本发明涉及二极管封装的,更具体地,涉及一种uv led封装结构,以及该uv led封装结构的封装方法。
背景技术:
1、深紫外光源是消毒、杀菌的重要手段。由于深紫外led的光电效率约为5-10%,远低于可见光的光电效率(80%左右),其成为限制深紫外led结构应用的主要因素。目前大功率深紫外装置采用汞作为光源,光功率高,杀菌效果好,但是汞灯含有大量危害物质汞,存在一定的潜在风险,因此使用深紫外led结构代替汞灯是必然的发展趋势。
2、目前,由于深紫外led发光件制造工艺的限制,其光电效率较低。这就导致如果无法将深紫外led发光件发出的光尽可能射向目标区域,造成单位面积内的能量密度小,则会影响对目标区域的杀菌效果。同时,在这种情况下,深紫外led发光件发出的光无法汇集到目标区域内,使得出光不均匀,进一步导致深紫外消毒用具无法对特定的目标区域进行消毒,也影响了其实用性。
技术实现思路
1、本发明目的在于解决光线的反射损失大、出光不均匀的缺陷,提供一种uv led封装结构,通过对该封装结构上的反射结构进行改进,优化其反射角度,使得深紫外发光件发出的光线经所述反射结构反射后能够减少损失,反射的光更加均匀,同时也能够将光线反射到更远距离。
2、同时,本发明还提供一种封装方法,用以实现上述uv led封装结构的制备。
3、为解决上述技术问题,首先,本发明的第一方面是提供一种uv led封装结构,包括基板和发光件,所述发光件设置在基板上,还包括围设在发光件四周且与发光件绝缘的围坝,所述围坝接收发光件发出的光并形成反射,围坝接收光线的一侧为曲面,围坝的曲面沿围坝厚度方向的截面线呈一个或者多个一阶连续可导的曲线形状,所述曲面使发光件发出的光经反射后与发光件的法向形成0-30°的出光角度。其中,所述发光件为本领域常用的二极管发光芯片或者cob光源。
4、进一步地,在围坝顶面设置有台阶,在所述台阶上放置有透光覆盖件,所述透光覆盖件是平面的、高透光性的玻璃盖板或者树脂盖板或具有一定光学效果的曲面透镜,也可以采用有机材料、玻璃、石英、蓝宝石、或者树脂等透明材料,透光覆盖件在透光的同时,并可用于散发发光件工作时产生的热量。
5、进一步地,若围坝的曲面沿围坝厚度方向的截面线为一个一阶连续可导的曲线形状,则所述截面线为抛物线,所述截面线满足如下公式:
6、
7、所述截面线以发光件底面的几何中心点为原点,为所述截面线上某点到所述发光件底面的距离,为所述截面线上某点沿平行于基板的方向到所述原点的距离,表示曲面的曲率系数,表示围坝的曲面最低点与所述原点之间的距离,且所述公式满足以下第一条件,所述第一条件是围坝的曲面的曲率系数的范围为0.2至1.0。
8、进一步地,围坝的曲面的曲率系数的范围为0.5至1.0。
9、进一步地,围坝的曲面的曲率系数的范围为0.8至1.0。
10、进一步地,所述公式还满足第二条件,所述第二条件是围坝的曲面最低点与所述原点之间的距离为-2.0至0.0,同时,所述曲面最低点与所述原点之间的距离为发光件高度数值的一半的负数。
11、进一步地,若围坝的曲面沿围坝厚度方向的截面线为多个一阶连续可导的曲线形状,则所述截面线由抛物线和/或椭圆形线组成,其表达式分别包括:
12、,和/或
13、
14、所述抛物线以发光件底面的几何中心点为原点,为所述截面线上某点到所述发光件底面的距离,为所述截面线上某点沿平行于基板的方向到所述原点的距离,
15、表示曲面的曲率系数,且
16、表示围坝的曲面最低点与所述原点之间的距离,且;
17、所述椭圆形线以围坝远离基板的表面中心点为圆心,
18、表示所述椭圆形截面线的长轴顶点到所述圆心的距离,且,
19、表示所述椭圆形截面线的短轴顶点到所述圆心的距离,且。
20、进一步地,所述围坝的曲面至少包括第一曲面和第二曲面,所述第一曲面为最靠近发光件的曲面,
21、若第一曲面沿围坝厚度方向的截面线为抛物线形状,则所述第一曲面的截面线满足如下公式:
22、且
23、若第一曲面沿围坝厚度方向的截面线为椭圆形状,则所述第一曲面的截面线满足如下公式:
24、
25、且;
26、若第二曲面沿围坝厚度方向的截面线为抛物线形状,则所述第二曲面的截面线满足如下公式:
27、且
28、若第二曲面沿围坝厚度方向的截面线为椭圆形状,则所述第二曲面的截面线满足如下公式:
29、
30、且。
31、本发明的第二方面是提供一种封装方法,用于制造上述uv led封装结构,该方法包括以下步骤:
