一種led無(wú)機(jī)封裝用蓋板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，包括金屬基板和玻璃光學(xué)透鏡，所述金屬基板上設(shè)有用于放置玻璃光學(xué)透鏡的臺(tái)階；所述的金屬基板在20-400℃內(nèi)線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相近；所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差6%以內(nèi)為匹配封接，所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差超出6%為非匹配封接。本發(fā)明將玻璃光學(xué)透鏡獨(dú)立出來(lái)，通過(guò)預(yù)成型玻璃透鏡，之后與金屬基板結(jié)合方式，避免了開(kāi)具模造模具，只需開(kāi)具玻璃成型模具，大幅降低了LED產(chǎn)品生產(chǎn)投入，同時(shí)提供了透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性和設(shè)計(jì)自由度，在低成本條件下可以針對(duì)不同使用條件開(kāi)具對(duì)應(yīng)的光學(xué)透鏡。
【專利說(shuō)明】一種LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，尤其是LED器件無(wú)機(jī)封裝采用的帶光 學(xué)設(shè)計(jì)透鏡的蓋板。
[0002]【背景技術(shù)】
目前，LED的封裝多采用硅膠、環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)材料對(duì)芯片進(jìn)行密封保護(hù)，這些材料透明性好、易于操作、能提高光取出量，但耐紫外線性能差，在紫外環(huán)境下極易老化變質(zhì)，導(dǎo)致器件失效，因此有機(jī)材料不利于封裝紫外LED器件以及和不適合使用有機(jī)材料的器件。所以尋求抗紫外線老化簡(jiǎn)易的無(wú)機(jī)封裝工藝及其配套的部件非常必要。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，解決了紫外LED器件不適合使用有機(jī)材料封裝問(wèn)題，提高器件的壽命、穩(wěn)定性和可靠性，還解決了 LED器件使用硅樹(shù)脂，硅膠模造成型中，對(duì)應(yīng)不同的透鏡需要開(kāi)具相應(yīng)模造模具，而開(kāi)具模具費(fèi)用高昂的問(wèn)題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，包括金屬基板和玻璃光學(xué)透鏡，所述金屬基板上設(shè)有用于放置玻璃光學(xué)透鏡的臺(tái)階。
[0005]所述的金屬基板在20-400°C內(nèi)線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相近。
[0006]所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差6%以內(nèi)為匹配封接，所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差超出6%為非匹配封接。
[0007]匹配封接時(shí)，所述的金屬基板為可伐合金基板。
[0008]所述的可伐合金基板的線膨脹系數(shù)為4.7-5.0 X 10-6/oC。
[0009]所述的可伐合金基板為4J29。
[0010]非匹配封接時(shí)，所述的金屬基板為鋼基板、鋁基板、銅基板、銀基板或合金基板。
[0011]非匹配封接時(shí)，所述的金屬基板和玻璃光學(xué)透鏡之間設(shè)有過(guò)渡層，所述過(guò)濾層的線膨脹系數(shù)在金屬基板線膨脹系數(shù)和玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)之間。
[0012]所述的玻璃光學(xué)透鏡為氧化物玻璃光學(xué)透鏡或非氧化物玻璃光學(xué)透鏡。
[0013]所述的玻璃光學(xué)透鏡為高硼玻璃光學(xué)透鏡或石英玻璃光學(xué)透鏡。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明將玻璃光學(xué)透鏡獨(dú)立出來(lái)，通過(guò)預(yù)成型玻璃透鏡，之后與金屬基板結(jié)合方式，避免了開(kāi)具模造模具，只需開(kāi)具玻璃成型模具，大幅降低了 LED產(chǎn)品生產(chǎn)投入，同時(shí)提供了透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性和設(shè)計(jì)自由度，在低成本條件下可以針對(duì)不同使用條件開(kāi)具對(duì)應(yīng)的光學(xué)透鏡。
