一种发光元件的封装方法及封装结构
文献发布时间:2024-04-18 20:00:50
技术领域
本发明属于发光元件封装技术领域,尤其涉及一种发光元件封装结构的封装方法及封装结构。
背景技术
垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,简称VCSEL,又译垂直共振腔面射型激光)是一种半导体发光元件。
目前对垂直腔面发射激光器的封装方式,主要包括非气密性封装与气密性封装;其中,非气密性封装的结构水汽较易进入结构内,而水汽中的水分子可能会包裹银离子等金属离子进行分子迁移,从而有造成封装结构中正负极短路的隐患,结构可靠性较低,安全防护性较差。而在目前实现气密性封装的方式中,通常需要将透光件通过共晶焊焊接于封装体,并且在焊接过程中还需对透光件、封装体与基板形成的封闭空间内充惰性气体以达到气密封装的效果,从而减少外部的水汽进入封装结构而导致电路短路的问题,提高了结构的可靠性。但是目前的气密性封装方式也存在以下问题:一是对封装结构内部充惰性气体的成本较大,制作难度较高,不利于市场推广;二是在后续操作人员将发光元件通过回流焊固定于基板上时将造成透光件、封装体与基板形成的封闭空间内的温度上升,从而使封闭空间内的气压增大,进而可能导致透光件脱离或者封装结构爆裂等的现象,增加了操作的危险性以及封装生产的废品率。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述现有技术的不足之一,提供了一种发光元件封装结构的封装方法及封装结构,在提高结构的密封效果的同时,不仅节省了制造的时间与成本,还减少了透光件脱离或者封装结构爆裂的可能性,增加了结构的可靠性。
本发明提供一种发光元件的封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101:制备基板,所述基板设有固晶区;
S102:在所述基板的正面设置有包围所述固晶区外围的封装体,所述封装体顶部设有封装槽,所述封装槽设于所述封装体内侧壁且延伸并贯穿所述封装体的顶部;
S103:将发光元件安装于所述固晶区;
S104:将待固化的第一密封胶设于所述封装槽底部且预留有至少一个缺口;
S105:将透光件置于所述第一密封胶上;所述透光件、所述封装体和所述基板形成具有收容腔的半成品组件,所述缺口处形成所述收容腔与外部连通的透气通道;
S106:加热所述半成品组件使所述收容腔内的气体从所述缺口溢出;
S107:保持加热所述半成品组件的状态,将待固化的第二密封胶覆盖所述透光件与所述封装槽之间的间隙且封闭所述缺口;
S108:使所述第二密封胶固化;
S109:使所述收容腔内的空气温度降低以使所述收容腔内的压强小于所述收容腔外的压强。
在一种实施例中,在步骤S106中,“加热所述半成品组件”具体为,加热所述半成品组件至大于或等于第一设定温度,加热时间至少大于5分钟;在步骤S107中,“保持加热所述半成品组件的状态”具体为,加热所述半成品组件至大于或等于第二设定温度并保持;其中,所述第二设定温度等于第一设定温度;或所述第二设定温度为大于所述第一设定温度;或所述第二设定温度为小于所述第一设定温度。
本发明还提供一种封装结构,包括基板、发光元件、透光件及封装体;所述发光元件设于所述基板的正面,所述封装体呈环形且围于所述发光元件外围,所述封装体顶部设有封装槽,所述封装槽设于所述封装体位于所述发光元件上方的内侧壁且延伸并贯穿所述封装体的顶部,所述封装槽内设有第一密封胶及设于所述第一密封胶上的所述透光件,所述第一密封胶设有缺口,所述第一密封胶、透光件、封装体和基板形成具有缺口的收容腔,所述封装体上还设有第二密封胶,所述第二密封胶覆盖所述透光件与所述封装槽之间的间隙并封闭所述缺口,所述收容腔内的压强小于外部大气压。
