一种紫外封装器件的制作方法

1.本发明涉及紫外led封装技术领域，特别涉及一种紫外封装器件。


背景技术：

2.紫外线(ultraviolet，简称uv)是电磁波谱中波长从100nm到400nm辐射的总称。发光二极管(led)的封装技术极大的制约着其光提取效率。紫外led应用于固化、油墨印刷、医疗、以及杀菌、消毒等领域，在现今的日常生活和工业用途中越来越广泛。
3.深紫外led由于在空气消毒、水净化、生化检测和光通信领域的潜在应用，引起了人们的关注。然而，深紫外led的低光提取效率仍然不能满足目前的应用要求。
4.上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种紫外封装器件，旨在提高深紫外的光提取效率。
6.为实现上述目的，本发明提出的一种紫外封装器件，所述紫外封装器件包括：基板；
7.内壳，所述内壳围设于所述基板，所述内壳的内表面贴合于所述基板的上表面，并于所述基板上表面形成安装凹槽；
8.外壳，所述外壳围设于所述基板与所述内壳，并贴合于所述内壳的上表面，以及
9.镜片，所述外壳于所述内壳的上方设有所述镜片，所述镜片将所述安装凹槽密封；
10.其中，紫外led设于所述安装凹槽内，所述内壳与所述外壳由紫外反射材料形成。
11.可选地，所述安装凹槽的槽壁与所述紫外led之间设有第一间隙；
12.所述安装凹槽的槽壁包括靠近所述基板的第一槽壁，和背离所述基板的第二槽壁，所述第二槽壁从安装凹槽的槽底向槽口的方向延伸，并沿背离所述紫外led的方向倾斜；
13.所述第一槽壁与所述第二槽壁表面设置有反射层。
14.可选地，所述第二槽壁所在平面与基板所在平面形成的夹角α为30度～75度；
15.和/或，所述第一槽壁从安装凹槽的槽底向槽口的方向延伸，并沿背离所述紫外led的方向倾斜，所述第一槽壁所在平面与基板所在平面形成的夹角β为75度～90度；
16.和/或，所述第二槽壁上设置的所述反射层为镜面反射层或散射反射层；
17.和/或，所述第一槽壁上设置的所述反射层为散射反射层；
18.和/或，所述紫外led通过连接层设于所述基板，定义所述第一槽壁的高度为h1，定义所述连接层的高度为h2，定义所述紫外led的发光层高度为h3，满足h2≤h1≤h3；
19.和/或，定义所述第一槽壁距离所述紫外led的间距为d1，满足0um《d1《50um；
20.和/或，定义所述内壳于所述基板上的高度为h4，定义所述紫外led于所述基板上的高度为h5，满足h4》h5；
21.所述内壳于所述基板上的高度为h4，满足200um≤h4≤600um。
22.可选地，所述反射层的材质为bn纳米粒子材料，sio2纳米粒子材料，zro纳米粒子材料，aln纳米粒子材料，tio2纳米粒子材料中的一种或多种的混合；
23.或，形成所述内壳与所述外壳的紫外反射材料为聚四氟乙烯材质；
24.或，所述基板的材质为无机绝缘材质，所述镜片的材质为深紫外透光材料；
25.或，所述内壳的上表面于所述基板上表面还设有另一安装凹槽，所述另一安装凹槽被贴合于所述内壳上表面的所述外壳覆盖，所述另一安装凹槽内设有保护元件。
26.可选地，所述内壳外周的一相对两侧面开设形成一贯通的第一插接入口，用以使得所述基板通过所述第一插接入口限位容置于所述内壳的内腔；
27.所述外壳外周的一相对两侧面开设形成一贯通的第二插接入口，用以使得所述基板和所述内壳通过所述第二插接入口限位容置于所述外壳的内腔；或，
28.所述内壳外周的一侧面开设有第一插接入口，用以使得所述基板通过所述第一插接入口限位容置于所述内壳的内腔；
29.所述外壳外周的一侧面开设有第二插接入口，用以使得所述基板和所述内壳通过所述第二插接入口限位容置于所述外壳的内腔。
30.可选地，所述基板的侧周面开设有卡槽，所述内壳的外周朝向所述基板的侧周面弯折形成第一卡扣，所述外壳的外周朝向所述基板的侧周面弯折形成第二卡扣，所述第一卡扣与所述第二卡扣卡接于所述卡槽。
31.可选地，所述卡槽包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽由上而下间隔设置于所述基板的侧周面；
32.所述第一卡槽卡接所述第一卡扣，所述第二卡槽卡接所述第二卡扣。
33.可选地，定义所述基板具有垂直于上下方向的左右方向和前后方向，所述第一卡槽设于所述基板侧周面的左右方向，所述第二卡槽设于所述基板侧周面的前后方向。
