項(xiàng)目名稱： 深紫外LED全無機(jī)封裝結(jié)構(gòu)
Deep ultraviolet LED inorganic packaging structure
申報(bào)單位： 武漢高星紫外光電科技有限公司
綜合介紹或申報(bào)理由：
目前以汞燈為代表的第一代紫外光源存在體積大、功耗高、光譜不純凈、環(huán)境不友好、壽命短等諸多缺點(diǎn)，且隨著《水俁公約》的簽訂與實(shí)施，2020年起，中國等128個(gè)簽約國將從禁止含汞熒光燈產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用。
因此，“深紫外”的產(chǎn)業(yè)春天即將到來！第三代半導(dǎo)體材料AlGaN基為主的“深紫外”發(fā)光二極管將在未來逐步替代汞燈，這種材料發(fā)光波長介于200-320nm，其光源結(jié)構(gòu)簡單、綠色環(huán)保、光譜單一可調(diào)節(jié)，與汞燈相比，具有省電90%、壽命延長5-10倍的顯著優(yōu)勢(shì)。
由于藍(lán)光LED技術(shù)發(fā)展，大部分深紫外LED模仿藍(lán)光LED封裝形式來對(duì)其進(jìn)行封裝，而藍(lán)光LED基本采用硅膠、樹脂等有機(jī)材料進(jìn)行封裝。深紫外LED發(fā)射深紫外線，會(huì)對(duì)有機(jī)材料造成損傷，所以有機(jī)材料根本不適合用于深紫外LED封裝。另外，由于目前深紫外LED光電轉(zhuǎn)化效率較低（一般低于10%），導(dǎo)致其發(fā)熱量大，而目前用于藍(lán)光LED封裝的基板導(dǎo)熱性能較差，無法將深紫外LED芯片發(fā)出的熱量及時(shí)傳導(dǎo)出來，致使深紫外LED器件結(jié)溫較高，對(duì)深紫外LED芯片造成損傷，從而降低深紫外LED器件出光效率與可靠性。
所以在結(jié)構(gòu)上，我們選用高導(dǎo)熱的AlN三維陶瓷基板以及金屬化工藝制成的石英透鏡，通過焊料鍵合的方式實(shí)現(xiàn)三維陶瓷基板與石英玻璃蓋板間的焊接，從而制備全無機(jī)氣密封裝的深紫外LED器件，在工藝上完全去膠化，提高了深紫外LED的可靠性。
主要技術(shù)參數(shù)：
氣密性：2.0*10^-9
基板導(dǎo)熱率：170W/K
紫外線透過率：98%
壽命L70級(jí)別：10000小時(shí)
與國內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：
國內(nèi)產(chǎn)品普遍應(yīng)用三維陶瓷基板和石英透鏡作為封裝材料，利用有機(jī)膠水（例如環(huán)氧、硅膠）作為粘接劑使石英透鏡和三維陶瓷基板貼合，這種方式雖然簡單，但是無法實(shí)現(xiàn)氣密封裝，并且粘接強(qiáng)度極低，隨著時(shí)間的推移，透鏡脫落的風(fēng)險(xiǎn)較大，造成了芯片外露的情況，降低了器件的可靠性。
國外（例如日本）采用濺射的方式，實(shí)現(xiàn)透鏡金屬化，從而實(shí)現(xiàn)了全無機(jī)氣密封裝，但是其成本很高，不利于市場的推廣。
我們發(fā)明了一種透鏡金屬化的方式，成本較低，有很好的市場推廣前景。
經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：
通過我們發(fā)明的低成本的透鏡金屬化的方式，有可能改變現(xiàn)在紫外封裝的形式，有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：
全無機(jī)氣密封裝：在制備過程中不使用有機(jī)膠，達(dá)到2.0*10-9的氣密性。
有效避免了用膠水粘接造成透鏡脫落的現(xiàn)狀，同時(shí)保證了腔體的氣密性，隔絕腔體內(nèi)部空氣與外界環(huán)境之間的交換，保證了芯片的工作狀態(tài)，進(jìn)而提高了器件的可靠性。
實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見：
用戶評(píng)價(jià)產(chǎn)品：1.氣密性好，可極限過紅墨水實(shí)驗(yàn)；2.產(chǎn)品穩(wěn)定性高；3.產(chǎn)品壽命長。
獲獎(jiǎng)、專利情況：
已獲得5項(xiàng)專利（三項(xiàng)發(fā)明，兩項(xiàng)實(shí)用新型）
1、2020-02-21 一種深紫外LED晶圓級(jí)封裝方法 CN201911086034.6 CN110828633A 發(fā)明專利
2、2019-06-14 一種全無機(jī)紫外LED晶圓級(jí)封裝方法 CN201910162740.8 CN109888081A 發(fā)明專利
3、2020-01-03 一種深紫外LED全無機(jī)氣密封裝結(jié)構(gòu) CN201920484388.5 CN209896097U 實(shí)用新型
4、2019-08-20 一種紫外LED封裝結(jié)構(gòu) CN201920274216.5 CN209282234U 實(shí)用新型
申報(bào)單位介紹：
武漢高星紫外團(tuán)隊(duì)于2019年1月于武漢市東湖高新區(qū)完成注冊(cè)，主要研發(fā)和制造深紫外LED核心光源器件，并提供相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品解決方案支持，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于民用、軍用及醫(yī)療領(lǐng)域。
公司核心團(tuán)隊(duì)成員為華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院微系統(tǒng)封裝課題組的10名博士生、碩士生，其中博士生4人，法定代表人為機(jī)械學(xué)院碩士柳星星。公司在半導(dǎo)體封裝材料、光電子器件制備、可靠性驗(yàn)證等深紫外LED相關(guān)領(lǐng)域擁有較強(qiáng)的研發(fā)能力。
本公司核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)依托于華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院微系統(tǒng)封裝實(shí)驗(yàn)室及深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微系統(tǒng)封裝實(shí)驗(yàn)室，已掌握深紫外LED的封裝制造工藝流程（封裝工藝→終端產(chǎn)品→應(yīng)用解決方案），掌握了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深紫外LED制造技術(shù)，并申請(qǐng)國家專利11項(xiàng)，其中發(fā)明專利7項(xiàng)，在深紫外LED封裝領(lǐng)域已經(jīng)形成了一定的技術(shù)沉淀，建立了深紫外LED封裝行業(yè)的技術(shù)壁壘。
本公司主要產(chǎn)品為：深紫外LED燈珠及模組、深紫外LED光源組件。目前在民用市場中進(jìn)行推廣應(yīng)用，在水與空氣的殺菌與凈化處理、食物保鮮領(lǐng)域開始布局，并將在未來應(yīng)用到軍用市場及醫(yī)用光療行業(yè)，涉及到特種作戰(zhàn)、潛艇續(xù)航、保密通訊及皮膚病防治等方面。
產(chǎn)品圖片：
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