無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法，無機(jī)封裝的發(fā)光裝置包括LED芯片和碗杯，碗杯形成有安裝凹槽，LED芯片包括襯底和發(fā)光器件，LED芯片位于安裝凹槽中，所述LED芯片與所述安裝凹槽的側(cè)壁之間形成主封裝區(qū)域，所述主封裝區(qū)域中設(shè)置有無機(jī)材料填充層，所述無機(jī)材料填充層和所述襯底將所述發(fā)光器件密封封裝在所述安裝凹槽中。采用金屬填充層與LED芯片自身的襯底實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光器件的封裝，無需采用硅膠等有機(jī)材料，并且，也節(jié)省了玻璃蓋板的使用，金屬填充層具有更好的連接可靠性，并且，金屬填充層為無機(jī)物，不會(huì)因紫外線照射而產(chǎn)生老化，確保LED芯片能夠牢固可靠的封裝在碗杯中，實(shí)現(xiàn)提高無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】
無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及LED發(fā)光技術(shù)，尤其涉及一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外線對(duì)細(xì)菌、病毒的殺滅作用一般在幾秒內(nèi)完成，而對(duì)于傳統(tǒng)氯氣和臭氧消毒方法要達(dá)到紫外線的效果需要20分鐘以上。紫外線消毒技術(shù)在所有消毒技術(shù)中，殺菌廣譜性最尚，幾乎對(duì)所有的細(xì)菌、病毒都有尚效殺滅作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，深紫外LED光源具有功耗低、壽命長、無污染，深紫外LED光源的波長是可以通過半導(dǎo)體材料生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整，通過波長的調(diào)整科學(xué)家發(fā)現(xiàn)深紫外線還有更廣泛的應(yīng)用例如皮膚治療、軍事遙感等。而對(duì)于LED光源來說，通常包括碗杯和LED芯片，LED芯片通常包括襯底和發(fā)光器件，LED芯片在封裝到碗杯的過程中，需要外加玻璃蓋板配合硅膠實(shí)現(xiàn)LED芯片整體封裝到碗杯中，但是，LED光源發(fā)出的紫外光都會(huì)對(duì)硅膠等有機(jī)材料產(chǎn)生影響，硅膠長期被紫外照射后會(huì)老化，最后致使LED芯片外部的玻璃蓋板脫落。如何設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定性和可靠性高并提高出光效率的LED光源是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法，實(shí)現(xiàn)提高無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的穩(wěn)定性和可靠性，并提高出光效率。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，包括LED芯片和碗杯，所述碗杯形成有安裝凹槽，所述LED芯片包括襯底和發(fā)光器件，所述LED芯片位于所述安裝凹槽中，所述LED芯片與所述安裝凹槽的側(cè)壁之間形成主封裝區(qū)域，所述主封裝區(qū)域中設(shè)置有無機(jī)材料填充層，所述無機(jī)材料填充層和所述襯底將所述發(fā)光器件密封封裝在所述安裝凹槽中。
[0005]進(jìn)一步的，所述襯底形成有外延伸部，所述外延伸部與所述碗杯之間還形成副封裝區(qū)域，所述副封裝區(qū)域中也設(shè)置有所述無機(jī)材料充層。
[0006]進(jìn)一步的，所述無機(jī)材料充層為無機(jī)絕緣層;或者，所述無機(jī)材料充層為金屬填充層，所述發(fā)光器件的側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。
[0007]進(jìn)一步的，所述金屬填充層為鋁填充層，所述鋁填充層的內(nèi)表面形成反光面。
[0008]進(jìn)一步的，所述安裝凹槽呈喇叭口結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的，所述襯底為石英玻璃或藍(lán)寶石或氮化鋁；和/或，所述絕緣保護(hù)層由二氧化硅或三氧化二鋁材料制成。
[0010]進(jìn)一步的，所述LED芯片的底部還設(shè)置有基板，所述基板上形成有兩個(gè)導(dǎo)電部，所述導(dǎo)電部與所述LED芯片對(duì)應(yīng)的電極連接。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述電極與所述導(dǎo)電部通過共金工藝焊接到一起，并且，所述LED芯片與所述基板之間形成封裝所述電極的絕緣封裝層。
[0012]進(jìn)一步的，所述襯底的出光面形成有透鏡結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，所述LED芯片為深紫外LED芯片。
