[发明专利]一种全无机贴片LED封装方法及封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装方法，具体涉及一种贴片LED封装的方法和结构，该贴片LED封装的所有材料均采用无机材料制成，也即一种全无机贴片LED封装结构。

背景技术

贴片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。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种全无机贴片LED封装方法，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，一种全无机贴片LED封装方法，其包括如下过程：

过程1：制作支架，其具体包括以下过程：

过程11：制备陶瓷基板，该陶瓷基板上设有用于放置LED芯片的凹槽，陶瓷基板总厚度控制在4-6mm之间； 

过程12：对陶瓷基板的凹槽进行钻孔，该孔用来将陶瓷基板内部的电极引到支架底部,该孔的直径选择0.08-0.2mm之间；然后对陶瓷基板做前处理清洁，并在陶瓷基板的局部区域上溅镀铜金属复合层，然后在铜金属复合层上覆上光阻，将铜金属复合层完全附着在陶瓷支架表面，接着再进行曝光、显影、蚀刻、去膜等工艺完成线路制作，最后再以电镀化学镀沉积方式增加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路制作，从而形成具有线路的陶瓷基板；

过程13：制作玻璃盖板，该玻璃盖板与陶瓷基板的结构相配合，以将玻璃盖板恰放置于陶瓷基板之上从而将陶瓷基板盖合，其可以是高硼玻璃也可以是普通玻璃制成；其中，玻璃盖板的厚度控制在1-2mm之间，并且大小和陶瓷基板一样；

过程14：分别将过程12获得的陶瓷基板和步骤13获得的玻璃盖板的边缘打磨，采用5-25# 金钢砂对陶瓷基板以及玻璃盖板的表面进行抛磨30 分钟，使其达到如下条件：整面度小于0.076/25.4mm、细化粗糙度Ra<3μm，Rz<30μm，然后进入下一道印刷支架边缘金属圈的工艺；

过程15：沿着陶瓷基板的四周设置第一金属层，玻璃盖板盖合陶瓷基板的一侧的四周同样设置第二金属层，形成具有高导热性能的金属化陶瓷基板边框和玻璃盖板边框，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13处理后的陶瓷支架的印刷平面上，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；

过程16：将陶瓷基板的凹槽内镀银（例如使用化学电镀法电镀），镀银层厚度为（120-150）㏕；

过程17：在镀银层之下设有金属热沉，金属热沉内部设有金属通孔贯穿整个支架，与在支架的底部设有金属焊盘相连接；所述的支架底部金属焊盘设有方向区别，正极为T型，负极为I型；此过程中，将金属焊盘的正负极设为不一样的形状，是为了正确区分LED光源的电极极性，方面后续贴片；

过程2：对过程1制成的陶瓷整版支架进行除湿、烘烤、电浆清洗；陶瓷整版烘烤条件为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，所述助焊剂的参数要求：粘度≥100KCPS，沸点在150℃-220℃之间；其中的固晶，其固晶芯片优选为倒装芯片，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；