CN104037316B - 一种led无机封装支架及其封装方法 - Google Patents

一种led无机封装支架及其封装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104037316B
CN104037316B CN201410273557.2A CN201410273557A CN104037316B CN 104037316 B CN104037316 B CN 104037316B CN 201410273557 A CN201410273557 A CN 201410273557A CN 104037316 B CN104037316 B CN 104037316B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass lens
rack body
led
metal layer
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410273557.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104037316A (zh
Inventor
何永泰
乔翀
李坤锥
李恒彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongli Zhihui Group Co Ltd
Original Assignee
Hongli Zhihui Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongli Zhihui Group Co Ltd filed Critical Hongli Zhihui Group Co Ltd
Priority to CN201410273557.2A priority Critical patent/CN104037316B/zh
Publication of CN104037316A publication Critical patent/CN104037316A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104037316B publication Critical patent/CN104037316B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种LED无机封装支架及其封装方法,(1)对LED芯片进行固晶、焊线;(2)采用钢网印刷工艺往支架本体的第二台阶上刷上锡膏;(3)对支架本体进行预热,锡膏不至于融化,而原来常温下支架本体第一台阶与玻璃透镜的过盈配合扩张成间隙配合;(4)将玻璃透镜排列在与支架本体适配的模具上;(5)取出预热后的支架本体与玻璃透镜结合;(6)安装好透镜的LED支架过一次回流焊。由于第一过渡面上第二金属层所用材料的热膨胀系数大于玻璃透镜的热膨胀系数,第一级台阶张开的尺寸将会大于玻璃透镜张开的尺寸,从而使工作时的玻璃透镜与第一台阶的配合成为过渡配合,释放了挤压应力,提高了材料的疲劳寿命。