作为一种可选实施例,所述第一密封胶和所述第二密封胶均为热固性胶水,所述第一密封胶的固化温度与第二密封胶的固化温度相同,或所述第二密封胶的固化温度高于所述第一密封胶的固化温度,或所述第二密封胶的固化温度低于所述第一密封胶的固化温度。
作为一种可选实施例,所述第一密封胶呈条状分布,且具有至少一个缺口;所述第二密封胶呈条状分布,且呈封闭的环形。
作为一种可选实施例,所述第一密封胶呈条状,且至少有两段,所述缺口形成于各段之间的间隙。
作为一种可选实施例,所述封装槽包括侧壁和底壁,所述侧壁和底壁之间的夹角大于或等于90度,所述第二密封胶至少部分渗入所述透光件与所述封装槽之间的间隙。
作为一种可选实施例,所述封装槽为阶梯槽,所述阶梯槽包括贯通于所述封装体顶部的上封装槽和自所述上封装槽的底壁向下延伸的下封装槽,所述第一密封胶设于所述下封装槽底部,所述第二密封胶至少有一部分设于所述上封装槽且至少部分渗入所述透光件与所述封装槽之间的间隙。
作为一种可选实施例,所述上封装槽底部设有凹条,所述第二密封胶至少填充所述凹条。
作为一种可选实施例,所述第二密封胶凸出于所述封装体的顶面且覆盖所述透光件的至少部分边缘区域和所述封装体的至少部分顶面,所述透光件的边缘区域为所述透光件与所述封装槽底部重合的部分在所述透光件顶面的投影区域。
相较于现有的非气密封装结构(由于非气密封装结构外部空气的水分子会包裹着银离子进行分子迁移,从而会有正负极短路的隐患),本发明所提供的一种发光元件封装结构的封装方法及封装结构在很大程度上避免了水分子进入,消除了水分子导致银离子迁移的隐患,因此可靠性更高,以及,相较于采用充惰性气体的现有技术,本发明通过二次封胶进一步提升了透光件连接的可靠性与结构的气密性、可靠性与安全防护性的同时,还降低了制造的难度,节省了制造的时间与成本,并且,在现有技术中操作人员往往将发光元件通过回流焊等焊接方式固定于基板上而使得收容腔内的压强过大,进而可能导致透光件脱离或者发光元件封装结构爆裂等的现象,而本实施例在二次封胶过程中通过加热所述半成品组件,减少了所述收容腔内空气的质量,从而使封装结构完成封装温度下降后,所述收容腔内的压强小于所述收容腔外的压强,使所述透光件受到向收容腔内的力,从而增大了透光件粘结的可靠性,并且减小了封装过程中因收容腔内压强过大而导致的透光件脱离或者发光元件封装结构爆裂发生的可能性,一定程度上增加了结构的安全性,且减少了操作的危险性以及封装生产的废品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例一提供的发光元件封装结构的封装方法的流程图;
图2a是实施例一提供的封装结构的基板正面(俯视)结构示意图;
图2b是实施例一提供的封装结构的基板背面(仰视)结构示意图;
图2c是图2a中A-A的剖面结构示意图;
图3a是在图2a所示的基板上设置封装体后的正面(俯视)结构示意图;
图3b是图3a中A-A的剖面结构示意图;
图4a是在图3a所示的封装结构的基板上设置发光元件的正面(俯视)结构示意图;
图4b是图4a中A-A的剖面结构示意图;
图5a是在图4a所示的封装结构的封装体上设置第一密封胶的正面(俯视)结构示意图;
图5b是图5a中A-A的剖面结构示意图;
图5c是在图4a所示的封装结构的封装体上设置第一密封胶的正面(俯视)另一结构示意图;
图5d是在图4a所示的封装结构的封装体上设置第一密封胶的正面(俯视)另一结构示意图;
图6a是在图5a所示的封装结构的封装体上设置透光元件的正面(俯视)结构示意图;
图6b是图6a中A-A的剖面结构示意图;
图7a是在图6a所示的封装结构的封装体上设置第二密封胶的正面(俯视)结构示意图;
图7b是图7a中A-A的剖面结构示意图;
图8a是实施例二提供的封装结构的正面(俯视)结构示意图;
