CN103883995A - 易于装配的cob灯珠、灯珠支架和灯珠制作方法、装配简单的led模组 - Google Patents

易于装配的cob灯珠、灯珠支架和灯珠制作方法、装配简单的led模组 Download PDF

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Abstract

本发明创造涉及LED封装技术领域，特别涉及一种易于装配的COB灯珠、用于该灯珠的支架、制作该灯珠的方法和采用该灯珠的装配简单的LED模组,本发明提供的LED灯珠，由于底面具有第一金属焊接层，因此装配时仅需要将灯珠直接焊接这散热器中即可，由于具有由正极板和负极板配合形成的取电卡孔，因此装配时仅需要将驱动电路板具有导电端子的一端***卡孔即可，因此整个装配过程十分简易，有效提高了装配效率和质量。

Description

易于装配的COB灯珠、灯珠支架和灯珠制作方法、装配简单的LED模组
技术领域
造涉及LED封装技术领域，特别涉及一种易于装配的COB灯珠、用于该灯珠的支架、制作该灯珠的方法和采用该灯珠的装配简单的LED模组。
背景技术
LED封装是LED灯珠生产的一个重要环节，目前，大功率的LED灯珠一般采用贴片式（SMD）封装，这种封装方式虽然技术比较成熟，但是其需要将晶片固定在引线架上形成独立的器件，然后再将多个分离的器件焊接至基板（PCB板）上，存在工艺复杂、成本高、热阻大等缺点，为此，业内趋向发展板上封装（COB）技术。
板上封装即将LED晶体直接固定到基板上（PCB板）上并进行封装，具有生产效率高，热阻低、光学品质好等优点。目前，板上封装主要采用的基板主要由铜等导电金属制成的导电基板和由陶瓷等绝缘材料制成的绝缘基板，对于导电基板，其结构如图1（a）所示，主要是将LED晶片B-5直接固定至铜基板B-1上，然后在铜基板上用PPA材料成型灯杯B-2（围坝）以填充封装胶B-3，在灯杯上在设置铜片端子B-4，LED晶片B-5合丝与铜片端子B-4连接以取电，一般的，铜片端子B-4会向外侧延伸以实现部分裸露，从而便于铜片端子B-4与驱动电路连接；对于绝缘基板，其结构如图1（b）所示，其主要是在陶瓷基板B-6上镀上一层导电层B-7，然后将LED晶体B-5固定在导电层B-7上的固晶区并通过键合丝连接，后在固晶区周围成型灯杯B-2（围坝）以填充封装胶B-3，其中导电层B-7部分延伸至灯杯外侧B-2并裸露以便于与驱动电路电气连接。
因此，封装后的LED灯珠表面都裸露有用于连接驱动电路的导电区，同时为了将灯珠安装至散热器上，一般基板上还开设有固定孔位。如公开专利文件CN 102853299A所公开的，装配此类灯珠时，一般需要先用固定螺钉等固定零件配合固定孔位将基板固定至散热器上，然后在导电区上焊接导电引线并将导电引线的另一端焊接至驱动电路板。明显的，这种结构存在以下缺点：
由于需要螺钉等辅助固定部件，不仅固定操作麻烦，而且陶瓷等较脆的基板极其容易在固定过程中被损坏，导致产品装配不良率较高；
导电引线焊接麻烦，大幅降低了装配效率，而且容易由于焊接点的焊接质量不过关导致整灯质量不合格。
因此，目前的灯珠结构难以装配，从而导致装配效率低、装配质量差的问题发生。
发明内容
本发明创造的目的之一在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种可以方便的与散热器固定，同时不需要进行引线焊接，从而简化装配过程，提高装配效率和质量的LED灯珠。
本发明创造的目的之二在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种用于生产上述灯珠的支架和采用以上灯珠的LED模组。
本发明创造的目的之三在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种上述LED灯珠的制造方法，其步骤简单，节约成本，生产效率高。
本发明创造的目的通过以下技术方案实现：
提供了易于装配的COB灯珠的支架，包括基板和为基板供电的取电板，所述基板的一表面镀设有第一金属焊接层以形成焊接面，所述取电板包括可导电的的正极板和负极板，所述正极板和负极板相互绝缘并配合形成取电卡孔。
优选的，该支架由导电板材冲切而成。
提供易于装配的COB灯珠，包括支架，所述支架正面粘接LED晶片，所述支架底面镀有第一金属焊接层，所述支架包括基板和为LED晶片供电的取电板，所述取电板包括可导电的正极板和负极板，所述正极板和负极板相互绝缘并配合形成取电卡孔。
优选的，所述支架正面成型有灯杯，所述灯杯包括有杯腔，所述基板在杯腔中裸露形成用于固定LED晶片的固晶区，所述正极板和负极板均分别包括供电区、固定区和取电区，所述供电区裸露于所述杯腔中，所述固定区嵌设于灯杯的侧壁，所述取电区裸露于灯杯外侧并形成所述取电卡孔。
优选的，所述杯腔中设置有用于隔离基板和取电板的第一隔条。
优选的，所述杯腔中设置有用于隔离正极板和负极板的第二隔条。
优选的，所述第一金属焊接层包括覆盖于支架底面的镍层和覆盖于镍层上的银层。
提供装配简单的LED模组，包括散热器、固定于散热器的灯珠和用于为灯珠提供充电电流的驱动电路板，其特征在于：所述灯珠为上述任意一种易于装配的COB灯珠，所述散热器与灯珠的连接面上镀有第二金属焊接层，所述第一金属焊接层和第二金属焊接层焊接固定，所述驱动电路板一端部设置有供电端子，所述导电区长度等于取电卡孔的深度，导电区一端连接有尺寸大于取电卡孔尺寸的驱动电路板板体，另一端连接尺寸大于取电卡孔尺寸的固定部。
优选的所述散热器开设有内腔，所述驱动电路板设置于所述内腔中，所述散热器与灯珠的焊接面开设有通孔，所述驱动电路板用于设置供电端子的导电区与所述导电卡孔过盈配合，所述导电区两翼尺寸大于所述取电卡孔且导电区长度等于取电卡孔的深度。
最后提供易于装配的COB灯珠的制作方法，包括以下步骤：制版步骤、注塑步骤、固晶步骤、填胶步骤以及分离步骤，其中
制版步骤：在导电板材上冲切出支架，所述支架包括基板、正极板和负极板，基板、正极板和负极板分别通过连接条与板材保持连接；
注塑步骤：在冲切有支架板材上注塑成型灯杯，灯杯包括杯腔，杯腔与基本形成固晶区，杯腔与正极板和负极板分别形成供电区；
固晶步骤：在基板的固晶区上固定LED晶片，并令基板分别与正极板、负极板导电连接；
填胶步骤：在杯腔中填充封装胶；
分离步骤：切断基板、正极板和负极板与板材之间的连接条使灯珠脱离板材。
本发明创造的有益效果：本发明提供的LED灯珠，由于底面具有第一金属焊接层，因此装配时仅需要将灯珠直接焊接于散热器即可，由于具有由正极板和负极板配合形成的取电卡孔，因此装配时仅需要将驱动电路板具有导电端子的一端***取电卡孔即可，因此整个装配过程十分简易，有效提高了装配效率和质量；本发明的LED灯珠支架，由于其底面具有第一金属焊接层，且其正极板和负极板配合形成的取电卡孔，因此采用该支架制成的LED灯珠具有上述有益效果；本发明提供的LED模组，由于采用了底面具有金属焊接层，同时散热器与灯珠的连接面上镀有第二金属焊接层，因此装配时仅需要采用锡膏将散热器和灯珠直接焊接在一起就好，工艺简单，同时，该LED模组的驱动电路板和LED灯珠的装配方式采用将LED驱动板的供电端子卡接进LED灯珠的取电卡孔中的方式，装配简单，效率高，质量稳定。
附图说明
利用附图对本发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的背景技术的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的分解示意图；
图3为本发明的实施例1的灯珠的结构示意图；
图4为本发明的实施例1在制造过程的的导电板示意图；
图5为本发明的实施例2的电路驱动板结构示意图。
在图3至图4中包括：
1——散热器、11——灯珠设置面、12——通孔、2——驱动电路板、21——导电区、211——正极端子、212——负极端子、22——固定部、3——灯珠、31——基板、32——正极板、33——负极板、34——灯杯、341——杯腔、342——第一隔条、343——第二隔条、35——封装胶、36——取电卡孔、37——取电区、38——供电区、4——导电板、41——连接条。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明创造作进一步描述。
实施例1
如图3所示的装配简单LED模组，包括柱状的散热器1（也可为太阳花等其他结构的散热器1），该散热器1一端为开口结构，另一端为用于设置灯珠3的灯珠3设置面11，该灯珠3设置面11上镀有镍层（图中未示）。散热器1开设有内腔，内腔中容置有驱动电路板2，驱动电路板2的一端设置有供电端子以形成导电区21，供电端子包括正极端子211和负极端子212，本实施例中，驱动电路板2的导电区21的尺寸小于电路板其他部位的尺寸，从而使得驱动电路板2仅有导电区21能够穿过散热器1的灯珠3设置面11上的通孔12。散热器1灯珠3设置面11上的灯珠3如图4所示，包括支架、灯杯34和封装胶35，支架的底面电镀有镍层、镍层上表面镀覆有银层，镍层和银层均为金属焊接层，需要将灯珠3固定至散热器1上时，仅需要利用锡膏等焊接剂即可实现灯珠3和散热器1两者之间的焊接固定。
具体的，如图3所示，所述的支架包括基板31和由正极板32、负极板33构成的取电板，基板31、正极板32和负极板33分别与灯杯34固定连接从而使得基板31、正极板32和负极板33三者相对位置固定，其中，灯杯34包括有杯腔341，基板31在杯腔341中裸露形成固晶区，固晶区上设置有多个LED晶体（图中未示），LED晶体之间（或者LED晶体与基板31之间、LED晶体与取电板之间）通过键合丝导电连接，具体地，将LED具体固定至基板31上可采用本领域的常规方法，此处不再赘述；如图中所示，正极板32和负极板33均为U型结构，其一部分在杯腔341中的部分分别裸露形成给LED晶体供电的供电区38，还分别有部分嵌设于灯杯34中以实现正极板32和负极板33被灯杯34固定，此部分为正极板32和负极板33的固定区，更为重要的是，正极板32和负极板33均有部分裸露于灯杯34外侧以形成可以直接从驱动电路板2取电的取电区37，正极板32的取电区37、负极板33的取电区37配合形成取电卡孔36。该取电卡孔36用于插设上述的驱动电路板2的导电区21，导电区21被设置为与取电卡孔36过盈配合，当导电区21插设至取电卡孔36中时，驱动电路板2的正极端子211会与正极板32连接，负极端子212会与负极板33连接，从而使取电板与驱动电路板2之间形成导通回路。
综上可见，上述LED模组装配十分简易，仅需要在散热器1上涂覆锡膏等阻焊剂，然后将LED灯珠3焊接至散热器1上，接着将驱动电路板2从散热器1下端的开口***使其导电区21穿过散热器1灯珠3设置面11的通孔12，直至导电区21插设至取电卡孔36中即完成装配。装配步骤简单，利于自动化加工，能够有效提高装配效率和装配质量。
需要说明的是：
（1）本实施例中在支架的背面采用镀镍层同时镀银层来作为金属焊接层，这主要是由于银层和镍层能够分别为灯珠3提供相应的保护功能，而根据实际需要，也可以在支架背面仅镀镍层或者仅镀银层，只要适当增加厚度即可；进一步的，无论是散热器1上的镍层或者支架背面的镍层和银层，本领域技术人员其均可采用其他利于焊接的金属材料来替代，此处不予赘述。
（2）文中所述的“正极板32的取电区37、负极板33的取电区37配合形成取电卡孔36”的情形包括正极板32的取电区37、负极板33的取电区37配合形成取电卡孔36与灯珠3的其他部件形成取电卡孔36的情况，如本身实力采用正极板32的取电区37、负极板33的取电区37以及灯杯34外壁一同构成取电卡孔36。
（3）本实施例中的支架是采用铜材料直接冲切而成，当然根据需要也可以采用其他材料（如背景技术中所述的）来成型该支架，如采用的是绝缘材料，只需要在其表面镀覆一层导电膜使其具有导电性能即可。
（4）本实施例中正极板32和负极板33均采用U型结构，但是本领域技术人员根据需要也可以采用其他形状结构，如L型状，只要能够实现正极板32和负极板33能够在杯腔341中选出供电区38，在灯杯34外形成取电区37并能够配合形成取电卡孔36即可。
另外，如图3所示，灯杯34的杯腔341中设置有隔离于基板31和取电板之间的第一隔条342、隔离于正极板32和负极板33之间的第二隔条343。第一隔条342和第二隔条343可有效提高基板31和取电板之间、正极板32和负极板33之间的安规性能，例如基板31和取电板之间的爬电距离、正极板32和负极板33之间的绝缘性能等。
具体的，上述灯珠3的装置方法包括以下步骤：
制版步骤：如图5所示，在导电板4上冲切出支架，所述支架包括基板31、正极板32和负极板33，基板31、正极板32和负极板33分别通过连接条41与板材保持连接；
