紫外发光元件

实用新型 · 2020-04-23
申请号:CN202020254054.1 申请日:20200305 授权公告号:CN210272423U 授权公告日:20200407 申请人地址:430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区高新大道999号未来城龙山创新园一期A5北区4栋7层701单元706室 国家/省市:83(武汉) 代理机构:33231 主分类号:H01L33/48 代理人:张宇娟 申请人:华引芯(武汉)科技有限公司 当前权利人:华引芯(武汉)科技有限公司 发明人:孙雷蒙;杨丹;李坤;刘芳 分类号:H01L33/48;H01L33/54;H01L33/62 范畴分类:38F; 简要说明:本实用新型提供了紫外发光元件,所述紫外发光元件包括带有围坝的覆铜陶瓷基板、固定于所述覆铜陶瓷基板中间的UV‑LED芯片和悬空于所述UV‑LED芯片上方的透镜,所述透镜具有贯穿的通孔,所述通孔内填充有合金,所述透镜下表面连接所述合金设有第一金属镀层。所述紫外发光元件为一种发光角度大、可靠性高、使用寿命长的紫外发光元件,由于不使用任何有机物,可大幅提高UV‑LED的使用性能,实现真正的全无机封装。 主权利要求:1.一种紫外发光元件,其特征在于,所述紫外发光元件包括带有围坝的覆铜陶瓷基板、固定于所述覆铜陶瓷基板中间的UV-LED芯片和悬空于所述UV-LED芯片上方的透镜,所述透镜具有贯穿的通孔,所述通孔内填充有合金,所述透镜下表面连接所述合金设有第一金属镀层。 当前状态:1 代理机构:杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙) 33231 权利要求,1.一种紫外发光元件,其特征在于,所述紫外发光元件包括带有围坝的覆铜陶瓷基板、固定于所述覆铜陶瓷基板中间的UV-LED芯片和悬空于所述UV-LED芯片上方的透镜,所述透镜具有贯穿的通孔,所述通孔内填充有合金,所述透镜下表面连接所述合金设有第一金属镀层。2.根据权利要求1所述的紫外发光元件,其特征在于,所述通孔为圆柱形或半圆柱形,所述通孔横截面直径为1~2mm。3.根据权利要求2所述的紫外发光元件,其特征在于,所述通孔轴线距离所述透镜外侧壁0~4.5mm,通孔间距为2~5mm。4.根据权利要求1所述的紫外发光元件,其特征在于,所述透镜上表面设有第二金属镀层,所述第二金属镀层覆盖所述通孔。5.根据权利要求4所述的紫外发光元件,其特征在于,所述第二金属镀层宽度大于或等于所述通孔横截面直径。6.根据权利要求1所述的紫外发光元件,其特征在于,所述合金为可伐合金、因瓦合金或者超因瓦合金。7.根据权利要求1所述的紫外发光元件,其特征在于,所述第一金属镀层是截面为等腰梯形的四棱台。 说明书, 紫外发光元件 技术领域 本实用新型涉及半导体领域,特别是紫外发光元件。 背景技术 2017年8月16日,《水俣公约》正式生效,公约要求缔约国自2020年1月1日起,禁止生产及进出口含汞产品(含汞量超过5毫克的普通照明用途的荧光灯)。《水俣公约》的签署与通过加速激励了UV-LED市场在全球各地起飞,包括日本、中国 、欧盟等多个市场,不论是家用,还是工业用传统灯管均需要使用UV-LED来替换。 传统的UV-LED,即紫外发光二极管,采用有机胶水封装,而UV-LED芯片发出的紫外光辐射会导致胶体黄化,降低UV-LED封装器件的的使用寿命。 近些年陆续有采所谓全无机封装或半无机封装等技术来封装UV-LED芯片。其中,半无机封装使用有机硅胶或环氧树脂将石英透镜黏附到陶瓷基板上。全无机封装主要是在石英透镜底部蒸镀金属,再通过锡膏或者纳米银胶等材料将透镜黏附到陶瓷基板。可见,半无机封装使用有机胶水,仍然无法完全避免有机物黄化失效的问题。全无机封装使用的锡膏或纳米银胶等材料,虽然固化后是无机物,但是锡膏或纳米银胶等材料是采用助焊剂加锡珠或银颗粒制作,在封装固化阶段,无法避免锡膏或纳米银胶内的助焊剂挥发至UV-LED腔体内,长时间使用时,腔体内的有机物会黄化衰变,黏附到腔体内透镜上,造成透镜透光率严重下降,影响UV-LED的使用效果。 故,需要研究开发一种具有高光效、长寿命及强可靠性的紫外发光元件。 发明内容 为解决上述问题,本实用新型提供一种紫外发光元件,所述紫外发光元件包括带有围坝的覆铜陶瓷基板、固定于所述覆铜陶瓷基板中间的UV-LED芯片和悬空于所述UV-LED芯片上方的透镜,所述透镜具有贯穿的通孔,所述通孔内填充有合金,所述透镜下表面连接所述合金设有第一金属镀层。 优选地,所述通孔为圆柱形或半圆柱形,所述通孔横截面直径为1~2mm。 优选地,所述通孔轴线距离所述透镜外侧壁0~4.5mm,通孔间距为2~5mm。 优选地,所述透镜上表面设有第二金属镀层,所述第二金属镀层覆盖所述通孔。 优选地,所述第二金属镀层宽度大于或等于所述通孔横截面直径。 优选地,所述合金为可伐合金、因瓦合金或者超因瓦合金。 优选地,所述第一金属镀层是截面为等腰梯形的四棱台。 有益效果: 本实用新型提供的紫外发光元件气密性好、可靠性高、高光效、尺寸减小,适合各类中小尺寸灯珠产品,可广泛应用于对使用环境有严格限制的高精密仪器、设备中。 附图说明 图1为实施例1中的紫外发光元件截面图; 图2为实施例1中的透镜俯视图; 图3为实施例2中的紫外发光元件截面图; 图4为实施例2中的透镜俯视图; 图5为实施例3中的紫外发光元件截面图; 图6为实施例4中的紫外发光元件截面图; 1-基板;2-UV-LED芯片;3-透镜;4-通孔;5-第一金属镀层;6-第二金属镀层;101-围坝;102-焊盘。 具体实施方式 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本实用新型保护的范围。 实施例1 一种紫外发光元件如图1,紫外发光元件由覆铜陶瓷基板1、固定于基板1中间的UV-LED芯片2和悬空于UV-LED芯片2上方的透镜3构成,覆铜陶瓷基板1具有围坝101和焊盘102,UV-LED芯片2固定于焊盘102上。如图2所示,透镜3为蓝宝石材质,具有贯穿的半圆柱形通孔4,其轴线位于透镜3的外侧壁上,即通孔轴线距离透镜外侧壁0mm。通孔4内填充满合金,所述合金为牌号为4J29的可伐合金。透镜3下表面四周边缘设有第一金属镀层5矩形框、上表面四周边缘设有第二金属镀层6矩形框。第一金属镀层5和第二金属镀层6通过通孔4内的可伐合金实现电性连接。第一金属镀层5由上至下包括厚度5μm牌号为4J29的可伐合金层、5μm镍层和0.3μm金层,宽度为5mm;第二金属镀层6由上至下包括厚度1μm金层、5μm镍层和10μm牌号为4J29的可伐合金层,宽度为3mm。半圆柱形通孔4横截面直径2mm,通孔4的间距为2mm。 实施例2 一种紫外发光元件如图3,紫外发光元件由覆铜陶瓷基板1、固定于基板1中间的UV-LED芯片2和悬空于UV-LED芯片2上方的透镜3构成,覆铜陶瓷基板1具有围坝101和焊盘102,UV-LED芯片2固定于焊盘102上。