图8b是图8a中A-A的剖面结构示意图;
图9a是实施例二中另一示例提供的封装结构的剖面结构示意图;
图9b是图9a中A处的局部放大结构示意图;
图10是图9a中提供的封装结构中封装体和基板的剖面结构示意图。
图中:100、封装结构;10、基板;10z、固晶区;11、第一线路层;12、第二线路层;13、导电孔;20、发光元件;30、封装体;31、阶梯槽;311、上封装槽;312、下封装槽;313、凹槽;40、第一密封胶;41、缺口;50、透光件;51、收容腔;60、第二密封胶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是直接设置、连接,也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外,本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语,其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式,为了避免不必要的重复,本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
实施例一:
参考图1、图2a至图7b。
本发明提供了一种发光元件封装结构的封装方法,以及使用该方法制造的封装结构100(参考图7a和7b)。为便于说明本发明提供的封装方法,本发明将结合本发明提供的封装结构对本发明提供的封装方法进行说明。应当理解的是,本实施例中对发光元件封装结构的封装方法的说明,同时也是对封装结构100的说明。
本发明提供的发光元件封装结构的封装方法包括以下步骤:
S101:(参考图1和图2a、图2c所示)制备基板10,基板10设有固晶区10z;
S102:(参考图1和3a、图3b所示)在基板10的正面设置有包围固晶区10z的封装体30,封装体30顶部设有封装槽31,封装槽31设于封装体30内侧壁且延伸并贯穿封装体30的顶部;
S103:(参考图1和4a、4b所示)将发光元件20安装于固晶区10z;
S104:(参考图1和5a、6b所示)将待固化的第一密封胶40设于所述封装槽31底部且预留有至少一个缺口41;
S105:(参考图1和6a、6b所示)将透光件50置于第一密封胶40上,透光件50、封装体30和基板10形成具有收容腔51的半成品组件,缺口41处形成收容腔51与外部连通的透气通道;
S106:加热所述半成品组件使收容腔51内的气体从缺口41溢出;
S107:保持加热所述半成品组件的状态,将待固化的第二密封胶60覆盖所述透光件50与所述封装槽31之间的间隙且封闭所述缺口41;
S108:使所述第二密封胶60固化;
S109:使收容腔51内的空气温度降低以使收容腔51内的压强小于收容腔51外的压强。
现有的非气密封装结构中,外部空气的水分子会包裹着银离子进行分子迁移,从而会有正负极短路的隐患。相较于现有的非气密封装结构,本发明所提供的封装方法通过密封胶,封闭收容腔,隔绝水汽,密封效果好,在很大程度上避免了水分子进入,消除了水分子导致银离子迁移的隐患,因此可靠性更高;而相较于在封装结构内充惰性的气密性封装方式,本发明通过二次封胶进一步提升了透光件连接的可靠性与结构的气密性与安全防护性的同时,还降低了制造的难度,节省了制造的时间与成本,并且,在现有技术中操作人员往往将发光元件20通过回流焊等焊接方式固定于基板10上,而导致了收容腔51内的压强过大,进而可能导致透光件50脱离或者封装结构100爆裂等的现象,而本实施例在二次封胶过程中通过加热所述半成品组件使得收容腔内的空气溢出,减小了收容腔51内空气的质量,从而使完成封装的封装结构降温后,收容腔51内的压强小于收容腔51外的压强,使透光件50受到向收容腔51内的压力,从而增大了透光件50粘结的可靠性,并且减小了加热封装结构时因收容腔51内压强过大而导致透光件50脱离或者封装结构100爆裂发生的可能性,进而一定程度上增加了结构的安全性,且减少了操作的危险性以及封装生产的废品率。
具体的,对于步骤S101,参考图2a、图2b、图2c,制备所述基板10时,可以在基板10的正面与背面分别设置用于与发光元件20连接的第一线路层11与第二线路层12,固晶区10z设于第一线路层11上。设置第一线路层11与第二线路层12的方式可以通过DPC(直接镀铜技术-Direct Plating copper)工艺制成。并且基板10可以设有贯穿基板10的导电孔13,第一线路层11与第二线路层12通过导电孔13连接,从而能够实现所述发光元件20、第一线路层11与第二线路层12之间的电连接。具体地,参考图2b,基板10背面的第二线路层12形成与发光元件20的正极连接的正极焊盘14和与发光元件20的负极连接的负极焊盘15。正极焊盘14和负极焊盘15用于与外部电路连接。
具体的,对于步骤S102,参考图3a和3b,在一种示例中,可以通过DPC工艺将基板10与封装体30一体成型,制造与使用都非常方便。在另一种示例中,也可以先预制封装体30,再将封装体30通过焊接或胶粘的方式安装到基板10上。封装体30呈环形,包围固晶区10z。
具体的,对于步骤S103,参考图4a和图4b,发光元件20底部设有负极,顶部设有正极。发光元件20的负极通过焊料或导电银胶安装于固晶区10z,发光元件20的负极通过导电孔13与负极焊盘15连接,发光元件20的正极通过键合线与第一线路层11上对应的键合区(键合区通过导电孔13与正极焊盘14电连接)连接,从而将发光元件20安装于基板10的正面的固晶区10z。
具体的,对于步骤S104,参考图5a、图5b、图5c、图5d、图8b和图9a,在实际应用中,除了缺口41处以外,第一密封胶40完全覆盖所述封装槽31的底面;也可以除了缺口41处以外,第一密封胶40仅仅覆盖透光件50在封装槽31的底面的投影区域。第一密封胶40呈现条状分布,例如可以为一个具有缺口的圆形或椭圆形或方形(参考图5a);第一密封胶40也可以呈现条状且多段分布(参考图5c和5d),例如第一密封胶40为二段式分布,各段之间的间隙形成二个缺口41(参考图5c),对称分布;再例如第一密封胶为四段式分布,各段之间的间隙形成四个缺口41(参考图5d),对称分布。缺口41越多,则在步骤S106加热所述半成品组件时,收容腔51内的气体从缺口41溢出的更快。
具体的,对于步骤S105,可将透光件50水平放置于第一密封胶40上,稍微下压,使得透光件50与第一密封胶40接触,但透光件50与封装槽31的槽底之间还存在一定的间隔,使得第一密封胶40在透光件50与封装槽31的槽底之间形成一定的厚度,使得第一密封胶40与透光件50和封装槽31的结合性佳,且可避免透光件50过分挤压第一密封胶40导致第一密封胶40产生较大形变而封闭缺口41或溢出到封装体30内部。为了便于放置第一密封胶40,还可以将封装槽31的底部设计成凹陷(未图示)状或在封装槽31底部设置凹槽(未图示),使得第一密封胶40不容易溢出到封装槽31外。
具体的,对于步骤S106,可通过烘烤所述半成品组件而加热所述半成品组件。烘烤的次数不局限于一次,例如可以一直不间断的烘烤,也可以烘烤一段时间然后冷却一段时间,再继续烘烤。本实施例通过烘烤干燥所述半成品组件,减少半成品组件中的水汽,增强了结构的防护性能,并且由于所述缺口41的设置,烘烤干燥过程中的半成品组件中收容腔51内压强与收容腔51外的压强平衡,收容腔51的空气也不会因为受热膨胀而使半成品组件炸裂。