注塑步骤：在冲切有支架板材上注塑成型灯杯34；
固晶步骤：在基板31的固晶区上固定LED晶片，并令基板31分别与正极板32、负极板33导电连接；
填胶步骤：在杯腔341中填充封装胶35以成型灯珠3；
分离步骤：切断基板31、正极板32和负极板33与板材之间的连接条41使灯珠3脱离板材。
实施例2
提供装配简单LED模组的另一种实施方式，其主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：如图5所示，所述导电区21长度等于取电卡孔36的深度，导电区21一端为尺寸大于取电卡孔尺寸的驱动电路板2的板体，另一端连接有尺寸大于取电卡孔36尺寸的固定部22，即在导电区21的上端还设置有一个固定部22，该固定部22可以是与导电区21分离连接的，装配时将驱动电路板2插设到位后在将固定部22与导电区21固定连接，从而使得驱动电路板2、灯珠3和散热器1三者之间更加牢固的结合。当然，该固定部22也可以是与驱动电路板2一体成型的，此时为了实现装配可令将通孔12和取电卡孔36在不同方向上尺寸不同，从而令固定部22沿通孔12和取电卡孔36的较大尺寸方向***后旋转一定角度至较小尺寸方向实现卡接。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.易于装配的COB灯珠的支架，其特征在于：包括基板和为基板供电的取电板，所述基板的一表面镀设有第一金属焊接层以形成焊接面，所述取电板包括可导电的正极板和负极板，所述正极板和负极板相互绝缘并配合形成取电卡孔。
2.如权利要求1所述的易于装配的COB灯珠的支架，其特征在于：该支架由导电板材冲切而成。
3.易于装配的COB灯珠，包括支架，所述支架正面粘接LED晶片，其特征在于：所述支架底面镀有第一金属焊接层，所述支架包括基板和为LED晶片供电的取电板，所述取电板包括可导电的正极板和负极板，所述正极板和负极板相互绝缘并配合形成取电卡孔。
4.如权利要求3所述的易于装配的COB灯珠，其特征在于：所述支架正面成型有灯杯，所述灯杯包括有杯腔，所述基板在杯腔中裸露形成用于固定LED晶片的固晶区，所述正极板和负极板均分别包括供电区、固定区和取电区，所述供电区裸露于所述杯腔中，所述固定区嵌设于所述灯杯的侧壁，所述取电区裸露于灯杯外侧并形成所述取电卡孔。
5.如权利要求4所述的易于装配的COB灯珠，其特征在于：所述杯腔中设置有用于隔离基板和取电板的第一隔条。
6.如权利要求4所述的易于装配的COB灯珠，其特征在于：所述杯腔中设置有用于隔离正极板和负极板的第二隔条。
7.如权利要求3所述的易于装配的COB灯珠，其特征在于：所述第一金属焊接层包括覆盖于支架底面的镍层和覆盖于镍层上的银层。
8.装配简单的LED模组，包括散热器、固定于散热器的灯珠和用于为灯珠提供电流的驱动电路板，其特征在于：所述灯珠为权利要求3-7中任意一种易于装配的COB灯珠，所述散热器与灯珠的连接面上镀有第二金属焊接层，所述第一金属焊接层和第二金属焊接层焊接固定，所述驱动电路板一端部设置有供电端子，所述供电端子卡接于所述取电卡孔中以给所述取电板供电。
9.如权利要求8所述的装配简单LED模组，其特征在于：所述散热器开设有内腔，所述驱动电路板设置于所述内腔中，所述散热器与灯珠的焊接面开设有通孔，所述驱动电路板用于设置供电端子的导电区与所述导电卡孔过盈配合，所述导电区长度等于取电卡孔的深度，导电区一端连接有尺寸大于取电卡孔尺寸的驱动电路板板体，另一端连接尺寸大于取电卡孔尺寸的固定部。
10.易于装配的COB灯珠的制作方法，其特征在于包括以下步骤：制版步骤、注塑步骤、固晶步骤、填胶步骤以及分离步骤，其中
制版步骤：在导电板材上冲切出支架，所述支架包括基板、正极板和负极板，基板、正极板和负极板分别通过连接条与板材保持连接；
注塑步骤：在冲切有支架板材上注塑成型灯杯，灯杯包括杯腔，杯腔与基板形成固晶区，杯腔与正极板和负极板形成供电区；
固晶步骤：在基板的固晶区上固定LED晶片，并令基板分别与正极板、负极板导电连接；
填胶步骤：在杯腔中填充封装胶以成型灯珠；
分离步骤：切断基板、正极板和负极板与板材之间的连接条使灯珠脱离板材。
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