[發明專利]具有反射杯結構的紫外集成光源及其制作方法

在審

• 申請號: 202011489509.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112614922A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李永德;王維昀;王后錦;康俊杰;袁冶;羅巍;唐波;張紫珊
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/60;H01L33/64
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

本發明公開了一種具有反射杯結構的紫外集成光源及其制作方法，其包括高導熱基板、圍壩、微燈杯陣列、芯片和窗口片，高導熱基板包括AlN陶瓷板、線路層和第一連接金屬層，圍壩的上、下表面設有上、下連接金屬層；窗口片上設有第二連接金屬層；高導熱基板利用AlN陶瓷板的高導熱及高絕緣特性，能滿足芯片高密度排布對散熱的需求；高導熱基板和圍壩均選用膨脹系數相匹配的材料進行組合，有效增加光源整體結構可靠性；采用化學腐蝕工藝腐蝕在微燈杯陣列上形成多個微小的燈杯腔，可以通過反射層對芯片的出光角度進行控制，并解決常規燈珠圍壩壁對芯片側光的吸收問題，提高出光效果；窗口片、圍壩和高導熱基板之間配合緊密，氣密性好。

技術領域

本發明涉及LED技術領域，具體涉及一種具有反射杯結構的紫外集成光源及其制作方法。

背景技術

AlGaN基深紫外光源具有純物理，無汞等優點，可廣泛的應用于液體空氣殺菌消毒、生化檢測等，近年來受到廣泛的關注。目前的深紫外芯片，一般采用 3535陶瓷基燈珠的封裝形式，后將燈珠固定在銅基或者鋁基線路板上，制作成光源模組。這種光源模組的制作方式，無法實現高光功率密度的輸出。另外，基于燈珠的光源模組，芯片的導熱通道較長，無法實現快速散熱，因此可靠性較長。

目前采用多芯片集成制作集成深紫外光源的技術方案仍然較少。這主要是因為：多芯片集成，對光源基板的散熱能力提出更高的要求；多芯片集成，要求封裝材料熱更加匹配；目前即使對于3535燈珠暫未有低成本實現對光源出光角度的有效控制，集成光源則更加困難。

公開號“CN107768361A”，名稱為“一種高密度紫外光源”的發明專利公開了一種高密度紫外光源，其實現單光源多芯片的集成，具體是采用銅、鋁、鐵或其合金制作光源基板。由于集成光源內部需要復雜的線路，實現芯片的串并聯，而銅、鋁、鐵均為導電材料，因此基板內部必定需要有機絕緣材料，這大大降低的光源基板的導熱性能，并存著受紫外照射老化的風險。而且其還采用石英、塑料或玻璃方式制作導光透鏡柱，其雖然可以實現對紫外進行有效的出光控制，但制作成本昂貴，無法批量化。另外塑料容易受紫外線照射老化，玻璃至對紫外線有吸收，尤其對深紫外線，其透過率很低。

公開號“CN204905293U”，名稱為“一種深紫外COB光源”的實用新型專利公開了一種深紫外COB光源，其采用壓環方案實現玻璃窗口的固定，但是這種方案無法保證光源內部的氣密性。光源整體結構可靠性較低。采用平板玻璃窗口，并無法對出光方向進行有效控制。

發明內容

針對上述不足，本發明的目的之一在于，提供一種能方便、快速制備出散熱效果好及封裝氣密性好的具有反射杯結構的紫外集成光源的制作方法。

本發明的目的還在于，提供一種結構巧妙、合理，有效提高散熱效果且封裝氣密性好的具有反射杯結構的紫外集成光源。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：

一種具有反射杯結構的紫外集成光源的制作方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)制作高導熱基板：在AlN陶瓷板制作線路層及第一連接金屬層，獲得高導熱基板；由于AlN陶瓷板兼顧高導熱及高絕緣的性能，因此無需額外的絕緣隔層，實現低熱阻；

(2)制作圍壩：對AlN、Al₂O₃或可伐合金材料進行加工，獲得圍壩，在圍壩的上、下表面相應制作有上、下連接金屬層；

(3)安置圍壩：將圍壩放置在高導熱基板的預定位置，并使第一連接金屬層與上連接金屬層相緊密連接；

(4)制作微燈杯陣列：采用化學腐蝕工藝對玻璃、可伐合金或單晶硅材料進行加工，獲得微燈杯陣列，在微燈杯陣列的上表面以及燈杯腔內表面上制作反射層；

(5)固定微燈杯陣列：將微燈杯陣列放置在高導熱基板的預定位置，并進行固定連接；