[0014]本發(fā)明還提供一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，具體方法為:
步驟1、將LED芯片放入到碗杯的安裝凹槽中，使得LED芯片與安裝凹槽的側(cè)壁之間形成封裝區(qū)域；
步驟2、在封裝區(qū)域中形成無機(jī)材料填充層，無機(jī)材料填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。
[0015]進(jìn)一步的，所述無機(jī)材料填充層為無機(jī)絕緣層;所述步驟2具體為:通過化學(xué)沉淀或蒸鍍工藝在封裝區(qū)域中形成無機(jī)絕緣層，無機(jī)絕緣層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。
[0016]進(jìn)一步的，所述無機(jī)材料填充層為金屬填充層，所述步驟2具體為:將液態(tài)金屬材料注入到封裝區(qū)域中，冷卻凝固后形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。
[0017]進(jìn)一步的，所述無機(jī)材料填充層為金屬填充層，所述步驟2具體為:將固態(tài)金屬材料放入到封裝區(qū)域中，固態(tài)金屬材料焊接在LED芯片和碗杯之間形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。
[0018]進(jìn)一步的，所述方法在步驟I之前還包括步驟10、在LED芯片的發(fā)光器件側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。
[0019]進(jìn)一步的，所述步驟10具體為:采用蒸鍍處理工藝在LED芯片的發(fā)光器件側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明提供的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法，通過液態(tài)無機(jī)材料形成的無機(jī)材料填充層配合襯底將LED芯片的發(fā)光器件密封封裝在碗杯中，采用無機(jī)材料填充層與LED芯片自身的襯底實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光器件的封裝，無需采用硅膠等有機(jī)材料，并且，也節(jié)省了玻璃蓋板的使用，無機(jī)材料填充層具有更好的連接可靠性，并且，無機(jī)材料填充層為無機(jī)物，不會(huì)因紫外線照射而產(chǎn)生老化，確保LED芯片能夠牢固可靠的封裝在碗杯中，實(shí)現(xiàn)提高無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的穩(wěn)定性和可靠性。
[0021]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清
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【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明無機(jī)封裝的發(fā)光裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖2為本發(fā)明無機(jī)封裝的發(fā)光裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖二；
圖3為本發(fā)明無機(jī)封裝的發(fā)光裝置實(shí)施例的使用狀態(tài)參考圖一；
圖4為本發(fā)明無機(jī)封裝的發(fā)光裝置實(shí)施例的使用狀態(tài)參考圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，包括LED芯片I和碗杯2，所述碗杯2形成有安裝凹槽(未圖示)，LED芯片I包括襯底11和發(fā)光器件10，所述LED芯片I位于所述安裝凹槽中，所述LED芯片I與所述安裝凹槽的側(cè)壁之間形成主封裝區(qū)域21，所述主封裝區(qū)域21中設(shè)置有無機(jī)材料填充層4，無機(jī)材料填充層4和所述襯底11配合將所述發(fā)光器件1封裝在所述安裝凹槽中。
[0026]具體而言，本實(shí)施例無機(jī)封裝的發(fā)光裝置采用無機(jī)材料進(jìn)行封裝，其中，無機(jī)材料形成的無機(jī)材料填充層4可以是無機(jī)絕緣層或金屬填充層，而無機(jī)絕緣層可以采用蒸鍍二氧化硅、化學(xué)沉淀無機(jī)鹽碳酸鈣或者化學(xué)沉淀硫酸鋇;金屬填充層可以采用液態(tài)金屬冷卻獲得，或者，采用固態(tài)金屬材料焊接形成。以采用液態(tài)的金屬材料為例，進(jìn)行說明。LED芯片I放置在碗杯2形成的安裝凹槽中后，將液態(tài)無機(jī)材料注入到LED芯片I與安裝凹槽的側(cè)壁之間形成主封裝區(qū)域21中，待液態(tài)無機(jī)材料冷卻凝固后，形成的無機(jī)材料填充層4配合襯底11將發(fā)光器件10密封封裝在碗杯I中，以完成LED芯片I的封裝。在實(shí)際使用過程中，由于無機(jī)材料填充層4為無機(jī)物，無機(jī)材料填充層4不會(huì)因照射紫外線而產(chǎn)生老化的現(xiàn)象，同時(shí)，無機(jī)材料填充層4與襯底11配合將發(fā)光器件10密封封裝在碗杯I中，實(shí)現(xiàn)了 LED芯片I的無機(jī)封裝目的，無需采用硅膠等有機(jī)材料進(jìn)行封裝，其可靠性更高，確保LED芯片I的封裝可靠性。其中，為了滿足液態(tài)金屬封裝的要求，發(fā)光器件10在其側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層3。具體的，所述無機(jī)材料填充層4可以優(yōu)選采用鋁材料制成形成鋁填充層，所述鋁填充層的內(nèi)表面形成反光面，由于鋁材料對(duì)紫外光具有較好的反射效果，無機(jī)材料填充層4的內(nèi)壁將形成反光面，無機(jī)材料填充層4能夠有效的將LED芯片I投射到側(cè)壁的光反射出，有效的提高了出光效率。
