構示意圖；

圖2為圖1所示紫外led光源的基板上雙端輸入電路的結構示意圖；

圖3為圖1所示紫外led光源的基板及倒裝晶片結構的紫外led晶片的部分結構示意圖；

圖4為其他實施例的基板上雙端輸入電路的結構示意圖；

圖5為其他實施例的紫外led光源的結構示意圖；

圖6為圖5所示紫外led光源的基板上單端輸入電路的結構示意圖；

圖7為其他實施例中基板上單端輸入電路的結構示意圖；

圖8為其他實施例中基板及正裝晶片結構的紫外led晶片的部分結構示意圖；

圖9為其他實施例中基板兩側設有倒裝晶片結構的紫外led晶片的部分結構示意圖；

圖10為其他實施例中倒裝晶片結構的紫外led光源的封裝結構示意圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，一實施例的紫外led光源100包括基板110、紫外led晶片120及封裝結構130。

基板110可為透明或不透明材料，如陶瓷、藍寶石、玻璃或金屬等加工而成。基板110為紫外led晶片120提供支撐及電氣連接(即電連接)。透明的基板110具有透光功能，主要用於實現器件的全周紫外輻射。不透明的基板110也可以實現器件的全周光輻射。

請結合圖2，基板110的一側表面設有多個晶片安裝位102，並且布設有輸入電路112和連接電路114。本實施例的輸入電路112為兩電極分別位於基板110兩端的雙端輸入電路。該輸入電路112在基板110的兩端分別設有連接腳，以用於與外接設備電氣連接。在本實施例中，連接電路114為分段設置，主要用於電氣連接相鄰的紫外led晶片120。

請結合圖3，本實施例的紫外led晶片120為倒裝晶片。紫外led晶片120通過朝向基板110的一側表面上的電極122及124與輸入電路112及連接電路114接觸導通而固定於基板110上的晶片安裝位102上。倒裝晶片結構的紫外led晶片120與基板110的接觸方式可通過不限於共晶焊接等方式。

本實施例的基板110上設有多個晶片安裝位102，相應地，紫外led晶片120也有多個，多個紫外led晶片120分別安裝於多個晶片安裝位102上。進一步，在本實施例中，多個紫外led晶片120之間串聯，其中，相鄰的紫外led晶片120的不同電極之間通過連接電路114電氣連接，位於兩端的紫外led晶片120的相應電極分別與輸入電路112電氣連接。

封裝結構130將多個紫外led晶片120及相應的電路整體封裝，以對固晶焊線後的紫外led晶片120與相應的電路進行密封保護。在本實施例中，封裝結構130為充滿保護性氣體(如氮氣、氬氣或氦氣等)或者真空的管狀容器。該管狀容器可以是管狀玻璃容器或管狀石英玻璃容器等，因而，本實施例的分裝結構130將基板110及位於基板110上的多個紫外led晶片及相應的電路整個包住形成密封結構。輸入電路112上的連接腳穿出封裝結構130以用於與外接設備電氣連接。

本實施例的輸入電路112為兩電極分別位於基板110兩端的雙端輸入電路，可理解，在其他實施例中，如圖4所示，基板110上的輸入電路112也可以是在基板110的兩端分別設有雙電極的雙端輸入電路，且兩端的雙電極對應電氣連接，並且該雙端輸入電路兩端的對應電極均具有連接腳。此外，在其他實施例中，輸入電路112也可以為單端輸入電路，如圖5和圖6所示，基板110上的輸入電路112可以為在基板110的一端設有雙電極的單端輸入電路且該端的對應電極分別具有連接腳，或如圖7所示，為在基板110的兩端分別設有雙電極觸點115且只在其中一端具有與該端的雙電極觸點115分別電氣連接的連接腳，兩端的相同的電極觸點115之間電氣連接。

本實施例的連接電路114位於基板110上，紫外led晶片120為倒裝晶片，可理解，在其他實施例中，紫外led晶片120也可以為正裝晶片，如圖8所示，相應地，正裝晶片結構的紫外led晶片120可通過固晶膠或焊錫等固定於基板110的晶片安裝位102上，紫外led晶片120之間的連接電路可以通過金屬線(如金線)焊接導通。

本實施例的基板110的一側表面設有多個晶片安裝位102(圖中未標示)，並且在一側表面布設有輸入電路112和連接電路114，可理解，在其他實施例中，如圖9所示，基板110也可以在兩側表面均設置晶片安裝位102，相應地，在基板110的兩側表面均設有輸入電路112與連接電路114，多個紫外led晶片分別布設於基板110的兩側表面的晶片安裝位102上。

本實施例是封裝結構130為充滿保護性氣體或者真空的管狀容器，可理解，在其他實施例中，尤其是倒裝晶片，如圖10所示，可採用由抗紫外線特性且具有紫外透過性的材料在基板上覆蓋紫外led晶片及相應的電路形成封裝結構130，優選紫外吸收率小的材料，如聚對二甲苯(parylene)。覆蓋工藝包括不限於噴塗、蒸鍍及燒結等。

進一步，本實施例還提供了一種上述紫外led光源的製作方法，其包括如下步驟：

步驟一：在基板上對應晶片安裝位的位置布設電路結構。

電路結構主要是指輸入電路，在倒裝晶片的紫外led光源中，還包括連接電路。

步驟二：將紫外led晶片固定於晶片安裝位上，並與相應的電路結構電氣連接。

步驟三：將紫外led晶片及相應的電路結構整體封裝形成封裝結構，並使輸入電路穿出封裝結構以用於與外接設備電氣連接。

上述紫外led光源100及其製作方法通過將紫外led晶片120及相應的電路整體封裝，相較之傳統的先將紫外led晶片封裝成單顆燈珠再固定於基板上的結構，紫外輻射角度更大，可以實現全周輻射，同時熱阻低，可以提高紫外轉換效率及可靠性能。該紫外led光源100的製作工藝簡單，封裝成本相對較低，且由於是整體封裝，在進行多個紫外led晶片120串並聯時，可以避免使用多燈珠串並聯造成體積龐大的問題，可有效縮小光源的體積，並與產品向小型化方向發展。

該紫外led光源100的基板110可以製作成單端或雙端導通功能的基板，因而可以適用於多種適用場合，以替換傳統的汞蒸氣紫外光源。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。