Description

一种LED无机封装支架及其封装方法
技术领域
本发明涉及LED支架,尤其是一种LED无机封装支架及其封装方法。
背景技术
LED 即发光二极管,是一种固体半导体发光器件。随着 LED 技术的发展,LED 的封装波段逐渐往近紫外甚至深紫外方向发展,而功率也往大功率方面发展。然而采用传统的有机硅胶材的封装,比如,直插式 LED 多采用环氧树脂封装,贴片式 LED 多采用硅树脂或硅胶封装,而此类有机硅材料在长时间服役条件下,由于水、光、热等因素的影响容易失效,导致器件的光通量、辐射通量等的急剧衰减,甚至导致器件失效。对于大功率 LED 集成光源来说,由于各种原因,如芯片发热、散热不足等情况,导致器件表面温度过高,进而导致器件失效。为了避免有机封装带来的缺陷,LED无机封装技术逐渐兴起,如中国专利,公开号为103325922的一种 LED 封装方法,其公开了包括以下步骤 (1)预处理 ;其中包括对玻璃盖板、膨胀合金和基板焊接区的表面进行预处理 (2)焊接 (a)金属与陶瓷焊接,首先将膨胀合金与基板组装放置在夹具中,陶瓷基板接阴极,膨胀合金接阳极,采用高频感应加热,将夹具放在交变磁场中,调节频率控制膨胀合金温度在 200~300℃ ;施加 700~900V 的直流电压,维持温度、电压 15~30min 以后,将直流电压停止,将陶瓷基板与膨胀合金焊接在一起 (b)金属与玻璃焊接,将玻璃盖板移到膨胀合金上,膨胀合金接阳极,玻璃盖板接阴极,将夹具放在交变磁场中,施加 600~900v 的直流电压,维持温度、电压15~50min 以后,将直流电压停止,焊接完成。由于LED支架在工作时温度会升高,LED支架以及玻璃透镜均会发生热胀冷缩现象,由于玻璃透镜与支架本体的材料不同,因此二者的伸缩幅度不一样,焊接处由于热膨胀系数差异导致的应力,增大焊接层的疲劳,使LED支架的使用寿命大打折扣。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种LED无机封装支架及其封装方法,克服现有无机封装玻璃透镜与支架之间由于热膨胀系数差异导致应力出现的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案之一是:一种LED无机封装支架,包括支架本体和与所述支架本体盖合的玻璃透镜,所述支架本体上设有用于容置LED芯片的凹陷,所述支架本体的顶部内边缘设有环绕所述凹陷设置的第一台阶,所述支架本体的顶部于所述第一台阶***设有第二台阶,第二台阶高于第一台阶,第二台阶与第一台阶之间形成第一过渡面,支架本体顶部与第二台阶之间形成第二过渡面,所述玻璃透镜的边缘安装在所述第一台阶上,所述玻璃透镜的侧边边缘设有第一金属层,所述第一过渡面上设有第二金属层,所述第二金属层与第一金属层的侧面对应,且常温下第一金属层与第二金属层为过盈配合;所述第二过渡面上设有第三金属层,所述第三金属层、第二台阶以及第一金属层的上部共同围成环绕所述第一台阶的凹槽,所述凹槽内填充有锡膏。第一过渡面与玻璃透镜在常温下过盈配合,可以产生金属层之间的挤压应力,从而增强气密性。由于过盈配合掌握在适合的范围内,在支架本体加热时,其尺寸扩张为间隙配合,从而方便玻璃透镜的安装;封装完毕后,在工作时紫外LED发光并产生热量,加热整个器件,由于第一过渡面上第二金属层所用材料的热膨胀系数大于玻璃透镜的热膨胀系数,第一级台阶张开的尺寸将会大于玻璃透镜张开的尺寸,从而使工作时的玻璃透镜与第一台阶的配合成为过渡配合,释放了挤压应力,提高了材料的疲劳寿命。锡膏层放置在凹槽内,锡膏与第二过渡面、第二台阶以及玻璃透镜的侧面接触,可以保证回流焊过程中三个面的焊接密封,同时锡膏使用量或多或少均可达到密封要求,从而扩大了锡膏使用量的容许误差,降低了刷锡膏工艺的技术要求,提高了经济效益。由于第一过渡面和玻璃透镜的侧面接触处仍然有金属镀层,在回流焊过程中的间隙配合允许锡膏往间隙里浸润,填补了玻璃透镜侧面可能出现的微观不平整,从而提高焊接的可靠性。锡膏层保留了上表面的自由度,允许锡膏在不同温度下的热胀冷缩,从而释放了焊接处由于热膨胀系数差异导致的应力,提高焊接层的疲劳寿命。
作为改进,所述第二台阶上设有第三金属层。
作为改进,所述第一金属层、第二金属层和第三金属层均为镀银层、镀金层或合金层。
作为改进,所述玻璃透镜为方形。
作为改进,所述玻璃透镜上设有球形凸起。
作为改进,所述支架本体材料为铝、铜或陶瓷。本方案采用金属或陶瓷材料作为支架本体,可以大大降低热阻,提高LED的使用寿命,陶瓷作为绝缘材料更适合热电分离的设计。
作为改进,所述凹陷呈方形。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案之二是:一种如权利要求1所述LED无机封装支架封装方法,包括以下步骤:
(1)在LED支架本体的凹陷内对LED芯片进行固晶、焊线;
(2)采用钢网印刷工艺往支架本体的第二台阶上刷上锡膏;
(3)对支架本体进行预热,预热温度为120℃至150℃,保证此温度下锡膏不至于融化,而原来常温下支架本体第一台阶与玻璃透镜的过盈配合扩张成间隙配合;
(4)将玻璃透镜排列在与支架本体适配的模具上;
(5)取出预热的支架本体并将其与玻璃透镜配合;
(6)安装好透镜的LED支架过一次回流焊。
作为改进,所述步骤(5)的具体方法:取出预热后的支架本体,翻转180°扣在玻璃透镜上,然后将支架本体连同玻璃透镜再翻转180°,取出模具。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
常温下,玻璃透明与支架本体为过盈配合,可以产生金属层之间的挤压应力,从而增强气密性;
由于过盈配合掌握在适合的范围内,在支架本体加热时,其尺寸扩张为间隙配合,从而方便玻璃透镜的安装;
LED工作时,由于第一过渡面上第二金属层所用材料的热膨胀系数大于玻璃透镜的热膨胀系数,第一级台阶张开的尺寸将会大于玻璃透镜张开的尺寸,从而使工作时的玻璃透镜与第一台阶的配合成为过渡配合,释放了挤压应力,提高了材料的疲劳寿命。
附图说明
图1为本实用新型主视图。
图2为本实用新型俯视图。
图3为本实用新型分解视图。
图4为另一形式的玻璃透镜示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1至3所示,一种LED无机封装支架,包括支架本体1和与所述支架本体1盖合的玻璃透镜4。所述玻璃透镜4为方形,所述玻璃透镜4上设有球形凸起,使透镜具有一定的配光作用,另外,如图4所示,该玻璃透镜4也可以是普通玻璃板。如图3所示,所述支架本体1上设有用于容置LED芯片的方形凹陷3,所述支架本体1的顶部内边缘设有环绕所述凹陷设置的第一台阶6,所述支架本体1的顶部于所述第一台阶6***设有第二台阶7,第二台阶7高于第一台阶6,第二台阶7与第一台阶6之间形成第一过渡面,支架本体1顶部与第二台阶7之间形成第二过渡面,所述玻璃透镜4的边缘安装在所述第一台阶6上。所述玻璃透镜4的侧边边缘设有第一金属层10,所述第一过渡面上设有第二金属层8,所述第二金属层8与第一金属层10的侧面对应,且常温下第一金属层10与第二金属层8为过盈配合;所述第二台阶7上设有第三金属层9,所述第二过渡面上设有第三金属层9,所述第一金属层10、第二金属层8和第三金属层9均为镀银层、镀金层或合金层;所述第三金属层9、第二台阶7以及第一金属层10的上部共同围成环绕所述第一台阶6的凹槽5,所述凹槽5内填充有锡膏。
LED无机封装支架的封装方法:
(1)在LED支架本体1的凹陷内对LED芯片进行固晶、焊线;
(2)采用钢网印刷工艺往支架本体1的第二台阶7上刷上锡膏;
(3)对支架本体1进行预热,预热温度为120℃至150℃,保证此温度下锡膏不至于融化,而原来常温下支架本体1第一台阶6与玻璃透镜4的过盈配合扩张成间隙配合;
(4)将玻璃透镜4排列在与支架本体1适配的模具上;
(5)取出预热后的支架本体1,翻转180°扣在玻璃透镜4上,然后将支架本体1连同玻璃透镜4再翻转180°,取出模具;
(6)安装好透镜的LED支架过一次回流焊。
本方案采用金属或陶瓷材料作为支架本体1,可以大大降低热阻,提高LED的使用寿命,陶瓷作为绝缘材料更适合热电分离的设计。第一过渡面与玻璃透镜4在常温下过盈配合,可以产生金属层之间的挤压应力,从而增强气密性。由于过盈配合掌握在适合的范围内,在支架本体1加热时,其尺寸扩张为间隙配合,从而方便玻璃透镜4的安装;封装完毕后,在工作时紫外LED发光并产生热量,加热整个器件,由于第一过渡面上第二金属层8所用材料的热膨胀系数大于玻璃透镜4的热膨胀系数,第一级台阶张开的尺寸将会大于玻璃透镜4张开的尺寸,从而使工作时的玻璃透镜4与第一台阶6的配合成为过渡配合,释放了挤压应力,提高了材料的疲劳寿命。锡膏层放置在凹槽内,锡膏与第二过渡面、第二台阶7以及玻璃透镜4的侧面接触,可以保证回流焊过程中三个面的焊接密封,同时锡膏使用量或多或少均可达到密封要求,从而扩大了锡膏使用量的容许误差,降低了刷锡膏工艺的技术要求,提高了经济效益。由于第一过渡面和玻璃透镜4的侧面接触处仍然有金属镀层,在回流焊过程中的间隙配合允许锡膏往间隙里浸润,填补了玻璃透镜4侧面可能出现的微观不平整,从而提高焊接的可靠性。锡膏层保留了上表面的自由度,允许锡膏在不同温度下的热胀冷缩,从而释放了焊接处由于热膨胀系数差异导致的应力,提高焊接层的疲劳寿命。

