CN103682047A - 一种led无机封装用盖板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED无机封装用盖板，包括金属基板和玻璃光学透镜，所述金属基板上设有用于放置玻璃光学透镜的台阶；所述的金属基板在20-400℃内线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相近；所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差6%以内为匹配封接，所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差超出6%为非匹配封接。本发明将玻璃光学透镜独立出来，通过预成型玻璃透镜，之后与金属基板结合方式，避免了开具模造模具，只需开具玻璃成型模具，大幅降低了LED产品生产投入，同时提供了透镜光学设计的灵活性和设计自由度，在低成本条件下可以针对不同使用条件开具对应的光学透镜。
Description
技术领域
本发明涉及LED 照明领域，尤其是LED 器件无机封装采用的带光
学设计透镜的盖板。
背景技术
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、能提高光取出量，但耐紫外线性能差，在紫外环境下极易老化变质，导致器件失效，因此有机材料不利于封装紫外LED 器件以及和不适合使用有机材料的器件。所以寻求抗紫外线老化简易的无机封装工艺及其配套的部件非常必要。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种LED 无机封装用盖板，解决了紫外LED 器件不适合使用有机材料封装问题，提高器件的寿命、稳定性和可靠性，还解决了LED 器件使用硅树脂，硅胶模造成型中，对应不同的透镜需要开具相应模造模具，而开具模具费用高昂的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LED无机封装用盖板，包括金属基板和玻璃光学透镜，所述金属基板上设有用于放置玻璃光学透镜的台阶。
所述的金属基板在20-400℃内线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相近。
所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差6%以内为匹配封接，所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差超出6%为非匹配封接。
匹配封接时，所述的金属基板为可伐合金基板。
所述的可伐合金基板的线膨胀系数为4.7-5.0×10-6/℃。
所述的可伐合金基板为4J29。
非匹配封接时，所述的金属基板为钢基板、铝基板、铜基板、银基板或合金基板。
非匹配封接时，所述的金属基板和玻璃光学透镜之间设有过渡层，所述过滤层的线膨胀系数在金属基板线膨胀系数和玻璃光学透镜线膨胀系数之间。
所述的玻璃光学透镜为氧化物玻璃光学透镜或非氧化物玻璃光学透镜。
所述的玻璃光学透镜为高硼玻璃光学透镜或石英玻璃光学透镜。
本发明的有益效果如下：
本发明将玻璃光学透镜独立出来，通过预成型玻璃透镜，之后与金属基板结合方式，避免了开具模造模具，只需开具玻璃成型模具，大幅降低了LED 产品生产投入，同时提供了透镜光学设计的灵活性和设计自由度，在低成本条件下可以针对不同使用条件开具对应的光学透镜。
本发明采用了金属基板与玻璃光学透镜等无机物质作为LED封装材料，由于金属、玻璃相对于有机硅材料，其耐腐蚀、耐候性、耐紫外等方面优异，能够大幅度提高LED 元器件的稳定性，可靠性和寿命，同时具备良好的焊接性能，能适应后续焊接等封装作业。
本发明提供一种可实现无机封装LED 的盖板部件，避免有机材料如硅胶的应用，尤其可用于紫外LED 和不适合使用有机材料器件的封装如超大功率COB 类产品封装，解决了恶劣环境下相关器件封装材料易老化变质问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2-图7为玻璃光学透镜形状不同时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1-7所示，本发明的LED无机封装用盖板，包括金属基板1和玻璃光学透镜2，金属基板1上设有用于放置玻璃光学透镜2的台阶3。设置台阶3主要有两个目的：1.对玻璃光学透镜2起承载作用，便于制作过程中的定位；2.增加玻璃光学透镜2与金属基板1的接触面积，提升二者的结合力。
本发明金属基板1在20-400℃内线膨胀系数与玻璃光学透镜2线膨胀系数相近，同时具备良好的焊接性能，能适应后续焊接等封装作业。
本发明金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差6%以内为匹配封接，金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差超出6%为非匹配封接。