本实施方式通过烘烤所述半成品组件,达到使收容腔51内的空气升温的目的。当然,在本发明的其他实施例中,加热方式不限于此,只要能够实现加热即可,例如通过加入加热棒加热、红外线加热、高频电磁加热、电暖风加热、热流体加热等方式对收容腔51内的气体进行加热。
在一种实施例中,加热所述半成品组件的时间至少5分钟,以便收容腔51内的气体有足够的时间溢出。第一密封胶40优选为热固性胶水,加热温度可以等于或高于第一密封胶的固化温度,使得收容腔51内的气体溢出的同时,第一密封胶40也逐渐固化。在一种实施例中,加热温度优选为80℃至150℃。第一密封胶40的固化温度优选为80℃。
具体的,对于步骤S107,可以在步骤S106的基础上,在保持烘烤加热所述半成品组件的状态下设置第二密封胶60。这样的好处是,使得收容腔51内的气体始终受热溢出,以减少收容腔51内的气体。本实施方式将待固化的第二密封胶60设于封装体30上并使第二密封胶60连续包围于透光件50外周且封闭所述缺口41,在将第二密封胶60设置完成且封闭缺口41后即可停止烘烤或降低烘烤的温度,以避免收容腔51内的气体膨胀过度而从缺口41处挤破第二密封胶60。将待固化的第二密封胶60设于封装槽31时,使第二密封胶60完全封闭缺口41,第二密封胶60沉降并且抵接于封装槽31于缺口41处的槽底面时,第二密封胶60处于沉降状态,第二密封胶60封闭所述收容腔51形成封闭空间。同时由于半成品组件处于加热状态,收容腔51内的气体无法再溢出,封闭的收容腔51空间内的压强增大,在缺口41处待固化的第二密封胶60受到收容腔51空间内的压强向远离收容腔51空间的方向移动,停止沉降,从而避免第二密封胶60继续通过缺口41流进收容腔51空间内。在别的实施例中,第二密封胶60也可以仅覆盖在对应于缺口41处的透光件50与封装槽31之间的间隙,即第二密封胶60可以仅为一小段而不是封闭的环形,只要能把缺口41封闭即可。
在一种可选实施例中,第二密封胶60优选为热固性胶水,使得在步骤S108中可以继续加热固化。第二密封胶60可以优选为与第一密封胶水40相同,具有相同的固化温度,可以减少生产物料种类,便于生产管理。第二密封胶60也可以优选为固化温度低于第一密封胶40的胶水,使得在步骤S107中,设置完第二密封胶60后在步骤S108中可以降低加热温度,但仍高于第二密封胶60的固化温度,从而降低收容腔51内温度(避免收容腔51内的气压过高而从缺口41处挤破第二密封胶60)同时,使第二密封胶60固化。
可以理解的是,第一密封胶40、第二密封胶60是指具有粘结功能的胶水,对于密封胶的具体材料不作限定。为了防止第一密封胶40向下溢出封装槽,第一密封胶40优选的粘度较高流动性差的胶水,而为了便于第二密封胶60渗入透光元件50与封装槽之间的间隙,第二密封胶60优选粘度低,流动性好的胶水;优选地,第一密封胶40的粘度大于第二封装胶60的粘度。
可以理解的是,将第一密封胶40或第二密封胶60设于封装槽31内可以通过人工、机械自动化设备等方式实现,例如:设置智能机械手,由智能机械手均匀设置定量的密封胶,能够进一步提高密封效果。进一步的,使密封胶固化的方式可根据密封胶的类型选择对应的固化方式,只要能对应密封胶的具体材料使所述密封胶固化即可,例如,如果是需要烘烤才能固化的胶水则采用烘烤固化的方式,如可直接用UV(Ultraviolet紫外线)光照射即可固化那么采用UV光照固化的方式,若是其他类型的胶水则采用对应的固化方法。在别的实施例中,第一密封胶40可以为热固性胶水,而第二密封胶60为UV固化胶水,使得在步骤S106中第一密封胶40可以受热固化,而在步骤S107中,第二密封胶60不会固化,从而有足够的时间渗入透光件50与封装槽31之间的间隙中,然后在步骤S108中再通过UV光照射第二密封胶60使其固化。
