本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其適用于半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)和激光照明封裝器件等具有高光通密度和短波長高能量輸出的光源器件封裝，具本是涉及一種LED器件的封裝方法及LED器件。

背景技術(shù)：

目前在LED封裝領(lǐng)域主要采用有機(jī)膠水對LED芯片進(jìn)行封裝，部分LED是將有機(jī)膠水灌封在支架反射腔體內(nèi)，也有采用模具成型工藝將有機(jī)膠水形成各種形狀包覆LED芯片。LED芯片所發(fā)出的光通過有機(jī)膠水透射而發(fā)出。當(dāng)LED芯片所發(fā)出的光具有高能量密度時，經(jīng)過長時間照射有機(jī)膠水的分子鏈會產(chǎn)生斷裂，進(jìn)而產(chǎn)生顏色的變化例如發(fā)黃，膠水本體發(fā)生變脆的現(xiàn)象進(jìn)而產(chǎn)生開裂，破壞了LED封裝體的密封性能，會導(dǎo)致LED器件失效。

尤其在低波長的紫外器件和高能量密度的激光器重產(chǎn)生此現(xiàn)象。為了克服這類失效，有部分封裝器件采用無機(jī)蓋板和有機(jī)膠水結(jié)合的方式，使用有機(jī)膠水涂覆在無機(jī)蓋板的周圍，用以和具有臺階結(jié)構(gòu)的支架腔體固定。采用這一方法雖然可以延長使用壽命，但，長時間照射仍然會使膠水失效，使得LED器件氣密性不好，甚至蓋板脫落。該種具有臺階的陶瓷支架成型難度高，焊接效果差，且工藝難度大。總而言之，目前的產(chǎn)品依然存在采用無機(jī)膠水的缺陷和臺階或凹槽結(jié)構(gòu)的陶瓷基板生產(chǎn)成高，成型難度大的困境，從而阻礙了低波長LED器件和高光通密度的LED器件和激光照明器件的推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于進(jìn)行一種全無機(jī)材料的高可靠性、耐紫外線照射、耐潮濕和耐腐蝕、氣密性好的LED封裝器件。該LED器件包括透明密封蓋板、金屬密封環(huán)、基板、LED芯片和LED焊接導(dǎo)線，將LED芯片安裝基板上使LED焊接導(dǎo)線與LED芯片連接，通過將透明密封蓋板和金屬密封環(huán)之間，及金屬密封環(huán)和基板之間共晶焊接進(jìn)行封裝形成密閉空間，并使LED芯片位于該密閉空間內(nèi)。

通過該封裝方法所制作的LED光源全程沒有使用有機(jī)材料，使得LED光源不受封裝體內(nèi)無機(jī)材料的老化影響，具有生產(chǎn)工藝簡單、成本低、長壽命和高可靠性的特點(diǎn)。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，該密封蓋板是由透明無機(jī)材料組成，且在蓋板周圍有一圈用于和密封環(huán)焊接的金屬層，其材料優(yōu)選用藍(lán)寶石、硅、玻璃體系無機(jī)材料制成，該金屬層是圓形、四邊形或多邊形形狀，金屬層的材質(zhì)為金、銀、銅、金錫、銀錫中的一種或多種金屬通過共燒、濺射、蒸鍍、電鍍、沉積或化學(xué)反應(yīng)而制成，金屬層厚度范圍在0.1um～100um之間。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，該LED器件所用密封環(huán)主體是由金、銀、銅、鐵等金屬合金而成，在密封環(huán)的表面進(jìn)行電鍍金、銀、銅、金錫、銀錫中的一種或多種混合而成的金屬層，厚度在1～10um之間。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，該LED器件基板是由陶瓷、金屬或石墨體系材料制成的平面結(jié)構(gòu)，陶瓷材料優(yōu)選氧化鋁和氮化鋁材料，具有單面或者雙面的線路層且線路層是由導(dǎo)電金屬構(gòu)成，該金屬層為金、銀、銅、金錫、銀錫中的一種或多種混合而成，該基板整體厚度在0.1～5mm之間，優(yōu)選在0.3～1.0mm之間，金屬層厚0.03～1mm之間，優(yōu)選在0.05～0.5mm之間。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，該LED器件所用芯片為LED垂直芯片或LED倒裝芯片，且芯片底部焊盤金屬層為金錫合金、銀錫合金或金，在高溫環(huán)境下和LED光源基板能形成金屬共晶連接，高溫環(huán)境為真空環(huán)境或氮?dú)猸h(huán)境，溫度在150°～450°之間，優(yōu)選溫度為285°～415°之間，該芯片波長為210nm～1100nm之間，優(yōu)選為：265nm～365nm之間的紫外波段和430～460nm的藍(lán)色激光芯片。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，其密封蓋板和密封環(huán)及陶瓷基板的共晶焊接溫度在265°～415°之間，且在真空環(huán)境或氮?dú)猸h(huán)境內(nèi)完成。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)特征，其透明密封蓋板的光透透射率>70％,折射率在1.2～2之間。

