[發明專利]一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構及制作方法

在審

• 申請號: 202110717177.3
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113294698A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 溫演聲;徐雅瓊
• 申請（專利權）人: 廣東格斯泰氣密元件有限公司
• 主分類號: F21K9/69
• 分類號: F21K9/69;F21V31/00;F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 姚瓊斯

本發明屬于光電子封裝領域，公開一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構及制作方法，其結構包括基板、發光芯片、平面光窗、透鏡和壓塊；所述基板開設有凹槽，發光芯片設置在凹槽內；所述平面光窗包括藍寶石片和框架，平面光窗設置在凹槽正上方，藍寶石片外側與框架內側固定連接，框架底面與基板連接；所述透鏡設置在平面光窗的上表面，透鏡底部外延部分設有透鏡固定沿邊；所述壓塊與框架固定連接，并將透鏡固定沿邊固定在平面光窗上。通過本發明的平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構，替代了傳統藍寶石透鏡結構，降低了光學透鏡制造成本，同時相對于傳統透鏡結構氣密性高。

技術領域

本發明屬于光電子封裝領域，具體來說，涉及一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構及制作方法。

背景技術

隨著紫外LED芯片技術的成熟，紫外LED的應用越來越廣泛，在殺菌消毒、空氣凈化、污水處理、植物生產、醫療等領域都在廣泛的應用。但是，應用中為了獲得更高能量的紫外線，需要使用球透鏡將光線聚焦。目前能在UV波段(190～380nm)達到90％以上透過率的材料有石英玻璃和藍寶石。但是石英玻璃由于線性熱膨脹系數((5.3～5.8)×10^(－7)/K)小，而一般常用的焊料和金屬的線性熱膨脹系數在3-10×10^(－6)/K，相差一個數量級，石英玻璃與其他材料粘結后在高低溫作用下，不同材料形變不同導致石英玻璃開裂，無法實現無機氣密封裝；而使用硅膠封裝，紫外線對有機材料具有老化損壞的特性，導致透鏡脫落，濕氣和有害氣體進入燈珠會導致芯片受損，壽命短可靠性差，無法普遍應用。而藍寶石線性膨脹系數5.8×10^(－6)/K，可實現無機氣密封裝，但藍寶石透鏡制造成本太高，也無法在民用產品上普遍應用。

發明內容

針對現有技術玻璃和藍寶石氣密性差的問題，本發明提供了一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構及制作方法。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝結構，包括基板、發光芯片、平面光窗、透鏡和壓塊；

所述基板開設有凹槽，發光芯片設置在凹槽內；

所述平面光窗包括藍寶石片和框架，平面光窗設置在凹槽正上方，藍寶石片外側與框架內側固定連接，框架底面與基板連接；

所述透鏡設置在平面光窗的上表面，透鏡底部外延部分設有透鏡固定沿邊；

所述壓塊與框架固定連接，并將透鏡固定沿邊固定在平面光窗上。

進一步地，所述藍寶石片上表面與金屬框架上表面齊平。

進一步地，所述壓塊和框架的間隙夾持固定透鏡固定沿邊。

進一步地，所述基板為3D陶瓷基板。

進一步地，3D陶瓷基板采用氧化鋁或氮化鋁陶瓷材料。

一種集成平面光窗和球狀透鏡的氣密封裝制作方法，包括步驟：

基板開設凹槽，并將發光芯片固定在基板凹槽內；

將平面光窗固接在基板上，并密封凹槽上方空間；

透鏡固接在平面光窗上。該方法步驟沒有固定的先后順序。

進一步地，還包括步驟：將平面光窗固接在基板上后，對平面光窗和基板密封的凹槽空間進行氣密性檢測。

進一步地，發光芯片通過固晶或共晶的方式固定在基板凹槽內。

進一步地，平面光窗固接在基板上的步驟包括：

S1、先通過夾具固定平面光窗的框架；

S2、再將藍寶石片裝進框架，保證藍寶石片上表面與框架上表面齊平；