本实施例优选第一密封胶40和第二密封胶60为热固性胶水,便于在加热或烘烤半成品组件的同时对胶水进行固化,具体的,在步骤S107中,加热所述半成品组件时,可以设定加热半成品组件的温度小于第二密封胶60的固化温度,使得第二密封胶60覆盖透光件50与封装槽31之间的间隙时有足够的时间渗入透光件50与封装槽31之间的间隙,避免第二密封胶60过早固化而影响封装效果。然后在步骤S108中,可以继续加热半成品组件,到达第二密封胶60的固化温度,使第二密封胶60固化。
在步骤S109中,可以停止烘烤封装结构使收容腔51内的空气温度降至室温,或者逐渐降低烘烤温度,使得收容腔51内的空气温度逐渐降低,直到降至室温,这样可以避免温度下降太快导致封装结构产生应力。收容腔51内的空气温度降低可减小收容腔51内的压强使透光件50受到向收容腔51内的力,从而增大了透光件50粘结的可靠性。
可以理解的是,在步骤S106之前,即在未加热所述半成品组件时,收容腔51内的压强与收容腔51外的压强相等;而本实施例通过步骤S106,加热所述半成品组件时改变收容腔51内的温度,由于第二密封胶60未封闭缺口41(即收容腔51的透气通道),从而收容腔51内空气受热膨胀溢出,进而能够改变收容腔51内空气的质量,然后使第二密封胶60封闭缺口41并使第二密封胶60固化,从而实现对半成品组件的气密性封装,使收容腔51内空气的质量不再改变,最后使收容腔51内的温度降低,由于收容腔51内空气的质量小于未加热时的收容腔51内空气的质量,而收容腔51体积不变或变化很小,所以收容腔51内的温度降低至一定温度时(特别是降低至收容腔51外的温度时),将使得收容腔51内的压强减小至小于收容腔51外的压强,使透光件50受到向收容腔51内的力,从而增大了透光件50粘结的可靠性,并且减小了封装时因收容腔51内压强过大而导致的透光件50脱离或者封装结构100爆裂发生的可能性,一定程度上增加了结构的安全性,且减少了操作的危险性以及封装生产的废品率。
在一种实施例中,在步骤S106和步骤S107中,本发明对加热所述半成品组件的温度不做具体限制,加热所述半成品组件的温度可以为不影响封装结构100使用的任意温度。
作为本实施例的其中一种可选实施方式,在步骤S108中,第二密封胶60固化之后,还可以设置待固化的第三密封胶,使所述第三密封胶完全覆盖第二密封胶60的表面;然后使所述第三密封胶固化。本实施方式在对封装体30与透光件50二次封胶后还可对封装结构100进行补胶处理,增强发光元件封装结构100的密封效果。当然,本发明对补胶的次数不作限制(也即本发明还可以设置第四密封胶、第五密封胶等),只要不影响封装结构100的使用即可。
作为本实施例的进一步改进,在对所述封装结构100完成气密封装后,还可以再通过回流焊等焊接方式将发光元件20固定于基板10的正面。使所述发光元件20与所述基板10共晶焊接,增加了封装结构100的牢固性,并且,在回流焊进行加热时,由于本实施例中收容腔51内的压强较低,气体膨胀系数减小,从而减小了因收容腔51内压强增大而导致的透光件50脱离或者发光元件封装结构100爆裂发生的可能性,一定程度上增加了结构的安全性,且减少了操作的危险性以及封装生产的废品率。
在一种实施例中,参考图8a至图10,封装体30顶部的封装槽31为阶梯槽,阶梯槽31包括贯通于封装体30顶部的上封装槽311和自上封装槽311的底壁向下延伸的下封装槽312。阶梯槽的结构使得上封装槽311有更多空间容纳第二封装胶60,增加透光件50与第二封装胶60的粘接强度。透光件50的厚度可以大于下封装槽312的深度,使得有部分透光件50的侧面高出下封装槽312,使得第二封装胶60更容易与透光件50侧面接触,粘接强度更高。在其他的实施例中,封装槽30还可以其他结构,例如可以为三层台阶的形状,本发明对此不作限制,只要在透光件50安装于封装体30的过程中,能够实现二次封胶(也即能够实现第一次封胶时使透光件50固定于封装体30且预留缺口41,第二次封胶时封闭缺口41)即可。
