[实用新型]一种紫外LED封装结构

说明书

本实用新型涉及半导体技术领域，提供了一种紫外LED封装结构，包括基板；三维透镜，设于基板上且与基板共同围成密闭的封装腔体；紫外LED芯片，设于基板靠近封装腔体的一侧；其中，封装腔体内填充有聚合物，聚合物的折射率与紫外LED芯片的折射率相同。本实用新型提供的紫外LED封装结构，与现有技术相比，通过将基板设置为平面结构，再通过三维透镜与基板围成密闭的封装腔体，可以使得紫外LED芯片的侧壁出光不被基板吸收而直接通过三维透镜射出，从而提高紫外LED芯片的出光效率；通过在封装腔体内填充折射率与紫外LED芯片折射率相同的聚合物，可以降低紫外LED芯片的全反射损耗并进一步提高紫外LED芯片的出光效率。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，更具体地说，是涉及一种紫外LED封装结构。

背景技术

相对传统的紫外光源，深紫外LED(发光二极管)具有光效高、寿命长、无汞环保、体积小等优点，广泛应用于油墨印刷、树脂固化、杀菌消毒、水净化等领域。

目前，传统紫外LED常采用含腔体的封装基板和玻璃透镜进行封装，其中紫外LED芯片贴装于封装基板腔体内，玻璃透镜安装于封装基板上。相对于蓝光LED和近紫外LED来说，紫外LED的光电转换效率相对较低(一般低于50％)。这对紫外LED封装结构的导光能力提出了更高的要求，虽然可以采用增加封装结构内芯片数量来提升器件的出光功率，但是多芯片集成的封装结构中产生的热量远超过单颗封装，热量的聚集将引起紫外LED结温的上升，进而影响紫外LED的外量子效率，降低紫外LED光功率和可靠性；也有人采用芯片表面粗化技术和制作透镜表面纳米结构等工艺提升器件的出光功率，但是这些手段往往需要昂贵的设备和复杂的工艺流程，不利于大规模商业生产。此外，对于紫外LED芯片，由于芯片材料和结构的特殊性，其横向磁场(TM)极化发光是其芯片的重要辐射方式，使得芯片侧壁出光占据总出光量的很大一部分比重。目前使用含腔体的陶瓷基板封装的紫外LED结构，芯片的侧壁出光很容易被基板的腔体材料吸收，从而降低紫外LED器件的出光效率。此外，由于折射率差较大，紫外LED芯片表面会出现全反射损耗，这也降低了紫外LED出光效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种紫外LED封装结构，以解决现有技术中LED出光效率低且全反射损耗大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种紫外LED封装结构，包括：基板，所述基板为平面结构；三维透镜，设于所述基板上且与所述基板共同围成密闭的封装腔体；紫外LED芯片，设于所述基板靠近所述封装腔体的一侧；其中，所述封装腔体内填充有聚合物，所述聚合物的折射率与所述紫外LED芯片的折射率相同。

进一步地，所述封装腔体为半球体或半椭球体。

进一步地，所述封装腔体为正方体或长方体结构。

进一步地，所述基板为陶瓷基板。

进一步地，所述三维透镜为石英玻璃透镜或蓝宝石透镜。

进一步地，所述聚合物为抗紫外聚合物，所述聚合物的折射率为1.6-2.0。

进一步地，所述聚合物为氟基树脂、硅胶或硅氧烷。

进一步地，所述紫外LED芯片为单颗或多颗。

进一步地，单颗或多颗所述紫外LED芯片的波长范围为200-400nm。

进一步地，所述基板与所述三维透镜连接的两端的高度小于所述基板位于所述封装腔体内的高度。

本实用新型提供的紫外LED封装结构，与现有技术相比，通过将基板设置为平面结构，再通过三维透镜与基板围成密闭的封装腔体，可以使得紫外LED芯片的侧壁出光不被基板吸收而直接通过三维透镜射出，从而提高紫外LED芯片的出光效率；通过在封装腔体内填充折射率与紫外LED芯片折射率相同的聚合物，可以降低紫外LED芯片的全反射损耗并进一步提高紫外LED芯片的出光效率。