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              深紫外LED全無機(jī)封裝結(jié)構(gòu)——2020神燈獎申報技術(shù)

              2020/4/12 11:06:52 作者: 來源:武漢高星紫外光電科技有限公司
              摘要:深紫外LED全無機(jī)封裝結(jié)構(gòu),為武漢高星紫外光電科技有限公司2020神燈獎申報技術(shù)。


              項目名稱:  深紫外LED全無機(jī)封裝結(jié)構(gòu)

              Deep ultraviolet LED inorganic packaging structure

              申報單位:  武漢高星紫外光電科技有限公司

              綜合介紹或申報理由:

              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,且隨著《水俁公約》的簽訂與實施,2020年起,中國等128個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。

              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,會對有機(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)出的熱量及時傳導(dǎo)出來,致使深紫外LED器件結(jié)溫較高,對深紫外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級別:10000小時

              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,但是無法實現(xiàn)氣密封裝,并且粘接強(qiáng)度極低,隨著時間的推移,透鏡脫落的風(fēng)險較大,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,實現(xiàn)透鏡金屬化,從而實現(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)評價分析:

              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:

              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。

              實際運(yùn)用案例和用戶評價意見:

              用戶評價產(chǎn)品:1.氣密性好,可極限過紅墨水實驗;2.產(chǎn)品穩(wěn)定性高;3.產(chǎn)品壽命長。

              獲獎、專利情況:

              已獲得5項專利(三項發(fā)明,兩項實用新型)

              1、2020-02-21 一種深紫外LED晶圓級封裝方法 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 實用新型 

              4、2019-08-20 一種紫外LED封裝結(jié)構(gòu) CN201920274216.5 CN209282234U 實用新型

              申報單位介紹:

              武漢高星紫外團(tuán)隊于2019年1月于武漢市東湖高新區(qū)完成注冊,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)隊依托于華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院微系統(tǒng)封裝實驗室及深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微系統(tǒng)封裝實驗室,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產(chǎn)權(quán)的深紫外LED制造技術(shù),并申請國家專利11項,其中發(fā)明專利7項,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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