34.可选地，所述第一卡扣与所述第二卡扣卡接于所述卡槽内，所述第一卡扣限位抵接于所述卡槽槽底与所述第二卡扣之间，所述第一卡扣与所述第二卡扣的厚度之和等于所述卡槽的深度。
35.可选地，所述基板上设有金属镀层，所述内壳的内表面贴合于所述金属镀层上，所述紫外led电性连接于所述金属镀层，所述金属镀层用于连通电路；
36.所述金属镀层包括：
37.正极镀层，用于连接所述紫外led的正极；以及
38.负极镀层，用于连接所述紫外led的负极；
39.所述正极镀层与所述负极镀层之间设有隔离区域；
40.所述金属镀层由多层镀层组成，所述镀层至少包括铜层及设于所述铜层表面的镍层以及金层；
41.所述铜层的厚度50um～100um，所述镍层厚度3um～6um，金层厚度0.05um～1um；
42.所述基板设有两个通孔，两个所述通孔内部填充导电材料，两所述通孔的一侧分别电性连通于所述正极镀层与所述负极镀层，两所述通孔的另一侧分别电性连通于所述基板外侧的金属电路。
43.本发明技术方案通过在基板上依次设置内壳与外壳，内壳围设于所述基板，使内
壳的内表面贴合于基板的上表面，且内壳在所述基板上表面形成安装凹槽，外壳围设于所述基板与所述内壳外部，并贴合于所述内壳的上表面，外壳于所述内壳的上方设有所述镜片，所述镜片将所述安装凹槽密封；使得内壳与外壳层层包覆于基板，内壳与外壳的由紫外反射材料形成，并通过镜片将安装凹槽密封，使得于基板上形成狭小的安装凹槽，并于该安装凹槽内设置紫外led，该狭小的安装凹槽有助于降低深紫外光的吸收概率，并且，在通过镜片发射出去的光线由于发射角度的原因，可能会发生全反射，使部分光线不能透过镜片发射出去，通过安装凹槽的设置，使光线改变角度通过镜片，由此降低光线通过镜片发射出去过程中的全反射，减小光损失，从而提高光的提取效率。并且所述内壳与所述外壳的内表面设置有反射层，能更好的提高光的提取效率。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
45.图1为本发明一种紫外封装器件一实施例的结构示意图；
46.图2为图1中的紫外封装器件的分解结构示意图；
47.图3为本发明外壳一实施例的俯视图的结构示意图；
48.图4为本发明内壳结合于基板一实施例的俯视图的结构示意图；
49.图5为本发明外壳、内壳结合于基板一实施例的俯视图的结构示意图；
50.图6为本发明一种紫外封装器件另一实施例的结构示意图；
51.图7为本发明一种紫外封装器件一实施例的组装状态的结构示意图；
52.图8为本发明一种紫外封装器件另一实施例的组装状态的结构示意图；
53.图9为本发明一种紫外封装器件另一实施例的结构示意图。
54.附图标号说明：
55.标号名称标号名称100紫外封装器件31安装凹槽10基板311第一槽壁11卡槽313第二槽壁111第一卡槽312台阶113第二卡槽32第一间隙13金属镀层33第一卡扣130隔离区域34第一插接入口131正极镀层35另一安装凹槽133负极镀层50外壳15通孔51第二卡扣20反射层54第二插接入口21第一反射层70镜片24第二反射层90紫外led
25第三反射层91连接层27第四反射层93发光层30内壳
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56.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
57.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
59.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
61.图1和图8为本发明一种紫外封装器件100一实施例的结构示意图。
62.紫外led90因其发光面积小，发光效率高、耗电量少、高强度的辐射光强等特点，广泛应用于杀菌消毒、固化、油墨印刷、医疗等领域，获得了大量的市场份额，具有较高的研发价值。
63.例如深紫外led由于在空气消毒、水净化、生化检测和光通信领域的潜在应用，引起了人们的关注。然而，深紫外led的低光提取效率仍然不能满足目前的应用要求。
