具备高防硫化特性的高亮度紫外LED封装方法与流程

专利检索2025-08-01  7


本发明涉及led封装工艺领域,特别涉及一种具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法。


背景技术:

1、目前,紫外led灯珠作为半导体光电器件,其发光原理基于pn结的电致发光效应。当正向电流通过pn结时,电子与空穴结合并释放出能量,产生光辐射。与传统的光源相比,led具有能量转换效率高、寿命长、响应速度快、环保安全等优势。紫外uvled因其具有热量大、发光波长短等特点,对封装材料性能的要求也更严格,led灯珠封装是将led芯片放置在支撑结构中,结合封装工艺并通过封装材料进行物理化学保护和散热的过程,封装工艺与材料对led的性能、稳定性和可靠性都有着重要影响。

2、而在现有的实际运用过程中,灯珠在一些可能存在着含较多硫元素等物质的特定工作外界环境中使用,硫元素会随着时间的推移逐渐地渗入到灯珠内部,并与支架镀银层或键合线内的银离子发生硫化反应呈现出氧化发黑现象,极大可能加速led的光衰致使缩短其使用寿命,进而产品的性能与可靠性等得不到有力地保证,目前通常防止硫元素渗入所采用的方法是在支架内部涂覆防硫化层或加深支架的碗杯深度,支架结构的增改无疑会相应地提高了成本,且这是在较单一层面局部防硫化,其防硫效果仍具有一定的局限性,灯珠使用一段时间后可会存在着不同差异的硫化反应氧化发黑的现象。

3、有鉴于此,本技术方案提出一种具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,处于支架杯内部形成的内外层封装材料交界面以及内外部界面错位的结构有效防止外部硫元素等有害物质直接从内部浸入,内外层封装胶体与周围材料粘接面扩大粘结力度大大提升从内至外的高效防硫化能力;不同的内外层封装胶体折射率缩小与周围封装材料的折射率差异,从而提高全内反射角度减小全反射损失,提升外部取光效率,从而得到持久有效高防硫化的高亮度紫外led。


技术实现思路

1、本发明技术方案旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的主要目的在于提供一种具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,旨在解决现有封装技术导致的紫外灯珠因使用时长发生硫化反应而变黑、使用寿命不长及稳定性不佳的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供一种具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,包括如下步骤:

3、内层封装灌胶步骤,

4、将内底部设有芯片的出光杯口垂直向上放置,并灌入与所述芯片折射率相近的高折射率有机硅胶,且保持高折射率有机硅胶的高度在所述芯片的键合线与所述出光杯口的水平面之间;

5、烘烤步骤,

6、将上述芯片及所述高折射率有机硅胶结合形成的内层封装体进行预烘烤,且保持烘烤温度在40-60℃之间,烘烤时间在10-25min之间;

7、外层封装灌胶步骤,

8、将上述烘烤后的内层封装体的表面再进行点胶灌入低折射率有机硅胶,形成曲型透镜外层封装体;

9、整体固化烘烤步骤,

10、将所述出光杯口垂直向下放置,将上述内、外层封装体一并在温度为100-170℃下进行加热固化,且持续时间保持在3-6h。

11、作为本发明再进一步的方案,在内层封装灌胶步骤步骤中,所述高折射率有机硅胶为折射率大于1.5的有机硅胶,且该有机硅胶为两组胶按1:4配比混合后,其粘度在12000-14000mpa.s、硬度在75-80ha、透光率大于95%的双组分型高折射率有机硅胶。

12、作为本发明再进一步的方案,在内层封装灌胶步骤步骤中,所述高折射率有机硅胶高度在杯深高度的1/2与2/3倍之间。

13、作为本发明再进一步的方案,在烘烤步骤中,烘烤温度为50℃恒定温度,且持续时间为15min。

14、作为本发明再进一步的方案,在外层封装灌胶步骤中,内、外层封装体一并在温度为150℃下进行加热固化,且持续时间保持在3h。

15、作为本发明再进一步的方案,所述出光杯为具有碗状结构的杯体装置,且该碗状杯体结构一端设有支架。

16、作为本发明再进一步的方案,在内层封装灌胶步骤中,当所述高折射率有机硅胶灌入所述出光杯内后,在室温环境下静置5-10min。

17、作为本发明再进一步的方案,在整体固化烘烤步骤中,在将所述出光杯口垂直向下放置后,在在室温环境下静置5-10min。

18、作为本发明再进一步的方案,在外层封装灌胶步骤中,所述低折射率有机硅胶为折射率大于1.4的有机硅胶,且该有机硅胶为两组胶按1:1配比混合后,其粘度在15000-18000mpa.s、硬度在70-75ha、透光率大于96%的双组分型低折射率有机硅胶。