Claims (9)

1.一种LED无机封装支架,包括支架本体和与所述支架本体盖合的玻璃透镜,其特征在于:所述支架本体上设有用于容置LED芯片的凹陷,所述支架本体的顶部内边缘设有环绕所述凹陷设置的第一台阶,所述支架本体的顶部于所述第一台阶***设有第二台阶,第二台阶高于第一台阶,第二台阶与第一台阶之间形成第一过渡面,支架本体顶部与第二台阶之间形成第二过渡面,所述玻璃透镜的边缘安装在所述第一台阶上,所述玻璃透镜的侧边边缘设有第一金属层,所述第一过渡面上设有第二金属层,所述第二金属层与第一金属层的侧面对应,且常温下第一金属层与第二金属层为过盈配合;所述第二过渡面上设有第三金属层,所述第三金属层、第二台阶以及第一金属层的上部共同围成环绕所述第一台阶的凹槽,所述凹槽内填充有锡膏。
2.根据权利要求1所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述第二台阶上设有第三金属层。
3.根据权利要求1所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述第一金属层、第二金属层和第三金属层均为镀银层、镀金层或合金层。
4.根据权利要求1所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述玻璃透镜为方形。
5.根据权利要求4所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述玻璃透镜上设有球形凸起。
6.根据权利要求1所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述支架本体材料为铝、铜或陶瓷。
7.根据权利要求1所述的一种LED无机封装支架,其特征在于:所述凹陷呈方形。
8.一种如权利要求1所述LED无机封装支架封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在LED支架本体的凹陷内对LED芯片进行固晶、焊线;
(2)采用钢网印刷工艺往支架本体的第二台阶上刷上锡膏;
(3)对支架本体进行预热,预热温度为120℃至150℃,保证此温度下锡膏不至于融化,而原来常温下支架本体第一台阶与玻璃透镜的过盈配合扩张成间隙配合;
(4)将玻璃透镜排列在与支架本体适配的模具上;
(5)取出预热的支架本体并将其与玻璃透镜配合;
(6)安装好透镜的LED支架过一次回流焊。
9.根据权利要求8所述的LED无机封装支架封装方法,其特征在于:所述步骤(5)的具体方法:取出预热后的支架本体,翻转180°扣在玻璃透镜上,然后将支架本体连同玻璃透镜再翻转180°,取出模具。
CN201410273557.2A 2014-06-19 2014-06-19 一种led无机封装支架及其封装方法 Active CN104037316B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410273557.2A CN104037316B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种led无机封装支架及其封装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410273557.2A CN104037316B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种led无机封装支架及其封装方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104037316A CN104037316A (zh) 2014-09-10
CN104037316B true CN104037316B (zh) 2017-06-20

Family

ID=51468011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410273557.2A Active CN104037316B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种led无机封装支架及其封装方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104037316B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105895778A (zh) * 2014-11-30 2016-08-24 浙江英特来光电科技有限公司 一种整板封装的陶瓷led灯丝及其加工方法
CN105280783A (zh) * 2015-11-18 2016-01-27 佛山市南海区联合广东新光源产业创新中心 一种紫外led器件
CN105428472A (zh) * 2015-11-18 2016-03-23 佛山市南海区联合广东新光源产业创新中心 一种紫外led器件的制造方法
CN106601889A (zh) * 2016-05-17 2017-04-26 陈秋胜 一种窗口气密无硅胶的半导体发光芯片封装结构
CN106449542B (zh) * 2016-08-26 2019-08-23 深圳市五矿发光材料有限公司 一种视窗气密无硅胶的半导体发光芯片的封装结构
KR102641336B1 (ko) 2017-09-05 2024-02-28 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자 패키지
CN109509824B (zh) * 2018-12-13 2024-07-16 佛山市国星光电股份有限公司 Led器件和灯组阵列
CN109713092A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 中山市奥利安光电科技有限公司 Uv led的封装结构及uv led的封装方法
CN112490338A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 中芯先进半导体(深圳)有限公司 一种无胶共晶安装透镜的方法及led封装结构
CN112490339B (zh) * 2020-12-10 2022-06-03 鸿利智汇集团股份有限公司 一种led无机封装方法
CN113113524A (zh) * 2021-03-30 2021-07-13 佛山市国星光电股份有限公司 一种深紫外led器件及其制造方法
CN114335297A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 北京大学东莞光电研究院 Led透镜的丝印封装方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1521863A (zh) * 2003-02-10 2004-08-18 光磊科技股份有限公司 发光二极管的封装装置
CN1684278A (zh) * 2004-04-15 2005-10-19 联欣光电股份有限公司 一种发光二极管的封装结构及其封装方法
JP2005347564A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 気密封止パッケージ
CN201274297Y (zh) * 2008-09-23 2009-07-15 王海军 可提高亮度的大功率led封装结构
CN201307605Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 弘凯光电(深圳)有限公司 Led封装结构
CN102244178A (zh) * 2010-05-14 2011-11-16 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管的封装结构
CN103137833A (zh) * 2013-03-15 2013-06-05 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 一种led封装方法及结构
CN203192857U (zh) * 2013-03-13 2013-09-11 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 发光二极管封装结构
CN103682047A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中山市秉一电子科技有限公司 一种led无机封装用盖板