附圖說明：

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要說明。所述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖，同屬于本發(fā)明實(shí)施例范疇之內(nèi)。

圖1所示為實(shí)施例中的透明無機(jī)密封蓋板，其為平面結(jié)構(gòu)，1為透明無機(jī)蓋板，11為透明無機(jī)蓋板上的金屬層。

圖2所示為實(shí)施例中的陶瓷基板正面，4為陶瓷基板，41顯示為陶瓷基板上的金屬層，該金屬層是和金屬密封焊接區(qū)域，43顯示區(qū)域是陶瓷基板和LED芯片焊接的金屬區(qū)域。

圖3所示為實(shí)施例中的金屬密封環(huán)，2為屬密封環(huán)，21為金屬密封環(huán)所形成的密封區(qū)域。

圖4所示為實(shí)施例中的LED器件的截面圖，11為無機(jī)透明蓋板和金屬環(huán)焊接后所形成的共晶金屬層；41為密封金屬環(huán)和陶瓷基板焊接后所形成的共晶金屬層；42金屬層為陶瓷基板和外部電路連接的金屬層。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的具體實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明創(chuàng)造中的各種技術(shù)特征，在不相互矛盾沖突的前提下可以交互組合。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無機(jī)封裝的LED器件，首先將平面陶瓷基板正反兩面濺射一層金屬銅，形成金屬層41和金屬層42；其中41金屬層還可根據(jù)不同芯片具有不同形狀及電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中只選取倒裝芯片作為實(shí)施例的一種，如圖中的43金屬層所示為匹配對稱結(jié)構(gòu)的倒裝芯片而形成的金屬層形狀。在金屬層43的兩邊經(jīng)過激光打孔形成雙面基板的導(dǎo)通孔，在導(dǎo)通孔內(nèi)塞填銅漿或銀漿等金屬材料形成電路導(dǎo)通即金屬層43和金屬層42的部分導(dǎo)通。金屬層42也可根據(jù)不同的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計不同的金屬層形狀。通過蝕刻出相應(yīng)的線路，主要有兩個功能區(qū)域，一是芯片焊接區(qū)域，二是金屬密封環(huán)焊接區(qū)域。然后在銅層表面通過電鍍、蒸鍍、沉積或化學(xué)反應(yīng)等方法形成金錫、金、銀錫或銀的共晶焊接金屬層。

無機(jī)透明蓋板優(yōu)選藍(lán)寶石材質(zhì)，將藍(lán)寶石蓋板的周圍區(qū)域進(jìn)行金屬化處理，形成11金屬層。

金屬環(huán)2是通過金屬型材加工而成，再經(jīng)過金屬表面處理形成兩個端面的金屬鍍層。

本實(shí)施例中的LED器件的封裝過程是：

步驟一：先將LED芯片3和陶瓷基板4進(jìn)行連接，連接方式可以是共晶、錫膏焊接或銀膠粘結(jié)方式。

步驟二：將密封金屬環(huán)2和陶瓷基板4焊接，形成封裝腔體。

步驟三：將無機(jī)透明密封蓋板1和密封金屬環(huán)2的上端面進(jìn)行共晶焊接，完成封裝腔體的密封。

或者有另外一種LED器件的封裝過程是：

步驟一：將LED芯片3和密封金屬環(huán)2同時放置在陶瓷基板4上，再進(jìn)行共晶焊接。

步驟二：將無機(jī)透明密封蓋板1和密閉金屬環(huán)的上端進(jìn)行焊接。

或者有另外一種組裝方法：

步驟一：將LED芯片和陶瓷基板4進(jìn)行焊接。

步驟二：將2密封金屬環(huán)和無機(jī)透明蓋板進(jìn)行焊接。

步驟三：將步驟一和步驟二形成的組件進(jìn)行焊接。

以上步驟中所說的焊接為共晶焊接，高溫環(huán)境為真空環(huán)境或氮?dú)猸h(huán)境，溫度在150°～450°之間，焊接過程中可對各部件的上方施加壓力，在共晶過程中可使用阻焊劑來提高焊接質(zhì)量。

需要特別說明的是，雖然本發(fā)明只針對短波長LED器件和高光通密度的激光器件進(jìn)行了闡述和實(shí)施例說明，但本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)同樣其他高可靠性LED器件及激光器件的封裝結(jié)構(gòu)，以解決這些器件對高密閉性、耐腐蝕性和長壽命等品質(zhì)的要求。

以上對發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出許多種等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。