19、作为本发明再进一步的方案,在整体固化烘烤步骤中,在内、外层封装体进行高温固化时,采用多段升温方式,该多段升温方式包括在低段高温区70-100℃逐步升温下加热15-30min,后在加热升温至中段高温区110-130℃保温30-50min,最后在高段高温区140-170℃持续保温3-4h。

20、本发明的有益效果如下:

21、本发明提出的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,通过处于支架杯内部形成的内外层封装材料交界面以及内外部界面错位的结构,有效防止外部硫元素等有害物质直接从内部浸入,内外层封装胶体与周围材料粘接面扩大粘结力度大大提升从内至外的高效防硫化能力;不同的内外层封装胶体折射率缩小与周围封装材料的折射率差异,从而提高全内反射角度减小全反射损失,提升外部取光效率,从而得到持久有效高防硫化的高亮度紫外led,延长产品整体使用寿命及稳定性。



技术特征:

1.一种具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在内层封装灌胶步骤步骤中,所述高折射率有机硅胶为折射率大于1.5的有机硅胶,且该有机硅胶为两组胶按1:4配比混合后,其粘度在12000-14000mpa.s、硬度在75-80ha、透光率大于95%的双组分型高折射率有机硅胶。

3.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在内层封装灌胶步骤步骤中,所述高折射率有机硅胶高度在杯深高度的1/2与2/3倍之间。

4.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在烘烤步骤中,烘烤温度为50℃恒定温度,且持续时间为15min。

5.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在外层封装灌胶步骤中,内、外层封装体一并在温度为150℃下进行加热固化,且持续时间保持在3h。

6.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,所述出光杯为具有碗状结构的杯体装置,且该碗状杯体结构一端设有支架。

7.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在内层封装灌胶步骤中,当所述高折射率有机硅胶灌入所述出光杯内后,在室温环境下静置5-10min。

8.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在整体固化烘烤步骤中,在将所述出光杯口垂直向下放置后,在在室温环境下静置5-10min。

9.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在外层封装灌胶步骤中,所述低折射率有机硅胶为折射率大于1.4的有机硅胶,且该有机硅胶为两组胶按1:1配比混合后,其粘度在15000-18000mpa.s、硬度在70-75ha、透光率大于96%的双组分型低折射率有机硅胶。

10.根据权利要求1所述的具备高防硫化特性的高亮度紫外led封装方法,其特征在于,在整体固化烘烤步骤中,在内、外层封装体进行高温固化时,采用多段升温方式,该多段升温方式包括在低段高温区70-100℃逐步升温下加热15-30min,后在加热升温至中段高温区110-130℃保温30-50min,最后在高段高温区140-170℃持续保温3-4h。


技术总结
本发明公开了一种具备高防硫化特性的高亮度紫外LED封装方法,首先在支架出光杯口垂直向上的放置下,将高折射率有机硅胶通过点胶机点胶灌入支架杯内用于靠近芯片的内层封装,内层封装的高度是在至少完全可以包覆所有芯片和键合线但又低于支架出光杯口水平面之间,之后进行在温度40‑70℃下加热15‑30mi n初步凝胶的预烘烤;然后在已初步凝胶的内层封装上,直接将点胶灌入低折射率有机硅胶用作外层透镜封装;内外层封装都已灌胶成型后再将支架缓慢翻转至支架出光杯口垂直向下,以更有利于形成曲型外层透镜封装,最后是在温度100‑170℃条件下加热保温3‑6h的高温固化烘烤。在实施该方案后可制作成本更低且规模化快速地生产出曲面型高防硫化的高亮度紫外LED。

技术研发人员:魏峰,李茂南
受保护的技术使用者:紫芯半导体(深圳)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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