32、步骤s1、加工基板和围坝,基板上设置有定位标识,便于发光件和围坝精确地放置于基板上的指定位置,所述围坝加工形成有用于反射发光件发光的曲面,所述曲面沿围坝厚度方向的截面线呈一个或者多个一阶连续可导的曲线形状,并使发光件发出的光经反射后与发光件的法向形成0-30°的出光角度;
33、步骤s2、将焊料或粘接胶涂敷在基板上的定位标识内,将围坝放置于基板上定位标识内,对基板和围坝进行粘接以形成基板-围坝结合体;
34、步骤s3、对基板进行烘烤除湿处理后进行等离子清洗,并对发光件进行扩晶处理,对助焊剂进行回温处理;
35、步骤s4、固晶,将回温好的助焊剂涂覆在经步骤s3处理后的基板上,再将发光件放置在基板上的指定位置;
36、步骤s5、晶片键合,将完成步骤s4的物料加热至共晶温度,使基板和发光件形成焊接,制得基板-发光件结合体。
37、进一步地,还可以在上述步骤s1-s5完成后进行更进一步的制备操作,包括:
38、步骤s6-1、在围坝顶面加工形成台阶,将焊料或粘接胶涂覆在所述台阶上,将透光覆盖件放置在台阶上,使得透光覆盖件粘接在经步骤s5制得的基板-发光件结合体上;
39、步骤s6-2、在步骤s6-1设置的透光覆盖件、基板和围坝形成的空腔中填充折射率为1.4-2.0之间的介质。
40、此外,本发明提供的一种uv led封装结构可在制备消毒用具中应用,所述消毒用具包括uv灯、uv水消毒器、uv空气消毒器、uv物表消毒器等。使用时,将围坝的反射面对准待消毒物品,所述待消毒物品可以是有固定形态的物件,也可以是水或者空气,连接电源使发光件发光并处于工作状态,围坝接收发光件发出的光并形成反射于待消毒物品的表面,移动所述封装结构或者待消毒物品使反射光从待消毒物品表面扫过,以实现杀菌消毒目的。
41、本发明的有益效果是:
42、1. 通过围坝上的曲面将发光件四个侧面的光反射出去,减少光的损失,提升光效,经试验证明本方案中的曲面能够将所述封装结构的反射光效提升至接近90%,是现有技术的封装方案亮度的130%以上,单位面积内光强度高,有利于提升消毒、杀菌效果;
43、2. 经曲面反射出去的光与发光件的法线尽量平行,夹角能够控制在30°以内,因此可以使出光更均匀,让所述封装结构能够对特定的目标区域进行消毒,也能够将光线发射到更远的距离,增加其实用性。
1.一种uv led封装结构,包括基板(1)和发光件(2),所述发光件(2)设置在基板(1)上,还包括围设在发光件(2)四周且与发光件(2)绝缘的围坝(3),所述围坝(3)接收发光件(2)发出的光并形成反射,其特征在于,围坝(3)接收光线的一侧为曲面,围坝(3)的曲面沿围坝(3)厚度方向的截面线呈一个或者多个一阶连续可导的曲线形状,所述曲面使发光件(2)发出的光线经反射后与发光件(2)的法向形成0-30°的出光角度。
2. 根据权利要求1所述的uv led封装结构,其特征在于,在围坝(3)顶面设置有台阶(4),在所述台阶(4)上放置有透光覆盖件(5),所述透光覆盖件(5)是平面的、高透光性的玻璃盖板或者树脂盖板或具有一定光学效果的曲面透镜。
3.根据权利要求2所述的uv led封装结构,其特征在于,若围坝(3)的曲面沿围坝(3)厚度方向的截面线为一个一阶连续可导的曲线形状,则所述截面线为抛物线,所述截面线满足如下公式:
4. 根据权利要求3所述的uv led封装结构,其特征在于,围坝(3)的曲面的曲率系数的范围为0.5至1.0。
5. 根据权利要求4所述的uv led封装结构,其特征在于,围坝(3)的曲面的曲率系数的范围为0.8至1.0。
6. 根据权利要求3-5任一项所述的uv led封装结构,其特征在于,所述公式还满足第二条件,所述第二条件是围坝(3)的曲面最低点与所述原点之间的距离为-2.0至0.0,同时所述曲面最低点与所述原点之间的距离为发光件(2)高度数值的一半的负数。
7. 根据权利要求2所述的uv led封装结构,其特征在于,若围坝(3)的曲面沿围坝(3)厚度方向的截面线为多个一阶连续可导的曲线形状,则所述截面线由抛物线和/或椭圆形线组成,其表达式分别包括:
8. 根据权利要求7所述的uv led封装结构,其特征在于,所述围坝(3)的曲面至少包括第一曲面(301)和第二曲面(302),所述第一曲面(301)为最靠近发光件(2)的曲面,
9. 一种如权利要求1-8任一项所述的uv led封装结构的封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
10. 根据权利要求9所述的uv led封装结构的封装方法,其特征在于,还包括以下步骤:
