项目名称： 深紫外LED全无机封装结构

Deep ultraviolet LED inorganic packaging structure

申报单位： 武汉高星紫外光电科技有限公司

综合介绍或申报理由：

目前以汞灯为代表的第一代紫外光源存在体积大、功耗高、光谱不纯净、环境不友好、寿命短等诸多缺点，且随着《水俣公约》的签订与实施，2020年起，中国等128个签约国将从禁止含汞荧光灯产品的生产和使用。

因此，“深紫外”的产业春天即将到来！第三代半导体材料AlGaN基为主的“深紫外”发光二极管将在未来逐步替代汞灯，这种材料发光波长介于200-320nm，其光源结构简单、绿色环保、光谱单一可调节，与汞灯相比，具有省电90%、寿命延长5-10倍的显著优势。

由于蓝光LED技术发展，大部分深紫外LED模仿蓝光LED封装形式来对其进行封装，而蓝光LED基本采用硅胶、树脂等有机材料进行封装。深紫外LED发射深紫外线，会对有机材料造成损伤，所以有机材料根本不适合用于深紫外LED封装。另外，由于目前深紫外LED光电转化效率较低（一般低于10%），导致其发热量大，而目前用于蓝光LED封装的基板导热性能较差，无法将深紫外LED芯片发出的热量及时传导出来，致使深紫外LED器件结温较高，对深紫外LED芯片造成损伤，从而降低深紫外LED器件出光效率与可靠性。

所以在结构上，我们选用高导热的AlN三维陶瓷基板以及金属化工艺制成的石英透镜，通过焊料键合的方式实现三维陶瓷基板与石英玻璃盖板间的焊接，从而制备全无机气密封装的深紫外LED器件，在工艺上完全去胶化，提高了深紫外LED的可靠性。

主要技术参数：

气密性：2.0*10^-9

基板导热率：170W/K

紫外线透过率：98%

寿命L70级别：10000小时

与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

国内产品普遍应用三维陶瓷基板和石英透镜作为封装材料，利用有机胶水（例如环氧、硅胶）作为粘接剂使石英透镜和三维陶瓷基板贴合，这种方式虽然简单，但是无法实现气密封装，并且粘接强度极低，随着时间的推移，透镜脱落的风险较大，造成了芯片外露的情况，降低了器件的可靠性。

国外（例如日本）采用溅射的方式，实现透镜金属化，从而实现了全无机气密封装，但是其成本很高，不利于市场的推广。

我们发明了一种透镜金属化的方式，成本较低，有很好的市场推广前景。

经济评价分析：

通过我们发明的低成本的透镜金属化的方式，有可能改变现在紫外封装的形式，有较大的经济效益。

技术及工艺创新要点：

全无机气密封装：在制备过程中不使用有机胶，达到2.0*10-9的气密性。

有效避免了用胶水粘接造成透镜脱落的现状，同时保证了腔体的气密性，隔绝腔体内部空气与外界环境之间的交换，保证了芯片的工作状态，进而提高了器件的可靠性。

实际运用案例和用户评价意见：

用户评价产品：1.气密性好，可极限过红墨水实验；2.产品稳定性高；3.产品寿命长。

获奖、专利情况：

已获得5项专利（三项发明，两项实用新型）

1、2020-02-21 一种深紫外LED晶圆级封装方法 CN201911086034.6 CN110828633A 发明专利

2、2019-06-14 一种全无机紫外LED晶圆级封装方法 CN201910162740.8 CN109888081A 发明专利

3、2020-01-03 一种深紫外LED全无机气密封装结构 CN201920484388.5 CN209896097U 实用新型

4、2019-08-20 一种紫外LED封装结构 CN201920274216.5 CN209282234U 实用新型

申报单位介绍：

武汉高星紫外团队于2019年1月于武汉市东湖高新区完成注册，主要研发和制造深紫外LED核心光源器件，并提供相关的应用产品解决方案支持，产品可广泛应用于民用、军用及医疗领域。
公司核心团队成员为华中科技大学机械学院微系统封装课题组的10名博士生、硕士生，其中博士生4人，法定代表人为机械学院硕士柳星星。公司在半导体封装材料、光电子器件制备、可靠性验证等深紫外LED相关领域拥有较强的研发能力。

本公司核心研发团队依托于华中科技大学机械学院微系统封装实验室及深圳信息职业技术学院微系统封装实验室，已掌握深紫外LED的封装制造工艺流程（封装工艺→终端产品→应用解决方案），掌握了拥有自主知识产权的深紫外LED制造技术，并申请国家专利11项，其中发明专利7项，在深紫外LED封装领域已经形成了一定的技术沉淀，建立了深紫外LED封装行业的技术壁垒。

本公司主要产品为：深紫外LED灯珠及模组、深紫外LED光源组件。目前在民用市场中进行推广应用，在水与空气的杀菌与净化处理、食物保鲜领域开始布局，并将在未来应用到军用市场及医用光疗行业，涉及到特种作战、潜艇续航、保密通讯及皮肤病防治等方面。

产品图片：