64.为了提高紫外的光提取效率，本技术提供一种紫外封装器件100。紫外封装器件100包括基板10、内壳30、外壳50、镜片70。内壳30围设于基板10，内壳30的内表面贴合于基板10的上表面，并于基板10上表面形成安装凹槽31。外壳50围设于基板10与内壳30，并贴合于内壳30的上表面。外壳50于内壳30的上方设有镜片70，镜片70将安装凹槽31密封。其中，紫外led90设于安装凹槽31内，内壳30与外壳50的内表面设置有反射层。
65.如图1和图2所示，本技术技术方案通过在基板10上依次设置内壳30与外壳50，内壳30围设于基板10，使内壳30的内表面贴合于基板10的上表面，且内壳30在基板10上表面形成安装凹槽31，外壳50围设于基板10与内壳30，并贴合于内壳30的上表面，外壳50于内壳
30的上方设有镜片70，镜片70将安装凹槽31密封；使得内壳30与外壳50层层包覆于基板10，内壳30与外壳50的由紫外反射材料形成，并通过镜片70将安装凹槽31密封，使得于基板10上形成狭小的安装凹槽31，并于该安装凹槽31内设置紫外led90，该狭小的安装凹槽31有助于降低深紫外光的吸收概率，并且，在通过镜片发射出去的光线由于发射角度的原因，可能会发生全反射，使部分光线不能透过镜片70发射出去，通过安装凹槽31的设置，使光线改变角度通过镜片，由此降低光线通过镜片70发射出去过程中的全反射，减小光损失，从而提高光的提取效率。并且内壳30与外壳50的内表面设置有反射层，能更好的提高光的提取效率。
66.由于紫外led90所处的空间越大，其光出射的光程长，发生吸收的概率也增大，有一部分光在这一过程中损失掉，因此，本技术通过内壳30与外壳50层层包覆于基板10，通过内壳30在基板10表面形成安装凹槽31，有利于减小安装凹槽31的空间，并直接采用紫外反射材料为壳体，减少紫外led90的光损失，提高光的提取效率。
67.且内壳30与外壳50的材质为聚四氟乙烯材质。聚四氟乙烯材料的光反射性优良，材料性质稳定，可抗uv老化，具有突出的优点。在内壳30内表面涂覆一层反射层，可进一步加强光的提取效率。其中，该反射层的材质为bn纳米粒子材料，sio2纳米粒子材料，zro纳米粒子材料，aln纳米粒子材料，tio2纳米粒子材料中的一种或多种的混合，具体不做限定。
68.传统的基板10通常采用金属围坝，围设于基板10四周，金属围坝反射率不高，且由于聚四氟乙烯涂层涂覆到基板10上工艺很难实现，因此，本技术设置内壳30，该内壳30可以是表面涂覆聚四氟乙烯，也可以是聚四氟乙烯材料直接成型制得，聚四氟乙烯适宜模具成型，可以做出想要的形状，方便制作工艺。并将内壳30紧密贴合基板10，使内壳30于基板10上表面形成安装凹槽31，该安装凹槽31的尺寸只供紫外led90容纳安装，以减小紫外led90的光损失，并进一步设置外壳50，外壳50可紧密包覆基板10和内壳30，减小紫外led90的光损失。
69.进一步地，一实施例中，如图7和图8所示，内壳30外周的一相对两侧面开设形成一贯通的第一插接入口34，用以使得基板10通过第一插接入口34限位容置于内壳30的内腔，进一步地，如图7和图8所示，第一卡扣33可插接于第一卡槽111。
70.外壳50外周的一相对两侧面开设形成一贯通的第二插接入口54，用以使得基板10和内壳30通过第二插接入口54限位容置于外壳50的内腔，进一步地，如图7和图8所示，第二卡扣51插接于第二卡槽113。
71.如图7所示，内壳30与外壳50可以交叉卡入基板10的卡槽11。如图8所示，内壳30与外壳50可以于基板10的同一侧卡入基板10的卡槽11。于相对两侧面开设形成一贯通的第一插接入口34和第二插接入口54，利于简化组装操作过程。同时在组装基板10、内壳30、外壳50过程中，相邻两者的外周面之间可以涂覆密封材料，以将可能存在的缝隙密封处理。密封材料可以是硅胶、树脂等等。
72.进一步地，另一实施例中，如图7和图8所示，内壳30外周的一侧面开设有第一插接入口34，用以使得基板10通过第一插接入口34限位容置于内壳30的内腔，进一步地，第一卡扣33可插接于第一卡槽111；如此，使得内壳30紧固地包覆基板10。
73.外壳50外周的一侧面开设有第二插接入口54，用以使得基板10和内壳30通过第二插接入口54限位容置于外壳50的内腔，进一步地，第二卡扣51插接于第二卡槽113，如此，使得外壳50紧固地包覆内壳30和基板10，三者层层紧密包覆，提高结构的稳定性。