本发明中,在步骤S106中,可设定加热所述半成品组件至大于或等于一设定温度,可称为第一设定温度,而在步骤S107中,可设定加热所述半成品组件至大于或等于另一设定温度,可称为第二设定温度。在实际应用中,可以设定所述第二设定温度等于第一设定温度;或所述第二设定温度为大于所述第一设定温度;或所述第二设定温度为小于所述第一设定温度。
在一些实施例中,请参考图7a和7b,第一密封胶40的固化温度为100℃,第二密封胶60固化温度为80℃,低于第一密封胶的固化温度。在步骤S106中设定第一设定温度为100℃,在步骤S107中,设定第二设定温度为80℃。第二密封胶60设置于覆盖透光件51与封装槽31之间的间隙处,由于封装槽31较小,透光件50占据了封装槽31的大部分空间,封装槽31可容纳的第二密封胶60很小,在缺口41处,能够渗入缺口41处的第二密封胶60很少,故在缺口41处第二密封胶60抵抗气压的能力较弱,为了避免收容腔51内的气体过度膨胀而从缺口41处冲破第二密封胶60,故需要降低加热温度,即使第二设定温度低于第一设定温度,以减小收容腔51内的气体的膨胀态势,同时第二设定温度与第二密封胶60的固化温度相同,第二密封胶60设置好后即可封闭缺口41,然后开始逐渐固化,使得第二密封胶60即使进入缺口41也难以继续渗入容纳腔51内。可以理解的是,为了能够加快第一密封胶40和第二密封胶60的固化速度,在步骤S107中也可以加热所述半成品组件至大于第一设定温度的温度;在步骤S108中也可以加热所述半成品组件至大于第二设定温度的温度,但在步骤S108中所述半成品组件的温度要低于在步骤S107中的温度,同时要高于第二密封胶60的固化温度。
在别的实施例中,第一设定温度和第二设定温度也可以相同,第二密封胶40和第二密封胶60的固化温度也可以相同,这样可以简化生产过程。
在一些实施例中,请参考图8a和8b,第一密封胶40的固化温度为80℃,第二密封胶60固化温度为100℃,高于第一密封胶的固化温度。在步骤S106中设定第一设定温度为80℃,在步骤S107中,设定第二设定温度为100℃。第二密封胶60设置于覆盖透光件51与封装槽31之间的间隙处,即设于上封装槽311处,由于上封装槽311空间较大,可容纳较多的第二密封胶60,第二密封胶设置好后即可封闭缺口41,然后开始逐渐固化,即使容纳腔内51的气体不再溢出,导致容纳腔51内气压升高,但第二密封胶60有一定的重量和流动性,使得在缺口41处,第二密封胶60容易渗入缺口41,但由于第二设定温度大于第一设定温度,使得容纳腔51内的气压增加,使得在缺口41处,容纳腔51内的气压与第二密封胶60的压力平衡,阻止第二密封胶60通过缺口41继续渗入容纳腔51。
透光件50的尺寸可以对应下封装槽312设置(即透光件50安装后,透光件50的侧表面抵接于下封装槽312的槽侧壁),也可以小于下封装槽312的尺寸(即透光件50安装后,透光件50的侧表面与下封装槽312的槽侧壁设有间隙),本发明对此不作具体限制,只要第一密封胶40能完成对透光件50的固定以及第二密封胶60能够封闭缺口41即可。
实施例二:
本发明一实施例提供了一种封装结构,参考图2a至图10所示,封装结构100包括基板10、发光元件20、透光件50及封装体30。
发光元件20设于基板10的正面,封装体30呈环形,设于基板10的正面包围发光元件20,封装体30的内侧壁位于发光元件20上方的至少一部分设有贯通封装体30顶部的封装槽31,封装槽31内设有第一密封胶40及设于第一密封胶40上的透光件50,第一密封胶40设有缺口41。第一密封胶40、透光件50、封装体30和基板10形成具有缺口41的收容腔51,第二密封胶60覆盖透光件与所述封装槽之间的间隙并封闭所述缺口41。收容腔51内的压强小于外部大气压。
