一種機械式封裝led器件及機械式封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機械式封裝LED器件及封裝方法，LED器件包括基板，基板設有腔體，腔體內設有LED芯片；在基板上位于腔體的上邊緣設有下凹的臺階，臺階上設有透明窗片，在基板上設有壓制透明窗片的壓板，基板和壓板之間設有緊固件。封裝方法是固晶—放置透明窗片—固定壓板。該LED器件和封裝方法解決了紫外環(huán)境下樹脂、有機硅材料極易老化變質或在一些高低溫、高功率或污染的情況下，封裝材料出現(xiàn)破裂、燒焦或反應等問題，防止器件失效，提升了LED器件的使用壽命。
【專利說明】一種機械式封裝LED器件及機械式封裝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及LED器件及封裝方法。
【背景技術】
[0002]目前，LED器件的封裝多采用硅膠、環(huán)氧樹脂等有機材料對芯片進行密封保護，經(jīng)固化后實現(xiàn)封裝，這些材料透明性好、易于操作、能提高光取出量，但耐紫外性能差，在紫外環(huán)境下極易老化變質，另外在一些高低溫、高功率或污染的情況下，封裝材料會出現(xiàn)破裂、燒焦或化學反應等問題，結果導致器件失效。因此對于有機材料不適合的紫外LED器件以及應用于特殊高溫、高紫外、高污染等惡劣環(huán)境下的器件，尋求適合的封裝工藝非常必要。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的第一目的是提供一種機械式封裝LED器件，該LED器件的結構簡單，在高溫、強紫外線或高污染環(huán)境下不易失效，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明的第二目的是提供一種機械式封裝LED器件的封裝方法，該封裝方法在無需加熱的情況下能保證封裝的氣密性，在高溫、強紫外線或高污染環(huán)境下不易失效，使用壽命長。
[0005]為達到上述第一目的，一種機械式封裝LED器件，包括基板，基板設有腔體，腔體內設有LED芯片；在基板上位于腔體的上邊緣設有下凹的臺階，臺階上設有透明窗片，在基板上設有壓制透明窗片的壓板，基板和壓板之間設有緊固件。
[0006]上述結構，緊固件的機械力傳導到壓板上，壓板施加壓力給透明窗片，透明窗片壓合在臺階上，實現(xiàn)氣密封裝，這樣就不需要在LED芯片上封裝硅膠或環(huán)氧樹脂，使得該LED器件在高溫、強紫外線或高污染環(huán)境下不易失效，使用壽命長。而且該LED器件的結構也簡單。
[0007]作為改進，在透鏡窗片和臺階之間設有密封圈，以提高密封性能。
[0008]作為改進，壓板的內側邊緣位于臺階邊緣的外側，使壓板作用在透明窗片上的力由臺階支承，防止透明窗片因受壓板壓力不均而被損壞，同時避免LED芯片發(fā)出的光被壓板遮擋。
[0009]作為具體化，所述的緊固件為螺釘或鉚釘。
[0010]為達到上述第二目的，一種機械式封裝LED器件的封裝方法包括以下步驟。
[0011](I)將LED芯片設置在基板腔體內的固晶區(qū)內。
[0012](2)將透明窗片放置到臺階上。
[0013](3)將壓板通過緊固件安裝到基板上，壓板安裝好后壓制在透明窗片上，完成LED器件的封裝。
[0014]上述封裝方法，緊固件產(chǎn)生的機械力通過壓板傳遞給透明窗片，透明窗片與臺階緊密接觸實現(xiàn)氣密封裝，這樣就不需要在LED芯片上封裝硅膠或環(huán)氧樹脂，封裝過程中不需要加熱烘烤樹脂或有機硅膠。解決了紫外環(huán)境下樹脂、有機硅材料極易老化變質或在一些高低溫、高功率或污染的情況下，封裝材料出現(xiàn)破裂、燒焦或反應等問題，防止器件失效，提升了 LED器件的使用壽命。
[0015]作為改進，在放置透明窗片前先在臺階上放置密封圈，使密封圈位于臺階和透明窗片之間。在安裝緊固件時，緊固件產(chǎn)生的機械力通過剛性壓板傳遞給透明窗片，透明窗片進而對密封圈產(chǎn)生擠壓力，迫使密封圈發(fā)生彈性形變，填充透明窗片和基板間縫隙，使氣密性更好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為機械式封裝LED器件的裝配圖。