74.并且，由于内壳30的外周的一侧面开设第一插接入口34，外壳50外周的一侧面开设有第二插接入口54，使得在内壳30包覆于基板10时，可将基板10侧周的三个侧面包覆，同时外壳50包覆于内壳30时，可将内壳30外周的三个侧面包覆，更利于实现整个结构的密封性。
75.进一步地，当内壳30与外壳50交叉卡接于基板10时，在内壳30包覆于基板10后，外壳50可将内壳30的第一插接入口34包覆，进一步提高整个结构的密封性。当然两者也可以不交叉卡接。
76.进一步地，如图1、图2和图6所示，基板10的侧周面开设有卡槽11，内壳30的外周朝向基板10的侧周面弯折形成第一卡扣33，外壳50的外周朝向基板10的侧周面弯折形成第二卡扣51，第一卡扣33与第二卡扣51卡接于卡槽11。
77.使得通过卡扣连接的方式将内壳30与外壳50层层组装于基板10上。在组装过程中，内壳30先卡接于基板10，使内壳30内表面贴合于基板10上表面，使得两者之间不留缝隙，减小内壳30于基板10上形成的空间尺寸，降低紫外光的损失。然后再将外壳50组装于内壳30与基板10上，外壳50贴合于内壳30的上表面，使两者间不留缝隙，减小外壳50于内壳30上形成的空间尺寸，降低紫外光的损失。同时外壳50包覆于内壳30与基板10，内壳30被夹持在外壳50与基板10之间，加强连接的紧密性，利于提高整体结构的稳定性。
78.进一步地，一实施例中，如图1、图2、图7和图8所示，卡槽11包括第一卡槽111和第二卡槽113，第一卡槽111与第二卡槽113由上而下间隔设置于基板10的侧周面；第一卡槽111卡接第一卡扣33，第二卡槽113卡接第二卡扣51。单独将第一卡扣33限位卡接于第一卡槽111，将第二卡扣51限位卡接于第二卡槽113，提高各自安装的可靠性，避免其中一个卡扣出现问题，直接影响另一个卡扣的卡接稳定性。
79.其中，如图7和图8所示，内壳30与外壳50可以同侧卡入基板10，两者也可以从不同方向卡入基板10。
80.进一步地，一实施例中，如图7所示，定义基板10具有垂直于上下方向的左右方向和前后方向，第一卡槽111设于基板10侧周面的左右方向，第二卡槽113设于基板10侧周面的前后方向。也即，采用交叉的卡入方式，基板10的四周方向上均被卡接限位，提高内壳30、外壳50与基板10的卡接稳定性。避免了在同一方向上的卡入中，基板10侧周面只有一个方向存在卡接限位。
81.进一步地，如图6所示，一实施例中，第一卡扣33与第二卡扣51卡接于同一卡槽11内，第一卡扣33限位抵接于卡槽11槽底与第二卡扣51之间，以使得内壳30紧密包覆于基板10，同时外壳50紧密包覆于内壳30，使得整体结构连接紧密，提高稳定性。且第一卡扣33与第二卡扣51的厚度之和等于卡槽11的深度，以保证第一卡扣33与第二卡扣51限位于卡槽11内，避免脱出，提高卡接稳定性。同时，在卡槽11与第一卡扣33、第二卡扣51卡接中，可于缝隙处填充密封材料，进一步提高密封性与稳定性。
82.进一步地，如图1所示，安装凹槽31的槽壁与紫外led90之间设有第一间隙32；如此，避免紫外led90接触安装凹槽31的槽壁，使得在紫外led90设置于安装凹槽31内的基板10上时不好操作，例如，当紫外led90焊接于基板10上时，可能导致焊接不良。
83.进一步地，如图1和图2所示，安装凹槽31的槽壁包括靠近基板10的第一槽壁311，和背离基板10的第二槽壁313，第二槽壁313从安装凹槽31的槽底向槽口的方向延伸，并沿
背离紫外led90的方向倾斜；该倾斜的第二槽壁313有利于光可以更好的反射出去。第一槽壁311与第二槽壁313表面可以设置有反射层，进一步提高光的反射。
84.进一步地，如图2所示，第二槽壁313所在平面与基板10所在平面形成的夹角α为30
°
～75
°
，使得从第二槽壁313上反射的光线能透过镜片70发射出去，角度太大或太小都容易造成光提取效率的降低。
85.如图2所示，第一槽壁311从安装凹槽31的槽底向槽口的方向延伸，并沿背离紫外led90的方向倾斜，第一槽壁311所在平面与基板10所在平面形成的夹角β为75
°
～90
°
，使得从第一槽壁311上反射的光线能透过镜片70发射出去。
86.第二槽壁313上设置的反射层为镜面反射层或散射反射层，可以将照射到第二槽壁313的光通过镜面反射或漫反射提取出去。
