UVCLED灯珠及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种UVCLED灯珠及其制备方法。

背景技术

紫外LED是一种新型的紫外辐射源，具有寿命长、效率高、低电压、低温、安全性好、运行费用低、不含汞、无臭氧产生等许多优点。COVID-19疫情的出现加深了人们对紫外辐射杀菌消毒的认知，加快了紫外LED杀菌消毒产品的开发和使用。深紫外LED便携式杀菌棒、深紫外LED杀菌盒等成为新宠，紫外LED产业迎来快速发展的机遇。

目前，UV封装一般采用以下两种方式封装：1)基板+常规硅胶，其虽然简单易实现，但是在长时间工作下，硅胶性能会遭受到破坏，至亮度光衰低于30％，尤其是使用该方式封装UVC芯片得到的产品，这一现象更为凸出；2)基板+无机玻璃，其虽然能一定程度上解决光衰的问题，但是亮度不高。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种UVCLED灯珠及其制备方法，有效解决现有UVCLED灯珠亮度不高的技术问题。

本发明提供的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种UVCLED灯珠，包括：

封装支架，所述封装支架中包括一电路基板、设置于电路基板表面的芯片焊盘和引线焊盘、及围设于焊盘外圈的台阶槽，所述台阶槽的台阶朝向内侧设置；

固晶于所述芯片焊盘上的垂直UVCLED芯片，所述UVCLED芯片的衬底上设置有槽口；

于所述芯片焊盘上围设于UVCLED芯片四周及除电极处表面的氟树脂硅胶；将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘的金属；及

固定于所述台阶槽上的玻璃透镜。

另一方面，本发明还提供了一种UVCLED灯珠制备方法，包括：

配置封装支架，所述封装支架中包括一电路基板、设置于电路基板表面的芯片焊盘和引线焊盘、及围设于焊盘外圈的台阶槽，所述台阶槽的台阶朝向内侧设置；

于垂直UVCLED芯片的衬底上开设槽口；

将氟树脂硅胶围于UVCLED芯片及除电极处的发光侧表面；

将围有氟树脂硅胶的UVCLED芯片固晶于封装支架电路基板表面的芯片焊盘上，同时用金属将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘；

将玻璃透镜固化于台阶槽中，完成UVCLED灯珠的制备。

含氟硅树脂胶在UVCLED芯片长时间的照射下，性能依然很好，亮度光衰低于10％，但是由于粘接性很差，不易与芯片、基板粘接在一起，固将其应用于UVCLED芯片的封装时存在一定的困难，基于此，提出了本发明的UVCLED灯珠及其制备方法，通过在UVCLED芯片的衬底上开设槽口的方式将氟硅树脂胶紧密的包覆住整个芯片，以此提高灯珠的出光性能。在实际应用中，相较于直接采用基板+无机玻璃的封装方式得到的UVCLED灯珠，该UVCLED灯珠的亮度能提高20％以上。

附图说明

图1为本发明UVCLED灯珠结构示意图。

附图标记：

10-封装支架，11-电路基板，12-芯片焊盘，13-引线焊盘、14-台阶槽，21-衬底，30-槽口，40-氟树脂硅胶，50-金属，60-玻璃透镜。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

针对含氟硅树脂胶粘接性很差，不易与芯片、基板粘接在一起的问题，本发明提供了一种UVCLED灯珠结构示意图，通过在芯片衬底上形成卡槽的方式，将氟树脂硅胶包覆在芯片表面，防止脱落。具体，如图1所示，该UVCLED灯珠中包括：封装支架10，封装支架10中包括一电路基板11、设置于电路基板表面的芯片焊盘12和引线焊盘13、及围设于焊盘外圈的台阶槽14，台阶槽14的台阶朝向内侧设置；固晶于芯片焊盘上的垂直UVCLED芯片，UVCLED芯片的衬底21上设置有槽口30；于芯片焊盘12上围设于UVCLED芯片四周及除电极处表面的氟树脂硅胶40；将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘的金属50；及固定于台阶槽上的玻璃透镜60。

实际应用中，对该封装支架10的具体形式不作限定，台阶槽14结构可根据封装要求和玻璃透镜的形状进行调整，任意适用于玻璃透镜封装方式的支架均可，如，当玻璃透镜为方形透镜时，将台阶槽中的台阶设计为方形；当玻璃透镜60为球形透镜时，将台阶槽中的台阶设计为圆形等。为降低UVCLED芯片对封装支架性能的影响，可选用陶瓷等不宜受其影响的材料进行制备。玻璃透镜材质可以为石英、K9、蓝宝石、硼硅等。

由本发明的目的在于通过凹槽的设置将氟树脂硅胶固化于UVCLED芯片周围，为了稳固，槽口30设置于UVCLED芯片衬底的至少两个相对侧面上设置，且为了防止对芯片发光层的影响，各槽口于芯片水平方向上的宽度总和不超过衬底宽度的一半，于芯片垂直方向上的厚度不超过衬底厚度的一半。对于槽口开设的位置，这里不做具体限定，为了方便操作，如图1，可将开设于衬底底部、固晶时与芯片焊盘接触一侧，在氟树脂硅胶固化后，部分氟树脂硅胶被卡持在槽口内，以此实现目的。

相对应地，本发明还提供了一种UVCLED灯珠制备方法，包括：S10配置封装支架，封装支架中包括一电路基板、设置于电路基板表面的芯片焊盘和引线焊盘、及围设于焊盘外圈的台阶槽，台阶槽的台阶朝向内侧设置；S20于垂直UVCLED芯片的衬底上开设槽口；S30将氟树脂硅胶围于UVCLED芯片及除电极处的发光侧表面；S40将围有氟树脂硅胶的UVCLED芯片固晶于封装支架电路基板表面的芯片焊盘上，同时用金属将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘；S50将玻璃透镜固化于台阶槽中，完成UVCLED灯珠的制备。

具体，在步骤S20中，使用宽刀片对UVCLED芯片的衬底一侧进行切割，于衬底上形成槽口。在步骤S30中包括：S31通过光刻的方式在UVCLED芯片发光侧表面的电极上形成光刻胶(≤200μm)层；S32将氟树脂硅胶压制于UVCLED芯片表面，并填充凹槽；S33对发光侧表面的氟树脂硅胶进行研磨直至露出光刻胶层；S34去除光刻胶层。

在一实例中，UVCLED灯珠制备流程包括：

1：用宽刀片在UV wafer片上对芯片衬底进行切割形成槽口；

2：在UV wafer片上涂覆100μm厚度的光刻胶层，并固化好；

3：将固好光刻胶的UV wafer片在曝光机下曝光、显影并清洗，留下电极处有光刻胶；

4：将UV wafer片切割成单颗40mil大小的UVCLED芯片；

5：将单颗UVCLED芯片按照一定的距离(如150μm)排列在支撑膜上；

6：放排列有UVCLED芯片的支撑膜置于压膜机里，给定温度240℃，压力从0MPa升到7MPa稳定后，将氟树脂胶填充在芯片表面及间隙中；

7：用研磨机将芯片电极侧表面的氟树脂胶研磨至露出电极表面的光刻胶层之后，去除光刻胶层；

8：用切割机切割成单颗的带氟树脂胶的UVCLED芯片，尺寸为1150x1150μm；

9：将切割得到的带氟树脂胶的UVCLED芯片固在支架上，进行烘烤并打线；

10：在支架的台阶槽上点胶，将作为玻璃透镜的无机玻璃贴在台阶槽上，并在150℃下烘烤1～3h进行固化；

11：按照光电参数要求，将整个基板进行切割，测试、分选，最后入库。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。