[0017]圖2為機械式封裝LED器件的分解圖。
[0018]圖3為基板的結構示意圖。
[0019]圖4為基板的俯視圖。
[0020]圖5為壓板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0022]如圖1和圖2所示，機械式封裝LED器件包括基板1、LED芯片2、密封圈3、透明窗片4、壓板5及緊固件6。
[0023]如圖3和圖4所不，基板I設有腔體11，腔體11的底面為固晶區(qū)，在基板上位于腔體的上邊緣設有下凹的臺階12 ;基板材質可為金屬、陶瓷等材質。
[0024]上述的LED芯片可以為單顆芯片，也可以為集成芯片陣列，LED芯片2通過固晶或共晶工藝固定于固晶區(qū)上，并完成電路連接。
[0025]所述密封圈3材料為硅橡膠、氟橡膠或氟硅橡膠等耐高溫、抗老化材質。密封圈3放置在臺階12上。
[0026]所述透明窗片4材料為玻璃、PC、PMMA等高透過率材質，透明窗片4設置在密封圈上。
[0027]所述壓板5材料為金屬、硬質塑料等剛性材料；如圖5所示，壓板5的中部設有孔51，便于出光。壓板5通過緊固件6固定在基板上，壓板壓制在透明窗片4上。壓板的內側邊緣位于臺階邊緣的外側，使壓板作用在透明窗片上的力由臺階支承，防止透明窗片因受壓板壓力不均而被損壞，同時避免LED芯片發(fā)出的光被壓板遮擋。
[0028]所述的緊固件6為鉚釘或螺釘，優(yōu)選螺釘，這樣，對應的在基板I上設有螺釘孔13，在壓板5上設有過孔52，利用螺釘緊固壓板。
[0029]機械式封裝LED器件的封裝方法包括以下步驟。
[0030](I)將LED芯片2通過固晶或共晶工藝固定于固晶區(qū)上，并完成電路連接。
[0031](2)將密封圈3放置在臺階12上。
[0032](3)將透明窗片4放置到密封圈3上。
[0033](4)將壓板5通過螺釘安裝到基板I上，壓板5安裝好后壓制在透明窗片4上，密封圈擠壓變形，完成LED器件的封裝。
[0034]在本實施方式中，螺釘緊固后，螺釘產(chǎn)生的機械力通過壓板5傳遞給透明窗片4上，透明窗片4進而對密封圈3產(chǎn)生擠壓力，迫使密封圈3發(fā)生彈性形變，填充透明窗片和基板間縫隙，并在透明窗片4下方形成空腔。這樣就不需要在LED芯片上封裝硅膠或環(huán)氧樹脂，封裝過程中不需要加熱烘烤樹脂或有機硅膠。解決了紫外環(huán)境下樹脂、有機硅材料極易老化變質或在一些高低溫、高功率或污染的情況下，封裝材料出現(xiàn)破裂、燒焦或反應等問題，防止器件失效，提升了 LED器件的使用壽命，而且該結構的LED器件的結構也簡單。
【權利要求】
1.一種機械式封裝LED器件，包括基板，基板設有腔體，腔體內設有LED芯片；其特征在于:在基板上位于腔體的上邊緣設有下凹的臺階，臺階上設有透明窗片，在基板上設有壓制透明窗片的壓板，基板和壓板之間設有緊固件。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械式封裝LED器件，其特征在于:在透鏡窗片和臺階之間設有密封圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的機械式封裝LED器件，其特征在于:壓板的內側邊緣位于臺階邊緣的外側。
4.根據(jù)權利要求1所述的機械式封裝LED器件，其特征在于:所述的緊固件為螺釘或鉚釘。
5.一種機械式封裝LED器件的封裝方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將LED芯片設置在基板腔體內的固晶區(qū)內； (2)將透明窗片放置到臺階上； (3)將壓板通過緊固件安裝到基板上，壓板安裝好后壓制在透明窗片上，完成LED器件的封裝。
6.根據(jù)權利要求1所述的機械式封裝LED器件的封裝方法，其特征在于:在放置透明窗片前先在臺階上放置密封圈，使密封圈位于臺階和透明窗片之間。
【文檔編號】H01L25/075GK103474556SQ201310426944
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權日:2013年9月18日
【發(fā)明者】湯樂明, 黃敏, 尹鍵, 沙磊, 吳乾, 王躍飛 申請人:廣州市鴻利光電股份有限公司