CN107305922A - 一种带电源一体化360度立体发光光源及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，并且在工艺的基础上提出带电源一体化360度立体发光灯具，包括带有导电线路的基板、电容、功率管、桥堆、IC智能芯片及LED芯片，基板正反两面采用树脂混合荧光粉覆盖上述器件，并且包裹散热保护胶，即可制成G9用LED立体光源，同时也可制成ED球泡灯、LED水晶灯或LED圣诞灯；本发明通过将裸露的芯片焊盘表面做沉金或镀银处理、采用将LED倒装芯片通过共晶焊接方式、采用树脂混合荧光粉整体包裹的方式，使得基板和LED芯片、若干电源组件有效地连接在一起并形成一个整体，缩小了LED光源的体积，同时散热好，连接牢固，应用范围也随之进一步扩大。
Description
技术领域
本发明涉及照明灯具领域，尤其涉及一种带电源一体化360度立体发光光源及其制备方法。
背景技术
LED灯具由于具有节能、发光效率高的特点，因此在室内和户外照明领域越来越普及，并逐渐取代常规的钨丝、卤素灯。目前常规的LED灯具结构通常体积较大，原因在于，常规的LED灯具主要由光源、电源跟灯壳组成，光源和电源为独立结构，需要通过电源线等导电材料连接，而灯壳又是一个独立结构，因此增大了LED灯的体积，随着体积的增大，具有下列不足之处，其一是随着材料的增加，材料成本大大上升；其二是不容易做成体积较小的LED灯具；限制了LED灯具的应用场合；其三是结构容易在运输和使用过程中发生故障，从而增大了灯具的维护成本。
国内外的LED企业也曾考虑过如何将LED光源的整体体积缩小，但缩小之后随之会带来一系列的问题，其一是LED芯片及诸多电源组成材料如整流管、控压管、控流管如何有效、固定地电性连接在一起；其二是连接在一起之后的散热问题；上述两个问题也正是阻碍LED光源体积大幅度缩小的障碍。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提出一种带电源一体化360度立体发光光源及其制备方法，该立体发光光源无外接驱动、制成工艺简单，体积小，而且发光均匀、散热好。
为达到上述目的，本发明提出了一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，主要由下述步骤组成：
(1)首先制备透光基板(如玻璃、陶瓷、蓝宝石)或非透光金属基板(如铝基板、铜基板、高导热合成塑料基板)，基板的外形为矩形、圆形、三角形、梯形、规则或不规则的弯曲形状中的一任意种，并且基板厚度在4mm以内；
(2)在透光基板的一面或者正反两面印刷银浆做导电线路，银浆厚度大于12mil以上，或者是在非透光金属基板正反两面上进行蚀刻线路，并通过塞孔技术将正反两面的线路导通，在裸露的芯片焊盘表面做沉金或镀银处理，且该线路呈串联或串并联设置；
(3)在基板光源区的正反两面用锡膏分别将LED倒装芯片通过共晶焊接在基板的焊盘处，焊料组分范围在Sn96-98Ag2-Cu0.3-0.7，从而生成金锡合金或金锡银合金将LED倒装芯片固定住；
(4)在基板的电源区分别将整流管、控压管、控流管、压敏电阻用焊料焊接固定在基板的焊盘处；
(5)在基板的正反两面用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉将基板上的光源区及电源区覆盖，并保持与基板外形一致的形状，即制成一个带电源一体化的360度立体发光光源；亦可在基板的正反两面及侧面、顶面用荧光胶将基板完全包裹起来，其外形可为矩形、圆形、三角形、梯形、规则或不规则弯曲形中的任一种。
在上述步骤中，所提到的LED发光区的颜色可为白光、红光、绿光、蓝光的任一种或其至少两种颜色以上的任意组合光。
同时，制作成本发明立体光源后，若外接市电为AC220V时，其LED发光区的输入电压范围在DC200-270V；若外接市电为AC110V时，其LED发光区的输入电压范围在DC100-150V。
进一步的，在封装好后的立体发光光源外面用治具包裹一层散热保护胶，即可制成G9用LED立体光源。
在本发明的步骤(4)当中，将封装好后的LED立体光源固定在散热座上，并与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯。
并且，在本发明的步骤(4)当中，将封装好后的LED立体光源用芯柱固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