[0015]本發(fā)明采用了金屬基板與玻璃光學(xué)透鏡等無(wú)機(jī)物質(zhì)作為L(zhǎng)ED封裝材料，由于金屬、玻璃相對(duì)于有機(jī)硅材料，其耐腐蝕、耐候性、耐紫外等方面優(yōu)異，能夠大幅度提高LED元器件的穩(wěn)定性，可靠性和壽命，同時(shí)具備良好的焊接性能，能適應(yīng)后續(xù)焊接等封裝作業(yè)。
[0016]本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)封裝LED的蓋板部件，避免有機(jī)材料如硅膠的應(yīng)用，尤其可用于紫外LED和不適合使用有機(jī)材料器件的封裝如超大功率COB類產(chǎn)品封裝，解決了惡劣環(huán)境下相關(guān)器件封裝材料易老化變質(zhì)問(wèn)題。
[0017]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2-圖7為玻璃光學(xué)透鏡形狀不同時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0019]如圖1-7所不,本發(fā)明的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板,包括金屬基板I和玻璃光學(xué)透鏡2,金屬基板I上設(shè)有用于放置玻璃光學(xué)透鏡2的臺(tái)階3。設(shè)置臺(tái)階3主要有兩個(gè)目的:1.對(duì)玻璃光學(xué)透鏡2起承載作用，便于制作過(guò)程中的定位；2.增加玻璃光學(xué)透鏡2與金屬基板I的接觸面積，提升二者的結(jié)合力。
[0020]本發(fā)明金屬基板I在20-400°C內(nèi)線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡2線膨脹系數(shù)相近，同時(shí)具備良好的焊接性能，能適應(yīng)后續(xù)焊接等封裝作業(yè)。
[0021]本發(fā)明金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差6%以內(nèi)為匹配封接，金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差超出6%為非匹配封接。
[0022]作為優(yōu)選的，匹配封接時(shí)，金屬基板I為可伐合金基板，可伐金屬基板依據(jù)LED封裝尺寸的不同，可設(shè)計(jì)成不同形狀，如正方形、長(zhǎng)方形、圓形等幾何形狀，以滿足不同封裝尺寸要求；依據(jù)不同的封裝工藝和耐候性要求，可對(duì)金屬基板表面進(jìn)行特殊的表面處理，如鍍金、金錫合金、鎳等。
[0023]作為改進(jìn)，所述金屬基板I可進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，在金屬基板I上設(shè)置各種臺(tái)階以滿足封裝要求。
[0024]更為優(yōu)選的可伐合金基板的線膨脹系數(shù)為4.7-5.0X 10_6/°C，如4J29。
[0025]作為優(yōu)選的，非匹配封接時(shí)，金屬基板I為鋼基板、鋁基板、銅基板、銀基板或合金基板。
[0026]解決非匹配封接主要有兩種方法:1.采用延展性好的薄壁金屬基板與玻璃光學(xué)透鏡封接，利用金屬本身的塑性解決應(yīng)力問(wèn)題；2.金屬基板I和玻璃光學(xué)透鏡2之間設(shè)有過(guò)渡層，過(guò)濾層的線膨脹系數(shù)在金屬基板線膨脹系數(shù)和玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)之間，從而將非匹配封接變?yōu)槠ヅ浞饨印?br> [0027]本發(fā)明玻璃光學(xué)透鏡為氧化物玻璃光學(xué)透鏡或非氧化物玻璃光學(xué)透鏡，如采用高硼玻璃或石英玻璃。對(duì)于近紫外，波長(zhǎng)大于365nm以上
的電磁波，采用高硼玻璃可以滿足要求。如果封裝的波長(zhǎng)小于365nm時(shí)，高硼玻璃對(duì)其透過(guò)率滿足不了要求，因此會(huì)采用石英玻璃。
[0028]本發(fā)明中玻璃光學(xué)透鏡2可依據(jù)需要在其內(nèi)表面或外表面做表面處理，例如增透膜等，以利于LED的光萃?。辉贚ED使用過(guò)程中，例如在紫外固化應(yīng)用過(guò)程中，可能會(huì)有油墨能有機(jī)類材料粘附在LED光學(xué)玻璃透鏡上，鑒于此在不影響出光的條件下，也可在光學(xué)透鏡表面進(jìn)行表面處理，使得其具有自清潔功能。作為改進(jìn)，可依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，設(shè)計(jì)不同的光學(xué)透鏡，例如有些特許應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)LED有出光角度要求，為滿足后續(xù)封裝工藝要求，可將光學(xué)玻璃透鏡制作成實(shí)心、中空、鏤空等形狀。