如图4所示,透镜3为蓝宝石材质,具有贯穿的圆柱形通孔4,通孔4的间距为5mm。通孔4横截面直径为1mm,其轴线距离透镜3外侧壁4.5mm。通孔4内填充满合金,所述合金为牌号为4J34的可伐合金。透镜3下表面四周边缘设有第一金属镀层5矩形框、上表面四周边缘设有第二金属镀层6矩形框。第一金属镀层5和第二金属镀层6通过通孔4内的可伐合金实现电性连接。第一金属镀层5由上至下包括厚度10μm牌号为4J34的可伐合金层、3μm镍层和1μm金层,宽度为5mm;第二金属镀层6由上至下包括厚度0.3μm金层、5μm牌号为4J34的可伐合金层、3μm镍层,宽度为5mm。 实施例3 一种紫外发光元件如图5,紫外发光元件由覆铜陶瓷基板1、固定于基板1中间的UV-LED芯片2和悬空于UV-LED芯片2上方的透镜3构成,覆铜陶瓷基板1具有围坝101和焊盘102,UV-LED芯片2固定于焊盘102上。透镜3为石英玻璃,具有贯穿的圆柱形通孔4,通孔4的间距为4mm。通孔4横截面直径为1.8mm,其轴线距离透镜3外侧壁4.1mm。通孔4内填充满合金,所述合金为牌号4J36的因瓦合金。透镜3下表面设有第一金属镀层5、上表面设有第二金属镀层,第一金属镀层5和第二金属镀层6通过通孔4内的因瓦合金实现电性连接。第一金属镀层5由上至下包括厚度8μm牌号4J36的因瓦合金层、5μm镍层和1μm金层,宽度均为1.4mm,正好覆盖所述通孔。第二金属镀层由上至下包括厚度3μm金层、5μm牌号为4J36的因瓦合金层、5μm镍层,宽度均为5mm。 实施例4 一种紫外发光元件如图6,紫外发光元件由覆铜陶瓷基板1、固定于基板1中间的UV-LED芯片2和悬空于UV-LED芯片2上方的透镜3构成,覆铜陶瓷基板1具有围坝101和焊盘102,UV-LED芯片2固定于焊盘102上。透镜3为石英玻璃,具有贯穿的圆柱形通孔4,通孔4的间距为3mm。通孔4横截面直径为2mm,其轴线距离透镜3侧壁2.5mm。通孔4内填充满合金,所述合金为牌号4J32的超因瓦合金,透镜3下表面设有第一金属镀层、上表面设有第二金属镀层,第一金属镀层和第二金属镀层通过通孔内的超因瓦合金实现电性连接。第一金属镀层由上至下包括厚度10μm牌号4J32的超因瓦合金层、3μm镍层和1μm金层,第一金属镀层为截面呈等腰梯形的四棱台,其顶面正好覆盖所述通孔。第二金属镀层由上至下包括厚度3μm金层、5μm牌号为4J32的超因瓦合金层、5μm镍层,宽度均为2mm,第二金属镀层正好覆盖所述通孔。 通过巧妙设计透镜结构,在透镜表面做金属镀层与通孔内的金属实现电性连接,使得本实用新型的紫外发光元件适用于电阻焊工艺,降低了透镜与基板的紧密结合难度,该紫外发光元件气密性好、可靠性高,可广泛应用于对使用环境有严格限制的高精密仪器、设备中。由于该结构不需要额外使用金属外框,继而简化了金属外框与透镜之间的结合问题,紫外元件尺寸减小,适合各类中小尺寸灯珠产品。同时,因不需要金属外框,紫外发光元件的发光角度增大,可在一定程度上提高光效。不使用任何有机物,大幅提高紫外发光元件的使用性能及寿命,实现真正的全无机封装。 以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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