用于油墨固化的紫外LED光源封装技术研究

随着紫外发光二极管(UV-LED)芯片技术及其封装技术的快速发展,由于紫外LED相比传统光源具有发光效率高、寿命长、节能、环保、反应速度快等特点,使其在固化等行业具有巨大的市场前景,各个国家地区都争相投资研发紫外LED光源,这也将进一步推动相关的光电子、材料、能源、半导体芯片制作以及封装等行业的发展。 影响LED出光效率主要有芯片本身和后期的封装结构,目前紫外LED的发光功率普遍较低,除了芯片制作水平的需要提高之外,封装技术对LED的发光效率特性也有重要的影响。本文主要工作是围绕紫外LED的封装工艺,提出了点光源和可用于油墨固化的大功率芯片封装结构,并对整个封装工艺进行研究。具体包括以下内容: 首先,介绍了目前大功率紫外LED在国内外的发展状况,分析了紫外LED的市场应用前景,及它应用于固化等行业的优点及可行性,并引出当前LED封装所存在亟需解决的问题。 接着,分析了热量产生原理和LED的封装热阻计算方法,并比较分析了大功率LED封装材料(如基板、封装胶、透镜和导热界面材料)的选型,增强器件的散热能力,提高器件的可靠性。 再次,提出了单颗LED和可用于油墨固化的大功率LED的结构设计方案,结合计算机进行光学和热学建模仿真,寻求用于紫外LED封装的最优LED间距,以及有利于散热的最佳导热界面材料热导率和其厚度对结温的影响。 最后,研究了紫外LED的封装工艺过程,制备出点光源和大功率面光源模块,并介绍了发光、散热方面相关性能测试指标,初步开展了V-I曲线、波长、半带宽等指标的测试实验。 由于封装很大程度决定了LED发光器件的性能,本课题的研究为紫外LED芯片封装具有重要的实用价值。