作为优选的，匹配封接时，金属基板1为可伐合金基板，可伐金属基板依据LED 封装尺寸的不同，可设计成不同形状，如正方形、长方形、圆形等几何形状，以满足不同封装尺寸要求；依据不同的封装工艺和耐候性要求，可对金属基板表面进行特殊的表面处理，如镀金、金锡合金、镍等。
作为改进，所述金属基板1可进行特殊设计，在金属基板1上设置各种台阶以满足封装要求。
更为优选的可伐合金基板的线膨胀系数为4.7-5.0×10-6/℃，如4J29。
作为优选的，非匹配封接时，金属基板1为钢基板、铝基板、铜基板、银基板或合金基板。
解决非匹配封接主要有两种方法：1.采用延展性好的薄壁金属基板与玻璃光学透镜封接，利用金属本身的塑性解决应力问题；2. 金属基板1和玻璃光学透镜2之间设有过渡层，过滤层的线膨胀系数在金属基板线膨胀系数和玻璃光学透镜线膨胀系数之间，从而将非匹配封接变为匹配封接。
本发明玻璃光学透镜为氧化物玻璃光学透镜或非氧化物玻璃光学透镜，如采用高硼玻璃或石英玻璃。对于近紫外，波长大于365nm 以上
的电磁波，采用高硼玻璃可以满足要求。如果封装的波长小于365nm 时，高硼玻璃对其透过率满足不了要求，因此会采用石英玻璃。
本发明中玻璃光学透镜2 可依据需要在其内表面或外表面做表面处理，例如增透膜等，以利于LED 的光萃取；在LED 使用过程中，例如在紫外固化应用过程中，可能会有油墨能有机类材料粘附在LED 光学玻璃透镜上，鉴于此在不影响出光的条件下，也可在光学透镜表面进行表面处理，使得其具有自清洁功能。作为改进，可依据应用领域不同，设计不同的光学透镜，例如有些特许应用场合对LED 有出光角度要求，为满足后续封装工艺要求，可将光学玻璃透镜制作成实心、中空、镂空等形状。
本发明将玻璃光学透镜独立出来，通过预成型玻璃透镜，之后与金属基板结合方式，避免了开具模造模具，只需开具玻璃成型模具，大幅降低了LED 产品生产投入，同时提供了透镜光学设计的灵活性和设计自由度，在低成本条件下可以针对不同使用条件开具对应的光学透镜。
本发明采用了金属基板与玻璃光学透镜等无机物质作为LED封装材料，由于金属、玻璃相对于有机硅材料，其耐腐蚀、耐候性、耐紫外等方面优异，能够大幅度提高LED 元器件的稳定性，可靠性和寿命，同时具备良好的焊接性能，能适应后续焊接等封装作业。
本发明提供一种可实现无机封装LED 的盖板部件，避免有机材料如硅胶的应用，尤其可用于紫外LED 和不适合使用有机材料器件的封装如超大功率COB 类产品封装，解决了恶劣环境下相关器件封装材料易老化变质问题。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED无机封装用盖板，其特征在于：包括金属基板和玻璃光学透镜，所述金属基板上设有用于放置玻璃光学透镜的台阶。
2.如权利要求1所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的金属基板在20-400℃内线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相近。
3.如权利要求1所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差6%以内为匹配封接，所述的金属基板线膨胀系数与玻璃光学透镜线膨胀系数相差超出6%为非匹配封接。
4.如权利要求3所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：匹配封接时，所述的金属基板为可伐合金基板。
5.如权利要求4所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的可伐合金基板的线膨胀系数为4.7-5.0×10-6/℃。
6.如权利要求5所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的可伐合金基板为4J29。
7.如权利要求3所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：非匹配封接时，所述的金属基板为钢基板、铝基板、铜基板、银基板或合金基板。
8.如权利要求3所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：非匹配封接时，所述的金属基板和玻璃光学透镜之间设有过渡层，所述过滤层的线膨胀系数在金属基板线膨胀系数和玻璃光学透镜线膨胀系数之间。
9.如权利要求1所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的玻璃光学透镜为氧化物玻璃光学透镜或非氧化物玻璃光学透镜。
10.如权利要求9所述的LED无机封装用盖板，其特征在于：所述的玻璃光学透镜为高硼玻璃光学透镜或石英玻璃光学透镜。
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