[0027]其中，LED芯片I頂部用于出光的襯底可以采用石英玻璃或藍(lán)寶石或氮化鋁。而為了便于LED芯片I進(jìn)行電路連接，LED芯片I的底部還設(shè)置有基板12，所述基板12上形成有兩個(gè)導(dǎo)電部(未圖示)，所述導(dǎo)電部與所述LED芯片I對(duì)應(yīng)的電極連接。具體的，LED芯片I和基板12之間的電連接實(shí)現(xiàn)方式可以通過共金工藝焊接到一起，然后，采用絕緣材料將電極和基板封裝保護(hù)起來以防止短路。而本實(shí)施例中的LED芯片I為深紫外LED芯片I，由于深紫外LED芯片I產(chǎn)生的紫外線對(duì)有機(jī)封裝材料照射容易產(chǎn)生老化，通過采用上述無機(jī)材料封裝，能夠提高LED芯片I的封裝可靠性。
[0028]進(jìn)一步的，如圖2所示，所述LED芯片I的襯底11形成有外延伸部111，所述外延伸部111與所述碗杯2之間還形成副封裝區(qū)域22，所述副封裝區(qū)域22中也設(shè)置有無機(jī)材料填充層41。具體的，LED芯片I的襯底11形成的外延伸部111能夠覆蓋住整個(gè)碗杯2，一方面，較大面積的襯底11可以獲得更大的出光面積以進(jìn)一步的提高出光效率，另一方面，襯底11利用其外延伸部111可以遮擋住所述碗杯2的杯口，可以對(duì)LED芯片I的發(fā)光部分保護(hù)的更加完善；優(yōu)選的，襯底11的出光面為透鏡結(jié)構(gòu)，以最大限度的提高出光率。
[0029]如圖3和圖4所示，在實(shí)際使用過程中，碗杯2設(shè)置在支架5上，通過支架5安裝到具體的使用設(shè)備中，而支架5上設(shè)置有外接電極6，外接電極6與基板12上的導(dǎo)電部對(duì)應(yīng)連接，以通過外接電極6實(shí)現(xiàn)供電。
[0030]本發(fā)明還提供一種LED光源的封裝方法，具體方法為:
步驟1、將LED芯片放入到碗杯的安裝凹槽中，使得LED芯片與安裝凹槽之間形成封裝區(qū)域。具體的，將基板放置在安裝凹槽中后，在基板的兩個(gè)電極位置處設(shè)置有導(dǎo)電部(可以為導(dǎo)電膠或者其他金屬薄膜)，將LED芯片固定在基板上，LED芯片的電極共金工藝焊接到一起基板的導(dǎo)電部，然后，采用絕緣材料將電極和基板連接密封。
[0031]步驟2、在封裝區(qū)域中形成無機(jī)材料填充層，無機(jī)材料填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。具體的，無機(jī)材料形成的無機(jī)材料填充層4可以是無機(jī)絕緣層或金屬填充層。對(duì)于無機(jī)絕緣層而言，可以通過化學(xué)沉淀的工藝在封裝區(qū)域中形成無機(jī)鹽碳酸鈣或者硫酸鋇材料制成的無機(jī)絕緣層，或者，可以采用蒸鍍工藝在封裝區(qū)域中形成二氧化硅材料制成的無機(jī)絕緣層。對(duì)于金屬填充層而言，可以將液態(tài)金屬材料注入到封裝區(qū)域中，冷卻凝固后形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中；或者，將固態(tài)金屬材料放入到封裝區(qū)域中，固態(tài)金屬材料焊接在LED芯片和碗杯之間形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。其中，對(duì)于采用液態(tài)金屬形成金屬填充層，該封裝方法在步驟I之前還包括步驟10、在LED芯片的側(cè)部上形成絕緣保護(hù)層。具體的，LED芯片在加工過程中，可以在對(duì)具有LED芯片的電路板進(jìn)行外延片切割后，進(jìn)行二氧化硅蒸鍍，使的LED芯片的發(fā)光單元頂部和四周都被二氧化硅包裹，再通過蝕刻將頂部的二氧化硅層去除，之后進(jìn)行正常的芯片工藝，這樣便可以獲得側(cè)部包裹有絕緣保護(hù)層的LED芯片。
[0032]本發(fā)明提供的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置及其封裝方法，通過在LED芯片上形成絕緣保護(hù)層對(duì)LED芯片進(jìn)行保護(hù)，然后，通過液態(tài)金屬形成的金屬填充層配合襯底將LED芯片的發(fā)光器件密封封裝在碗杯中，采用金屬填充層與LED芯片自身的襯底實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光器件的封裝，無需采用硅膠等有機(jī)材料，并且，也節(jié)省了玻璃蓋板的使用，金屬填充層具有更好的連接可靠性，并且，金屬填充層為無機(jī)物，不會(huì)因紫外線照射而產(chǎn)生老化，確保LED芯片能夠牢固可靠的封裝在碗杯中，實(shí)現(xiàn)提高無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的穩(wěn)定性和可靠性;另外，金屬材料能夠?qū)?duì)紫外產(chǎn)生反射效果，能夠最大程度的將LED芯片產(chǎn)生的光反射出，提高出光效率。
