[發明專利]用低熔點金屬對LED照明模塊的水密性封裝方法

無效

• 申請號: 200910214287.7
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101788136A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 劉勝;劉宗源;王愷;羅小兵;金春曉
• 申請（專利權）人: 廣東昭信光電科技有限公司
• 主分類號: F21V31/00
• 分類號: F21V31/00;F21V31/04;F21V17/00;F21V19/00;F21Y101/02
• 代理公司: 佛山市南海智維專利代理有限公司 44225
• 代理人: 梁國杰

技術領域

本發明涉及一種用低熔點金屬對LED照明模塊的水密性封裝方法。

背景技術

發光二極管(LED)是一種利用半導體制造技術加工的電致發光器件，其發光機理是利用電子和空穴的復合作用產生光子。這種復合作用在持續的電流和穩定的電壓驅動下，理論上可以接近100％的量子效率。這種電注入的方式還可以避免大的斯托克斯位移，因而LED具有發光效率高，顯色性好，耗電量少，節能環保，安全可靠性高，使用壽命長的優勢。

自第一支藍光LED芯片研制成功以來，目前主要有兩種獲取白光LED的技術，一種是利用高亮度InGaN藍光芯片激發釔鋁石榴石熒光粉(YAG:Ce³⁺)獲取白光LED的技術，一種是利用InGaN紫外芯片激發RGB三基色熒光粉獲得白光LED的技術。其中藍光LED+黃色熒光粉的方式由于工藝簡單、制作成本低，發展極為迅速，技術水平不斷提高，市場上已經出現100lm/W的白光LED。基于大功率高亮度白光LED的半導體照明，即將替代白熾燈和熒光燈，成為第四代照明光源。

目前高亮度白光LED已經開始應用于諸多照明領域，例如室內的LED照明燈泡，LED平板照明，室外的LED路燈、LED隧道燈等。但是，在LED照明產品的應用中，尤其是在室外環境中，受溫度、水汽、濕氣等因素以及室外雨水沖刷的影響，LED照明產品本身的氣密性和防水性已成為影響LED照明產品壽命的一個重要因素。當濕氣、水汽、甚至水進入燈體內部時，會與燈體內部的金屬發生化學反應，生成一些雜質并附著在燈體的表面，從而影響整燈的照明效果。當照明產品受這些不良環境因素的影響時間過長以后，水汽可能引起內部電路的斷路或短路，還會造成燈體內部的LED發光器件出現過早衰減甚至失效，從而最終引起LED照明產品過早的死燈。

因此，對LED照明產品進行嚴格的氣密和防水設計，以避免受濕氣、水汽等的影響是極為重要的。一般的LED照明產品多采用機械固定加橡膠密封條的方式實現氣密和防水，但是，實際效果證實，該種方法不能有效的實現真正意義上的水密性。在多數LED照明產品中，采用上述方式都會使得在LED照明產品的燈罩上附著有受濕氣、水汽影響而生成的雜質。在長時間雨水沖刷的過程中，同樣存在一定程度上的滲水問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種能夠滿足室外照明要求的、使用壽命長、密封性能好的用低熔點金屬對LED照明模塊的水密性封裝方法。

為解決上述問題，本發明的用低熔點金屬對LED照明模塊的水密性封裝方法，包括LED照明模塊和玻璃燈罩；LED照明模塊包括含密封接線頭的金屬熱沉；其特征在于包含以下封裝步驟：

A.在玻璃燈罩和金屬熱沉上的密封部位分別用濺射或蒸發方式沉積一層金屬薄膜；兩層金屬薄膜可以是同種金屬材料，或不同特性的金屬材料。

B.將玻璃燈罩和金屬熱沉分別用燈罩夾具和加熱夾具固定住；

C.在金屬熱沉或玻璃燈罩上的密封部位放置一層低熔點的金屬片；

D.對準玻璃燈罩和金屬熱沉；

E.合緊玻璃燈罩夾具和加熱夾具，使得玻璃燈罩蓋在金屬熱沉上并壓緊金屬片；

F.利用局部加熱方式通過加熱夾具從背面對金屬熱沉的密封部位處進行快速升溫并維持一段時間，使玻璃燈罩與金屬熱沉之間的金屬片熔化，熔化的金屬片同時與玻璃燈罩和金屬熱沉上的金屬薄膜開始進行熔融反應，轉變為熔融的金屬層，實現原子級的共晶鍵合；

G.當金屬片已經完全熔融，并且與玻璃燈罩和金屬熱沉上的金屬薄膜實現完全鍵合后，停止局部加熱，使玻璃燈罩和金屬熱沉之間已經熔融的金屬層緩慢冷卻；

H.松開玻璃燈罩夾具和加熱夾具，取出經密封好的LED照明模塊；

I.在密封好的LED照明模塊的密封部位外側安裝固定環，保持玻璃燈罩與金屬熱沉之間的相對位置。

所述的LED芯片或模塊的數量至少為一個，尤其適用于大芯片(＞1×1mm²)、超大芯片以及多芯片(多模塊)陣列式封裝。

所述的封裝步驟是在真空環境或非真空環境中進行封裝，在真空環境進行封裝有利于減少在低溫金屬焊料熔化過程中在局部區域容易產生微小氣泡的問題，從而提升照明模塊的整體水密性，同時能顯著減少密封的玻璃燈罩內的水汽含量，避免水汽對照明模塊內的電路等金屬器件的腐蝕，提升照明模塊的壽命；在非真空環境中進行封裝時，需在完成上述封裝步驟后在玻璃燈罩和金屬熱沉之間的空隙中填入硅膠。