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1521863A (zh) * 2003-02-10 2004-08-18 光磊科技股份有限公司 发光二极管的封装装置
CN1684278A (zh) * 2004-04-15 2005-10-19 联欣光电股份有限公司 一种发光二极管的封装结构及其封装方法
JP2005347564A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 気密封止パッケージ
CN201274297Y (zh) * 2008-09-23 2009-07-15 王海军 可提高亮度的大功率led封装结构
CN201307605Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 弘凯光电(深圳)有限公司 Led封装结构
CN102244178A (zh) * 2010-05-14 2011-11-16 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管的封装结构
CN203192857U (zh) * 2013-03-13 2013-09-11 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 发光二极管封装结构
CN103137833A (zh) * 2013-03-15 2013-06-05 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 一种led封装方法及结构
CN103682047A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中山市秉一电子科技有限公司 一种led无机封装用盖板

Also Published As

Publication number Publication date
CN104037316A (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104037316B (zh) 一种led无机封装支架及其封装方法
CN103762298A (zh) Led晶片组合封装材料及工艺
CN103137833A (zh) 一种led封装方法及结构
CN104392942A (zh) 无压低温烧结纳米银焊膏封装大功率igbt器件的方法
CN104576905B (zh) 芯片安装方法以及芯片封装体
CN103022307A (zh) 一种圆片级led封装方法
CN203895492U (zh) 一种led分立式器件支架
CN102881806B (zh) 一种smd led单元及其封装方法
CN1945803B (zh) 一种大功率led扩展光源器件的封装方法
CN103943763B (zh) 一种倒装led芯片的封装结构及方法
CN203910858U (zh) 一种全无机贴片led封装结构
CN105870297A (zh) 一种led光源及其封装方法
CN103022333B (zh) 一种led芯粒的固晶方法
WO2013143038A1 (zh) 直接发出白光的发光二极管晶圆片的制造方法
CN203932103U (zh) 一种led无机封装支架
CN107516705B (zh) 一种基于ncsp封装技术的新型制作工艺
CN106981555A (zh) 一种浅杯高可靠性紫光led封装器件及其制造方法
TWI528596B (zh) 發光二極體封裝結構及其製造方法
CN110707199B (zh) 一种深紫外led器件及其封装方法
CN106764560A (zh) 一种led灯的制造方法
CN103855280B (zh) 一种led晶片级封装方法
CN206098442U (zh) 一种窗口气密无硅胶的半导体发光芯片封装结构
CN102280427B (zh) 一种金属与塑料混合封装的可控硅封装结构及其封装方法
CN105580130A (zh) 用于安装芯片的衬底和芯片封装
CN205488204U (zh) Led封装结构以及led随身灯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 510890 Huadu District, Guangdong, Guangzhou Flower Town, SAST Road, No. 1, No. 1

Applicant after: Hongli Newell group Limited by Share Ltd

Address before: Huadu District, Guangdong city of Guangzhou Province, 510800 East Town Airport high-tech industrial base and SAST Jingu South Road intersection

Applicant before: Guangzhou Hongli Tronic Co., Ltd.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant