专利名称：Led模组的防水密封结构及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED模组的防水密封结构及其制备工艺。
背景技术：
对于LED工业，潮湿的危害已经成为产品质量控制的主要因素之 一，每年有1/4以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关。潮湿对 PCB板的危害之一表现在渗透并附着于线路板内部的潮气，在LED发 热环节中形成水蒸气，产生的压力导致树脂封装开裂，并使线路板器 件内部金属氧化，导致产品故障。LED整机在仓储过程中亦会受到潮 湿的危害。如在高湿度环境下存储时间过长，将导致潮气渗入基板引 起故障发生，或使金属氧化导致接触不良发生故障。
现有的LED模组的防水密封方法主要是使用灌胶结构或用盒封 装以螺丝紧固，保护其不被氧化或腐蚀，该过程工艺复杂，产品厚重、 同时对产品的散热影响比较大。
Parylene涂层采用独特的真空气相沉积工艺制备，由活性小分 子在基材表面"生长"出完全敷形的聚合物薄膜涂层，它能涂敷到各种 形状的表面，包括尖锐的棱边，裂缝里和内表面。这种室温沉积制备 的0.1 100um薄膜涂层，厚度均匀、致密无针孔、透明无应力、不
4含助剂、不损伤工件、具有低气体渗透性、优异的阻隔水氧的性能、
良好的可见光和近红外区透光率( 95%)、耐化学溶剂，是当代最有 效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料。因此，若parylene薄膜 应用在LED模组的防水密封结构上，就可保护LED模组不受水、潮气、 空气等的侵蚀。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种LED模组的防 水密封结构及其制备工艺，以解决现有LED模组防水密封结构的缺 陷。
为实现上述目的，本发明的LED模组的防水密封结构采用的技术 方案是 一种LED模组，包括LED元件(5)、基板(6)、电极(7)、 线路板(8)，在所述LED模组的整体表面直接包覆一层parylene薄 膜(9)。
所述的parylene薄膜(9)推荐为聚对二甲苯(Parylene N)、 聚氯代对二甲苯(Parylene C)、聚二氯代对二甲苯(Parylene D)、 parylene VT4中的一种。
LED模组防水密封机构的涂覆工艺主要包括以下步骤
1、 LED模组放入乙醇或丙酮中超声清洗数分钟(例如l 10min)， 放入真空干燥箱中90 11(TC下真空干燥10 20min;
2、 把parylene原料(1-2) 20 100g盛装在蒸发室里(l)的蒸发 舟(l-3)内，关闭蒸发室门(l-l);
3、 把干燥后的LED模组挂在的支架(3-3)上，放入沉积室(3);4、 将含有l 10g硅烷偶联剂的海棉(3-5)放入沉积室(3)中之后 开始系统抽真空，当系统真空度上升后硅烷偶联剂蒸发为气体附着在 LED模组表面，以活化表面增强薄膜在LED模组表面的附着力；
5、 冷阱(4)温度控制在-7(TC以下，待系统真空度达到15Pa以下 后，将裂解炉(2)升温到700 715'C，同时打开沉积室支架转动电 机，转速控制在3 5转/分钟；
6、 将蒸发室温度稳步升温，控制沉积室真空度在20Pa以下。此 时，parylene原料(1-2)在蒸发室蒸发为气体进入裂解炉(2)，成 为带有双自由基的活性单体进入沉积室，并在LED芯片表面聚合成 parylene薄膜，成膜速率在0. 3 2. 5 u m/h;
7、 通过沉积室盖(3-1)上的观察窗(3-2)监测玻璃的透明度， 以控制涂覆质量，涂覆的薄膜厚度在3 25um;
8、 当继续升高蒸发室温度后，沉积室真空度未出现下降时，表 明原料已经蒸发完，可结束涂覆，此时将蒸发室温度降到55匸以下， 裂解炉温度降到600°C以下，然后打开放气阀，开启沉积室盖取出LED 模组。
9、 可测量同批涂覆的载玻片7上parylene薄膜厚度，即为LED 模组防水密封结构上的薄膜厚度。
本发明的制备工艺中选用的硅垸偶联剂为KH560、 KH570、 A174 中的一种。
本LED模组的防水密封结构及涂覆工艺的特点在于1、结构简 单，直接在LED模组表面涂覆一层parylene薄膜形成隔离层，就可以达到良好的防水、防潮、防腐蚀、防氧化效果；2、由于parylene 薄膜的厚度仅为3 25um，与现有技术相比有更好的散热性；3、由 于parylene薄膜均匀、致密、透明、无任何孔隙且完全敷形，使得 对LED模组的外观结构影响很小；4、 parylene薄膜的透光率高，对 LED的光通量影响不大；5、涂覆工艺在常温条件下完成，不会对LED 模组产生破坏；6、涂覆工艺可同时对多块LED模组进行涂覆；7、采 用硅烷偶联剂蒸镀活化LED模组表面，在LED模组表面形成3 6个 分子厚的涂层，对LED模组的影响小，更均匀。
下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式
。
图1是制备LED模组防水密封结构的涂覆设备结构示意图。 图2是未密封处理的大功率LED模组的立体示意图。 图3是未密封处理的大功率LED模组的剖面示意图。 图4是本发明用于大功率LED模组后的坡面示意图。 图5a、图5b分别是本发明用于大功率LED模组前后的效果图。 图6是本发明用于大功率LED模组在水中工作效果图。 图7a、图7b分别是本发明用于显示LED模组前后的效果图。 图8是本发明用于显示LED模组在水中工作效果图。 符号说明
1蒸发室，1-l蒸发室门，l-2parylene原料，1-3蒸发舟，2裂 解炉，3沉积室，3-l沉积室盖，3-2观察窗，3-3支架，3-4载玻片， 3-5海棉，4冷阱，5 LED元件、6基板、7电极、8线路板，9 parylene薄膜。
具体实施方式
实施例1:
涂覆设备见图1， LED模组防水密封机构的涂覆工艺主要包括以 下步骤
1、 LED模组放入乙醇或丙酮中超声清洗数分钟，例如1 10min， 放入真空干燥箱中90 11(TC下真空干燥约10min;
2、 把parylene原料(1-2) parylene C 30g盛装在蒸发室(1) 里的蒸发舟(1-3)内，关闭蒸发室门(1-1);
3、 把干燥后的LED模组挂在的支架上(3-3)，放入沉积室(3)， 同时放入一块载玻片(3-4);
4、 将含有1.5g硅烷偶联剂(A174)的海棉(3-5)放入沉积室 (3)中，盖上沉积室盖(3-1)之后开始系统抽真空，当系统真空度
上升后硅烷偶联剂蒸发为气体附着在LED模组表面，活化表面增强薄 膜在LED模组表面的附着力；
5、 冷阱(4)温度控制在-7(TC以下，待系统真空度达到12Pa后， 将裂解室11升温到700 715"C，同时打开沉积室支架转动电机，转 速控制在3转/分钟；
6、 将蒸发室温度稳步升温，控制沉积室(3)真空度在15Pa。 此时，parylene原料在蒸发室2蒸发为气体进入裂解炉(2)，成为 带有双自由基的活性单体进入沉积室(3)，并在LED模组表面聚合成 parylene薄膜(9)，成膜速率在1 U m/h;7、 通过沉积室盖(3-1)上的观察窗(3-2)监测玻璃的透明度， 以控制涂覆质量，涂覆的薄膜厚度在3 20 ii m;
8、 当继续升高蒸发室(1)温度后，沉积室(3)真空度未出现 下降时，表明原料已经蒸发完，可结束涂覆，此时将蒸发室温度降到 55'C以下，裂解炉(2)温度降到60(TC以下，然后打开放气阀，开 启沉积室盖取出LED模组。
9、 测量同批涂覆的载玻片(3-4)上parylene薄膜厚度，即为 LED模组防水密封结构上的薄膜厚度。
实施例2:
如图2、图3、图4所示，本发明用于大功率LED模组防水密封 结构，包括LED元件5、基板6、电极7、线路板8，大功率LED模组 整体表面均被parylene薄膜9包覆，该薄膜均匀、致密、透明、无 任何空隙和孔隙，从而使所述大功率LED模组处于良好的密封状态， 使其不直接与介质接触，保护大功率LED不受水、潮气、空气等的侵 蚀。所述Parylene薄膜的厚度为4.5 lim。
表l大功率led模组涂覆处理前后光通量变化
重量(g)光通量(lm)备注
歸前2. 57391.5光通量测试方法 GB/T17263-2002 测试电压3.39V
涂覆后2.68891.0图5 图8分别为LED模组在涂覆处理前后的外观对比以及通电 条件下在水中浸泡的工作图，其中LED模组在涂覆处理前后外观没有 出现明显变化(见图5a、图5b及图7a、图7b)。另外处理后的LED模组在通电状态下在水中连续浸泡30天仍可以正常工作。
上述事实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟 悉此项技术的认识能够交接本发明的内容并据以实施，并不能以此限 制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修 饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种LED模组的防水密封结构，包括LED元件(5)、基板(6)、电极(7)、线路板(8)，其特征在于所述的LED模组整体表面被parylene薄膜(9)包覆。
2、 根据权利要求1所述LED模组的防水密封结构，其特征在于 所述的parylene薄膜(9)的厚度为3 25 u m。
3、 根据权利要求1所述LED模组的防水密封结构，其特征在于 所述的parylene薄膜(9)为paryiene N、 parylene C、 parylene D 或parylene VT4中的一种。
4、 根据权利要求1所述LED模组的防水密封结构，其特征在于 所述的防水密封结构用于大功率LED模组、照明LED模组或显示LED 模组中的一种。
5、 一种根据权利要求1所述LED模组的防水密封结构的制备工 艺，包括下述步骤(1) LED模组放入乙醇或丙酮中超声清洗1 10分钟，放入真 空干燥箱中90 11(TC下真空干燥10 20分钟；(2) 把parylene原料(1-2) 20 100g盛装在蒸发室里(1)的蒸 发舟(l-3)内，关闭蒸发室门(l-l);(3) 把干燥后的LED模组挂在的支架(3-3)上，放入沉积室(3);(4) 将含有l 10g硅烷偶联剂的海棉(3-5)放入沉积室(3)中之 后开始系统抽真空，当系统真空度上升后硅烷偶联剂蒸发为气体附着 在LED模组表面，以活化表面增强薄膜在LED模组表面的附着力；(5) 冷阱(4)温度控制在-7(TC以下，待系统真空度达到15Pa以 下后，将裂解炉(2)升温到700 715'C，同时打开沉积室支架转动 电机，转速控制在3 5转/分钟；(6) 将蒸发室温度稳步升温，控制沉积室真空度在20Pa以下。 此时，parylene原料(1-2)在蒸发室蒸发为气体进入裂解炉(2)， 成为带有双自由基的活性单体进入沉积室，并在LED芯片表面聚合成 parylene薄膜，成膜速率在0. 3 2. 5 u m/h;(7) 通过沉积室盖(3-1)上的观察窗(3-2)监测玻璃的透明 度，以控制涂覆质量，涂覆的薄膜厚度在3 25um;(8) 当继续升高蒸发室温度后，沉积室真空度未出现下降时， 表明原料已经蒸发完，可结束涂覆，此时将蒸发室温度降到55'C以 下，裂解炉温度降到60(TC以下，然后打开放气阀，开启沉积室盖取 出LED模组。
6、 根据权利要求5所述的制备工艺，其特征是所述的步骤(3) 把干燥后的LED模组挂在的支架上，放入沉积室，同时放入一块载玻 片；在所述的步骤(8)后测量同批涂覆的载玻片上parylene薄膜厚 度，即为LED模组防水密封结构上的薄膜厚度。
7、 根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于选用的硅烷偶 联剂为KH560、 KH570或A174中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种LED模组的防水密封结构，还公开了防水密封结构的制备工艺。LED模组的防水密封结构包括LED元件、基板、电极、线路板，LED模组整体表面包覆一层parylene薄膜，薄膜厚度为3～25μm，该薄膜均匀、致密、透明、无任何孔隙且完全敷形，从而使LED模组处于良好的密封状态，使其不直接与介质接触，保护LED模组不受水、潮气、空气等的侵蚀，不影响LED元件的散热，同时LED模组的外观无明显变化。所述的parylene薄膜为parylene N、parylene C、parylene D、parylene VT4中的一种。
文档编号F21V31/00GK101603678SQ200910054820
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者标 姜, 王万军, 陈锦峰 申请人:中国科学院上海有机化学研究所