87.第一槽壁311上设置的反射层为散射反射层，可以将照射到第一槽壁311的光通过漫反射提取出去。
88.反射层的材质可以为bn纳米粒子材料，sio2纳米粒子材料，zro纳米粒子材料，aln纳米粒子材料，tio2纳米粒子材料中的一种或多种的混合。
89.进一步地，如图2所示，紫外led90通过连接层91设于基板10，连接层91可以是通过焊接的方式焊接而成，定义第一槽壁311的高度为h1，定义连接层91的高度为h2，定义紫外led90的发光层93高度为h3，满足h2≤h1≤h3；如此，以使得该第一槽壁311的高度高于该连接层91的高度，防止紫外led90的光线被连接层91吸收。同时该第一槽壁311的高度要低于紫外led90的发光层93的高度，避免第一槽壁311将发光层93遮掩，不利于紫外led90光线的发射。
90.进一步地，如图1所示，定义第一槽壁311距离紫外led90的间距为d1，满足0um《d1《50um；第一槽壁311的设置，便于光的发射，同时将第一槽壁311距离紫外led90的间距为d1设置在0um《d1《50um，避免距离太小容易造成紫外led90焊接不良，距离太大则降低光的提取效率。
91.进一步地，如图1和图2所示，定义内壳30于基板10上的高度为h4，定义紫外led90于基板10上的高度为h5，满足h4》h5；也即内壳30凸出于基板10不能太低，要高于紫外led90的高度，但是不能太高，太高增加腔内空间，不利于整个结构的可靠性，则设定内壳30于基板10上的高度为h4，满足200um≤h4≤600um。
92.或，形成内壳30与外壳50的紫外反射材料为聚四氟乙烯材质；聚四氟乙烯材料的光反射性优良，材料性质稳定，可抗uv老化，具有突出的优点。采用聚四氟乙烯制得内壳30与外壳50，可进一步加强光的提取效率。
93.进一步地，基板10的材质为无机绝缘材质，例如陶瓷材料，可以是氮化铝，或者氧化铝。镜片70的材质为深紫外透光材料，例如，蓝宝石或者石英玻璃。
94.进一步地，如图3、图4和图5所示，内壳30的上表面于基板10还设有另一安装凹槽35，另一安装凹槽35内设有保护元件；安装凹槽31与另一安装凹槽35分隔设置，将保护元件与紫外led90分隔开，因为保护元件也可能会吸收一些光，同时保护元件的存在也会造成光发射场的不均，因此，采用分隔设置安装凹槽31与另一安装凹槽35，有效提高光提取效率。
95.并且，如图4和图5所示，另一安装凹槽35被贴合于内壳30上表面的外壳50覆盖，如此，使得保护元件被外壳50覆盖，避免保护元件影响光的提取。
96.进一步地，如图2所示，基板10上设有金属镀层13，内壳30的内表面贴合于金属镀层13上，紫外led90电性连接于金属镀层13，金属镀层13用于连通电路；金属镀层13包括：正极镀层131，用于连接紫外led90的正极；以及负极镀层133，用于连接紫外led90的负极；正极镀层131与负极镀层133之间设有隔离区域130，隔离区域130设有聚四氟乙烯，有利于提高光的反射。
97.进一步地，金属镀层13由多层镀层组成，镀层至少包括铜层及设于铜层表面的镍层以及金层。铜层的厚度50um～100um，镍层厚度3um～6um，金层厚度0.05um～1um，以保证足够的镀层连接强度。
98.基板10设有两个通孔15，两个通孔15内部填充导电材料，两通孔15的一侧分别电性连通于正极镀层131与负极镀层133，两通孔13的另一侧分别电性连通于基板10外侧的金属电路。通过两个通孔15将外部电路与安装凹槽31内的紫外led90，另一安装凹槽35内的保护元件电性连通。
99.进一步地，一实施例中，如图9所示，第一槽壁311与第二槽壁313之间形成台阶312，台阶312的作用是防止光散射到基板10上，用以提高光的提取效率，台阶312的宽度d2为0um～100um。
100.在本技术的一实施例中，涉及一种电子器具，电子器具包括紫外封装器件100。由于紫外封装器件100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。电子器具可以是带有该紫外封装器件100的用于杀菌的杀菌电子器具，用于固化的固化电子器具，具体不作限定。
101.上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。