[发明专利]一种全无机集成LED封装方法和结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装方法，具体涉及一种全无机材料制成的集成LED封装的方法和结构。

背景技术

集成LED光源在照明领域具有广泛的应用，目前，LED 的封装多采用硅胶、环氧树脂等有机材料对芯片进行密封保护，这些材料透明性好、易于操作、能提高出光效率，但耐紫外性能差，抗老化性能差，在紫外环境下极易老化变质，采用传统的有机硅胶材的封装，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。因此有机材料不适于封装紫外LED 器件以及在高温、高紫外灯恶劣环境下使用的器件，因此选择一种高耐老化型封装非常有必要，采用无机方式封装是途径之一，但目前实现无机密封封装技术困难较大，其主要原因是温度的限制，以及材料各方面综合性能的制约。本方案选择了全无机结构封装工艺能在一定程度上能够解决以上问题。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种全无机集成LED封装方法和结构，其从LED封装结构的改进入手，并结合相应的封装工艺，从而在一定程度上能够解决以上背景技术中提及的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种全无机集成LED封装方法，包括如下过程：

过程1：制作支架以及玻璃盖板，其具体包括以下过程：

过程11：制备陶瓷基板，陶瓷基板总厚度控制在3-4mm之间；该陶瓷基板上设有凹槽，设置凹槽位置处的陶瓷基板的厚度范围控制在0.4-0.6mm之间；同时，凹槽的上边沿向四周外侧水平延伸，与陶瓷基板的上边沿形成梯形连接结构。其中，控制陶瓷基板的厚度是为了解决是LED的应用市场。如果厚度过薄的话，在安装时会由于应力的作用造成材料开裂，而如果厚度过厚的话会影响到材料的应用范围；

过程12：对陶瓷基板的凹槽进行激光钻孔，该孔用来将陶瓷基板内部的第一电极引到支架底部,该孔的直径选择0.2-0.3mm之间；将陶瓷基板内部的第二电极引到支架的表层。然后对陶瓷基板做前处理清洁，并在陶瓷基板的内凹槽局部区域印刷导电电路，烘烤固化，并形成相应的电路板，附着在陶瓷基板上，以最终形成支架。其中，第二电极通过背面钻孔形成U型结构，再引到支架表层上；

过程13：为了保护产品质量制作玻璃盖板，该玻璃盖板恰放置于陶瓷基板的梯形连接结构上，以将陶瓷基板盖合，用来保护芯片和共晶焊点金属材料，其厚度范围为0.8-1.5mm；且玻璃盖板的边缘经过打磨处理；

过程14：将过程12获得的陶瓷基板，在梯形连接结构的表面设置第一金属层，可以有效通过金属的附着力，将两层材料完整的结合在一起。形成具有高导热性能的金属化陶瓷基板边框，将过程13制成的玻璃盖板，在其与陶瓷基板的接触面上同样设置第二金属层，形成具有高导热性能的玻璃盖板边框，具体过程如下：将电浆料（含有银浆料、铂浆料和钇浆料，锡膏、纯银浆料、铂浆料和钇浆料）混合均匀形成混合浆料；采用乳胶丝印板，把混合浆料刮印在过程12处理后的支架的印刷平面上，该混合浆料的厚度范围为10-20μm，再经烘干房烘烤到150℃，然后进入特定梯度烧制炉烧制，在780℃的温度时恒温10 分钟后，强制降温时间20 分钟到25℃，即制得具有高导热性能的金属化陶瓷边框和玻璃边框；陶瓷基板的第一金属层配合玻璃盖板的第二金属层，第一金属层与第二金属层材料具有相近熔点并能很好熔接，第二金属层与第一金属层可通过电阻焊方式连接在一起；其中，陶瓷基板和玻璃盖板的边框分开制作，其制作条件相同；通过以上的制作工艺，可以将陶瓷基板和玻璃盖板的金属层厚度加厚，为下面的电阻焊做准备。

过程2：对过程1制成的支架进行烘烤除湿、电浆清洗；其烘烤条件为：100°-250°，烘烤时间为30-120min，电浆清洗功率为200-300W，清洗时间为5-8min；

过程3：将倒装芯片扩晶，在清洁好的陶瓷基板进行点助焊剂，固晶，所述助焊剂重要参数要求粘度≥100KCPS，沸点在150℃ -220℃之间；其中采用倒装芯片，是为了提高芯片的初始出光效率，倒装芯片通过共晶焊的方式将芯片焊接在陶瓷基板的凹槽内；为了更好的保护倒装芯片，因此在工艺制作过程中间倒装芯片固晶在凹槽内。