[发明专利]一种聚焦紫外LED封装结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚焦紫外LED封装结构及其制备方法，聚焦紫外LED封装包括二次半球形透镜、支撑件、一次半球形透镜、石英透镜、叠堆硅反光杯、铝基板、硅衬底和倒装紫外LED芯片，硅衬底固定在铝基板上，倒装紫外LED芯片固定在硅衬底上，叠堆硅反光杯固定在硅衬底上，石英透镜固定在叠堆硅反光杯上，一次半球形透镜固定在石英透镜上方，支撑件固定在铝基板上位于一次半球形透镜、石英透镜、叠堆硅反光杯外围，二次半球形透镜固定在支撑件上位于一次半球形透镜上方；该聚焦紫外LED封装实现对呈朗伯分布的紫外LED发射的紫外光束聚焦于一点，该点紫外能量高度集中，没有散光，可适用做即时紫外LED固化3D打印系统中的紫外光源。

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，具体涉及一种聚焦紫外LED封装结构及其制备方法。

背景技术

LED(Lighting Emitting Diodes)即发光二极管，是一种固态半导体发光器件。它的特点是直流供电、发光光谱窄、寿命长、亮度高。LED封装是指对LED芯片进行电气连接并同时对芯片保护。对蓝光LED芯片表面涂覆荧光粉，即可使该LED封装发出白光，用于照明。作为第四代光源，目前LED已经广泛的应用于照明领域。

除了照明领域，LED技术已经向非照明领域延伸，其中，紫外LED是LED技术在非照明领域的重要发展方向之一。紫外汞灯技术在不久的将来就会被淘汰，联合国在2013年已经签署了《水俣公约》要求在2020年前禁止生产含汞量超过5毫克的普通照明用途的荧光灯。作为最有潜力的紫外汞灯替代技术，紫外LED已经获得国内外众多厂商和单位的布局，比如国内的青岛杰生公司、德力光电公司、中科院半导体所等，国外的RayVio公司、SETi公司、Crystal IS公司、伦斯勒理工学院等。

紫外LED的应用主要包括紫外固化，光疗以及紫外杀菌。其中紫外固化是紫外LED的主要应用领域之一。即时紫外固化技术是紫外LED固化技术的新挑战。即时紫外固化技术可以打印出3D图案，可以拓展3D打印的应用范围。目前国外的科研单位和公司正积极的在该领域展开研究，比如：加拿大蒙特利尔理工学院的Therriault教授团队自制紫外固化胶水，利用即时紫外LED固化技术打印出了弹簧结构；美国艾克朗大学的Jae-Won Choi教授团队研发出了即时紫外LED固化3D打印机；新加坡CreoPop公司研发出了即时紫外LED固化3D打印笔。相对于国外而言，国内在该领域尚处于起步阶段，具有很大的提升空间。中国发明专利CN103395207A中提到了一种即时紫外LED固化3D打印系统，可以打印三维图案。

即时紫外LED固化3D打印系统一般包括紫外LED光源、喷嘴、紫外固化胶水、移动平台等，其中，紫外LED光源是实现即时紫外LED固化的关键部件。相比于普通紫外LED光源，紫外能量高度集中于一点的紫外LED光源可以对紫外固化胶水更快速的进行固化，从而提高3D打印效率。同时，聚焦紫外LED由于没有散光就不会对喷嘴处的紫外固化胶水产生影响，所以就不会固化喷嘴处的胶水堵住喷嘴。因此，聚焦紫外LED封装技术是实现即时紫外LED固化3D打印系统的关键技术之一。激光器封装中常采用聚焦技术对光束进行聚焦，但是紫外LED封装中罕有聚焦紫外LED封装。

即时紫外LED固化3D打印系统中的紫外LED光源封装技术存在的不足有：1、现有的紫外LED封装不能对呈朗伯分布的紫外光束进行聚焦，使得紫外能量不能被集中在一点；2、现有的紫外LED封装存在散光，该散光会对喷嘴处的紫外固化胶水进行固化，堵住喷嘴。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种适用于作为即时紫外LED固化3D打印系统中的紫外光源的可使呈朗伯分布的紫外LED发射的紫外光束聚焦于一点、没有散光的聚焦紫外LED封装结构及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：