[0029]本發(fā)明將玻璃光學(xué)透鏡獨(dú)立出來(lái)，通過(guò)預(yù)成型玻璃透鏡，之后與金屬基板結(jié)合方式，避免了開(kāi)具模造模具，只需開(kāi)具玻璃成型模具，大幅降低了 LED產(chǎn)品生產(chǎn)投入，同時(shí)提供了透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)的靈活性和設(shè)計(jì)自由度，在低成本條件下可以針對(duì)不同使用條件開(kāi)具對(duì)應(yīng)的光學(xué)透鏡。
[0030]本發(fā)明采用了金屬基板與玻璃光學(xué)透鏡等無(wú)機(jī)物質(zhì)作為L(zhǎng)ED封裝材料，由于金屬、玻璃相對(duì)于有機(jī)硅材料，其耐腐蝕、耐候性、耐紫外等方面優(yōu)異，能夠大幅度提高LED元器件的穩(wěn)定性，可靠性和壽命，同時(shí)具備良好的焊接性能，能適應(yīng)后續(xù)焊接等封裝作業(yè)。
[0031]本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)封裝LED的蓋板部件，避免有機(jī)材料如硅膠的應(yīng)用，尤其可用于紫外LED和不適合使用有機(jī)材料器件的封裝如超大功率COB類產(chǎn)品封裝，解決了惡劣環(huán)境下相關(guān)器件封裝材料易老化變質(zhì)問(wèn)題。
[0032]上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:包括金屬基板和玻璃光學(xué)透鏡，所述金屬基板上設(shè)有用于放置玻璃光學(xué)透鏡的臺(tái)階。
2.如權(quán)利要求1所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的金屬基板在20-400°C內(nèi)線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相近。
3.如權(quán)利要求1所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差6%以內(nèi)為匹配封接，所述的金屬基板線膨脹系數(shù)與玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)相差超出6%為非匹配封接。
4.如權(quán)利要求3所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:匹配封接時(shí)，所述的金屬基板為可伐合金基板。
5.如權(quán)利要求4所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的可伐合金基板的線膨脹系數(shù)為 4.7-5.0 X 10_6/。。。
6.如權(quán)利要求5所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的可伐合金基板為4J29。
7.如權(quán)利要求3所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:非匹配封接時(shí)，所述的金屬基板為鋼基板、鋁基板、銅基板、銀基板或合金基板。
8.如權(quán)利要求3所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:非匹配封接時(shí)，所述的金屬基板和玻璃光學(xué)透鏡之間設(shè)有過(guò)渡層，所述過(guò)濾層的線膨脹系數(shù)在金屬基板線膨脹系數(shù)和玻璃光學(xué)透鏡線膨脹系數(shù)之間。
9.如權(quán)利要求1所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的玻璃光學(xué)透鏡為氧化物玻璃光學(xué)透鏡或非氧化物玻璃光學(xué)透鏡。
10.如權(quán)利要求9所述的LED無(wú)機(jī)封裝用蓋板，其特征在于:所述的玻璃光學(xué)透鏡為高硼玻璃光學(xué)透鏡或石英玻璃光學(xué)透鏡。
【文檔編號(hào)】H01L33/58GK103682047SQ201310715544
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】趙延民 申請(qǐng)人:中山市秉一電子科技有限公司