在实际应用中,基板10、发光元件20、透光件50及封装体30可以采用实施例一所述的封装方法进行装配。现有的非气密封装结构中,外部空气的水分子会包裹着银离子进行分子迁移,从而会有正负极短路的隐患。因此相较于现有的非气密封装结构,本发明所提供的封装结构密封效果较好,在很大程度上避免了水分子进入,消除了水分子导致银离子迁移的隐患,因此可靠性更高,以及,相较于现有的采用在封装结构内充惰性气体的气密性封装方式,本实施例中的第一密封胶40与第二密封胶60在进一步提高透光件50连接的可靠性及结构密封效果、可靠性与安全防护性的同时,还降低了制造的难度,节省了制造的时间与成本,并且,在现有技术中操作人员往往将发光元件20通过回流焊等焊接方式固定于基板上,而在回流焊过程中收容腔内的气体受热使得收容腔51内的压强过大,进而可能导致透光件脱离或者发光元件封装结构爆裂等的现象,而本实施例在二次封胶过程中通过加热所述半成品组件使得收容腔内的空气溢出,减小了收容腔内空气的质量,从而使收容腔51内温度下降后的压强小于收容腔外的压强,使透光件50受到朝向收容腔51内的力,从而增大了透光件粘结的可靠性,并且减小了封装时因收容腔51内压强过大而导致的透光件50脱离或者发光元件封装结构爆裂发生的可能性,一定程度上增加了结构的安全性,且减少了操作的危险性以及封装生产的废品率。
在一种实施例中,请参考图4a至图7b,封装槽31为矩形封装槽,即封装槽31包括一个侧壁31a和一个底壁31b,侧壁31a和底壁31b之间的夹角大于或等于90度,形状便于加工,成本低。第二密封胶60至少部分渗入透光件50与封装槽31之间的间隙(参考图7b),使得第二密封胶对透光件50和封装槽31之间的密封性好。并且,第二密封胶60还有部分凸出于封装体30的顶部,且覆盖透光件50的至少部分边缘区域和封装体30的至少部分顶面,透光件50的边缘区域为透光件50与封装槽31底部重合的部分在透光件50顶面的投影区域,使得封装结构在运输中,或者在使用中,第二密封胶60可以起到一定的支撑作用,保护透光件5的表面不被其他平面物体刮伤。
优选的,在另一种实施例中,请结合图8a至图10,封装槽31为阶梯状,即封装槽包括贯通于封装体30顶部的上封装槽311和自上封装槽311的底壁向下延伸的下封装槽312。第一密封胶40设于下封装槽312底部,第二密封胶60至少有一部分设于上封装槽311且至少部分渗入透光件50与所述封装槽31之间的间隙,以实现对透光件50的连接。
在一种优选实施例中,所述第二密封胶60凸出于所述封装体30的顶面且覆盖所述透光件50的至少部分边缘区域和所述封装体30的至少部分顶面,透光件50的边缘区域为透光件50与封装槽31底部重合的部分在所述透光件50顶面的投影区域,使得第二密封胶60与透光件50的边缘区域接触,粘接强度更高。
在一种优选实施例中,上封装槽311的底部还设有凹条313,第二密封胶60至少填充凹条313,也即,第二密封胶60可以覆盖凹条313及上封装槽311的槽底面并与透光件51的侧面接触,从而增大所述第二密封胶60与上封装槽311的接触面积,增加附着力,提高透光件50与封装体30连接的牢固性。
在别的实施例中,发光元件封装结构100还包括第三密封胶(未图示),第三密封胶完全覆盖于上封装槽311,或者完全覆盖第二密封胶60的表面,从而能够增强发光元件封装结构100的密封效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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