本发明在工艺的基础上，随即提出一种带电源一体化360度立体发光灯具，包括带有导电线路的基板、整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片，所述整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片固接于基板上并相互形成电性连接，所述基板的正反两面采用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉覆盖整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片，或者是在基板的正反两面及侧面、顶面用荧光胶将基板完全包裹；同时在封装好后的立体发光光源外面用治具包裹有一层散热保护胶，即可制成G9用LED立体光源，或者将封装好后的立体发光光源固定在散热座上，并与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯，或者，将封装好后的LED立体光源用芯柱固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
优选的，立体发光光源封装层可为多种形状，如矩形、三角形、平行四边形、梯形、圆形、规则或不规则弯曲形。
在本发明中，优选的泡壳形状包括圆球形、拉尾形、尖泡形，所述泡壳颜色包括透明色、磨砂色、乳白色、金黄色、红色、绿色、蓝色。
进一步的，所述立体发光光源封装层可以多于一个以上的数量固定连接于泡壳内，如呈三片竖直的结构连接于泡壳内，或以两片呈V字形的结构连接于泡壳内。
本发明采用将LED倒装芯片通过共晶焊接的方式、采用树脂混合荧光粉整体包裹的方式，使得基板和LED倒装芯片、若干电源组件有效地连接在一起并形成一个整体，并且区别于传统的平躺在基座底部的发光方式，改为竖直的面发光，即立体发光，这样可使发光更均匀，大大缩小了LED光源的体积，同时散热好，连接牢固，应用范围也随之进一步扩大。
附图说明
图1所示的是本发明中基板的外观结构示意图；
图2所示的是本发明中基板、芯片、电源构件组合的外观结构示意图；
图3所示的是本发明中封装层的外观结构示意图；
图4所示的是本发明中立体发光光源外贴设散热保护胶的外观结构示意图；
图5所示的是本发明中立体发光光源安装于圆形泡壳中的外观结构示意图；
图6所示的是本发明中立体发光光源通过电极连接杆连接于圆形泡壳中的外观结构示意图；
图7所示的是本发明中立体发光光源安装于尖状泡壳中的外观结构示意图；
图8所示的是本发明中立体发光光源安装于拉尾形泡壳中的外观结构示意图；
图9所示的是本发明中立体发光光源封装层外面包裹荧光胶后的外观结构示意图；
图10所示的是本发明中立体发光光源封装层呈圆球形时的外观结构示意图；
图11所示的是本发明中立体发光光源封装层呈三角形时的外观结构示意图；
图12所示的是本发明中立体发光光源封装层呈规则弯曲形状时的外观结构示意图；
图13所示的是本发明中立体发光光源封装层呈不规则弯曲形状时的外观结构示意图；
图14所示的是本发明中立体发光光源封装层呈十字架时的外观结构示意图；
图15所示的是本发明中立体发光光源封装层呈圆头梯形时的外观结构示意图。
图16所示的是本发明中立体发光光源封装层呈三片竖直的结构连接于泡壳内的外观结构示意图；
图17所示的是本发明中立体发光光源封装层以两片呈V字形的结构连接于泡壳内的外观结构示意图。
其中，1、基板；2、LED倒装芯片；3、整流管；4、控压管；5、控流管；6、压敏电阻；7、封装层；8、散热保护胶；9、插针；10、圆形泡壳；11、散热座；12、灯头；13、立体灯片；14、电极连接杆；15、尖状泡壳；16、拉尾形泡壳；17、荧光胶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，主要由下述步骤组成：
(1)首先需要制备基板1(见图1)，基板1可以是透光基板，该透光基板的材质可以是玻璃、陶瓷或是蓝宝石；或者是非透光金属基板，该非透光金属基板的材质可以是铝基板、铜基板或高导热合成塑料基板，基板1的外形为矩形、圆形、三角形、梯形、规则或不规则的弯曲形状中的一任意种，并且基板1的厚度在4mm以内。
(2)在透光基板的一面或者正反两面印刷银浆做导电线路，银浆的厚度需要大于12mil以上，或者是在非透光金属基板正反两面上进行蚀刻线路，并通过塞孔技术将正反两面的线路导通，在裸露的芯片焊盘表面做沉金或镀银处理，且该线路呈串联或串并联设置，这里所指的塞孔技术指的是通过打孔后，在孔壁内做一层绝缘处理，并将导电材料注入孔内与正反面线路形成电导通的方式；
(3)在基板1的光源区的正反两面用锡膏分别将LED倒装芯片2通过共晶焊接在基板1的焊盘处，焊料组分范围在Sn96-98Ag2-Cu0.3-0.7，从而生成金锡合金或金锡银合金将LED倒装芯片2固定住；
(4)在基板1的电源区分别将整流管3、控压管4、控流管5、压敏电阻6用焊料焊接固定在基板的焊盘处(见图2)；
(5)在基板1的正反两面用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉将基板上的光源区及电源区覆盖，并保持与基板外形一致的形状，即制成一个带电源一体化的360度立体发光光源的封装层7(见图3)；亦可在基板1的正反两面及侧面、顶面用荧光胶17将基板1完全包裹起来(见图9)，其外形可为矩形、三角形、平行四边形、梯形、圆形、规则弯曲形或不规则弯曲形以及上述图形的任意结合中的任一种。
在上述的步骤中，所提到的LED发光区的颜色可为白光、红光、绿光、蓝光的任一种或其至少两种颜色以上的任意组合光。
同时，制作成本发明立体光源后，若外接市电为AC220V时，其LED发光区的输入电压范围在DC200-270V；若外接市电为AC110V时，其LED发光区的输入电压范围在DC100-150V，这样做的目的是可以提高电源的利用效率，从而做到更加节能。
在本发明中，如果在封装好后的立体发光光源外面用治具包裹一层散热保护胶8，即可制成G9用LED立体光源(见图4)。
在本发明的步骤(4)当中，将封装好后的LED立体光源固定在散热座11上，底部安装上灯头12，使灯头12与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯。
并且，在本发明的步骤(4)当中，将封装好后的LED立体光源用电极连接杆14固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
本发明在上述工艺的基础上，随即提出一种带电源一体化360度立体发光灯具，包括带有导电线路的基板1、整流管3、控压管4、控流管5、压敏电阻6及LED倒装芯片2，其中，整流管3、控压管4、控流管5、压敏电阻6及LED倒装芯片2固接于基板1上并相互形成电性连接，在基板1的正反两面采用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉覆盖整流管3、控压管4、控流管5、压敏电阻6及LED倒装芯片2，或者是在基板1的正反两面及侧面、顶面用荧光胶17将基板1完全包裹，即形成一个完整的发光的封装层7(参见图9)。
在有些场合中，电源区还可以是只有整流管3跟控流管5组成，这样的结构可使成本进一步降低，工艺也更加简单。
同时在封装好后的LED立体发光光源外面用治具包裹有一层散热保护胶8，即可制成G9用LED立体光源(参见图4)。
或者将封装好后的LED立体发光光源(即立体灯片13)固定在散热座11上，底部安装上灯头12，并使灯头12与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯，LED球泡灯的形状可为圆形球泡灯(见图6)，可为尖状球泡灯(见图7)，可为拉尾形球泡灯(见图8)。
或者，将封装好后的LED立体光源封装层(即立体灯片13)用电极连接杆14或插针9固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
优选的，LED立体发光光源封装层(即立体灯片13)可为多种形状，如矩形、三角形(见图11)、平行四边形、梯形、圆形(见图10)、规则弯曲形(图12)或不规则弯曲形(见图13)以及上述图形的任意结合；如图14为十字架形，图15为梯形及弧边相结合。
在本发明中，优选的泡壳形状包括圆形泡壳10(见图5和图6)、拉尾形泡壳16(见图8)、尖状泡壳15(见图7)，同时，泡壳颜色包括透明色、磨砂色、乳白色、金黄色、红色、绿色、蓝色。
在本发明中，所提到的立体发光光源封装层(即立体灯片13)可以多于一个以上的数量固定连接于泡壳内，如呈三片竖直的结构连接于泡壳内(见图16)，或以两片呈V字形的结构连接于泡壳内(见图17)。当然，实际应用中，应当是不局限于上述两种结构，如两片、三片以上的灯片以竖直或非竖直状态连接于泡壳内；如三片或三片以上灯片呈V子形或非V字形结构连接于泡壳内等等均在本发明的保护范畴之内。
总的来说，本发明采用将LED倒装芯片通过共晶焊接的方式、采用树脂混合荧光粉整体包裹的方式，使得基板和LED倒装芯片、若干电源组件有效地连接在一起并形成一个整体，并且区别于传统的平躺在基座底部的发光方式，改为竖直的面发光，即立体发光，这样可使发光更均匀，大大缩小了LED光源的体积，同时散热好，连接牢固，应用范围也随之进一步扩大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：
(1)首先制备透光基板(如玻璃、陶瓷、蓝宝石)或非透光金属基板(如铝基板、铜基板、高导热合成塑料基板)，基板的外形为矩形、圆形、三角形、梯形、规则或不规则的弯曲形状中的一任意种，并且基板厚度在4mm以内；
(2)在透光基板的一面或者正反两面印刷银浆做导电线路，银浆厚度大于12mil以上，或者是在非透光金属基板正反两面上进行蚀刻线路，并通过塞孔技术将正反两面的线路导通，在裸露的芯片焊盘表面做沉金或镀银处理，且该线路呈串联或串并联设置；
(3)在基板光源区的正反两面用焊料分别将LED倒装芯片通过共晶焊接在基板的焊盘处，焊料组分范围在Sn96-98Ag2-Cu0.3-0.7，从而生成金锡合金或金锡银合金将LED倒装芯片固定住；
(4)在基板的电源区分别将整流管、控压管、控流管、压敏电阻用焊料焊接固定在基板的焊盘处；
(5)在基板的正反两面用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉将基板上的光源区及电源区覆盖，并保持与基板外形一致的形状，即制成一个带电源一体化的360度立体发光光源；亦可在基板的正反两面及侧面、顶面用荧光胶将基板完全包裹起来，其外形可为矩形、圆形、三角形、梯形、规则或不规则弯曲形中的任一种。
2.如权利要求1所述的一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，所述LED发光区的颜色可为白光、红光、绿光、蓝光的任一种或其至少两种颜色以上的任意组合光。
3.如权利要求1所述的一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，若外接市电为AC220V时，其LED发光区的输入电压范围在DC200-270V；若外接市电为AC110V时，其LED发光区的输入电压范围在DC100-150V。
4.如权利要求1所述的一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，在封装好后的立体发光光源外面用治具包裹一层散热保护胶，即可制成G9用LED立体光源。
5.如权利要求1所述的一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将封装好后的LED立体光源固定在散热座上，并与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯。
6.如权利要求1所述的一种带电源一体化360度立体发光光源的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将封装好后的LED立体光源用芯柱固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
7.一种带电源一体化360度立体发光灯具，包括带有导电线路的基板、整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片，所述整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片固接于基板上并相互形成电性连接，其特征在于，所述基板的正反两面采用硅树脂或硅橡胶或环氧树脂混合荧光粉覆盖整流管、控压管、控流管、压敏电阻及LED倒装芯片，或者是在基板的正反两面及侧面、顶面用荧光胶将基板完全包裹；同时在封装好后的立体发光光源外面用治具包裹有一层散热保护胶，即可制成G9用LED立体光源，或者将封装好后的立体发光光源固定在散热座上，并与外接市电导通，套入透明或者乳白或磨砂的玻璃泡壳或者塑料泡壳中，即可做成LED球泡灯，或者，将封装好后的LED立体光源用芯柱固定于玻璃泡壳内，即可做成LED水晶灯或者LED圣诞灯。
8.如权利要求7所述的一种带电源一体化360度立体发光灯具，其特征在于，所述立体发光光源封装层可为多种形状，如外矩形、三角形、平行四边形、梯形、圆形、规则弯曲形或不规则弯曲形以及上述图形的任意结合中的任一种。
9.如权利要求7所述的一种带电源一体化360度立体发光灯具，其特征在于，所述泡壳形状包括圆球形、拉尾形、尖泡形，所述泡壳颜色包括透明色、磨砂色、乳白色、金黄色、红色、绿色、蓝色。
10.如权利要求6所述的一种带电源一体化360度立体发光灯具，其特征在于，所述立体发光光源封装层可以多于一个以上的数量固定连接于泡壳内，如呈三片竖直的结构连接于泡壳内，或以两片呈V字形的结构连接于泡壳内。
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- 2016-04-18 CN CN201610236224.1A patent/CN107305922B/zh active Active
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Denomination of invention: A preparation method of integrated 360 degree stereo light source with power supply Effective date of registration: 20210205 Granted publication date: 20191213 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Jiashan county subbranch Pledgor: Zhejiang Emitting Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000125 |
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