[0033]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，包括LED芯片和碗杯，所述碗杯形成有安裝凹槽，所述LED芯片包括襯底和發(fā)光器件，其特征在于，所述LED芯片位于所述安裝凹槽中，所述LED芯片與所述安裝凹槽的側(cè)壁之間形成主封裝區(qū)域，所述主封裝區(qū)域中設(shè)置有無機(jī)材料填充層，所述無機(jī)材料填充層和所述襯底將所述發(fā)光器件密封封裝在所述安裝凹槽中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述襯底形成有外延伸部，所述外延伸部與所述碗杯的上部之間還形成副封裝區(qū)域，所述副封裝區(qū)域中也設(shè)置有所述無機(jī)材料充層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述無機(jī)材料充層為無機(jī)絕緣層;或者，所述無機(jī)材料充層為金屬填充層，所述發(fā)光器件的側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述無機(jī)絕緣層為二氧化硅、無機(jī)鹽碳酸鈣或者硫酸鋇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述無機(jī)材料充層為鋁填充層，所述鋁填充層的內(nèi)表面形成反光面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述安裝凹槽呈喇叭口結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述襯底為石英玻璃或藍(lán)寶石或氮化鋁;和/或，所述絕緣保護(hù)層由二氧化硅或三氧化二鋁材料制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述LED芯片的底部還設(shè)置有基板，所述基板上形成有兩個(gè)導(dǎo)電部，所述導(dǎo)電部與所述LED芯片對(duì)應(yīng)的電極連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述電極與所述導(dǎo)電部通過共金工藝焊接到一起，并且，所述LED芯片與所述基板之間形成封裝所述電極的絕緣封裝層。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述襯底的出光面形成有透鏡結(jié)構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置，其特征在于，所述LED芯片為深紫外LED芯片。12.一種無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，具體方法為: 步驟1、將LED芯片放入到碗杯的安裝凹槽中，使得LED芯片與安裝凹槽的側(cè)壁之間形成封裝區(qū)域； 步驟2、在封裝區(qū)域中形成無機(jī)材料填充層，無機(jī)材料填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，所述無機(jī)材料填充層為無機(jī)絕緣層;所述步驟2具體為:通過化學(xué)沉淀或蒸鍍工藝在封裝區(qū)域中形成無機(jī)絕緣層，無機(jī)絕緣層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，所述無機(jī)材料填充層為金屬填充層，所述步驟2具體為:將液態(tài)金屬材料注入到封裝區(qū)域中，冷卻凝固后形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，所述無機(jī)材料填充層為金屬填充層，所述步驟2具體為:將固態(tài)金屬材料放入到封裝區(qū)域中，固態(tài)金屬材料焊接在LED芯片和碗杯之間形成金屬填充層，金屬填充層和LED芯片的襯底將發(fā)光器件封裝在安裝凹槽中。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，所述方法在步驟I之前還包括步驟10、在LED芯片的發(fā)光器件側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無機(jī)封裝的發(fā)光裝置的封裝方法，其特征在于，所述步驟10具體為:采用蒸鍍處理工藝在LED芯片的發(fā)光器件側(cè)部形成有絕緣保護(hù)層。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK106058022SQ201610275620
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】武帥, 白生茂, 潘兆花, 萬永泉
【申請(qǐng)人】青島杰生電氣有限公司