一體式條形光源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種一體式條形光源，包括其上設(shè)置有銅箔的條狀基板，固定設(shè)置在基板一端的電源模塊，以及固定設(shè)置在基板之上多個(gè)LED芯片，所述的銅箔包括多塊沿直線間隔設(shè)置的銅箔塊，所述的多個(gè)LED芯片被等分為多組，每組包括至少兩個(gè)LED芯片，任兩相鄰的銅箔塊均由一組LED芯片連通，其中，所述的LED芯片的組數(shù)與其工作電壓相匹配。本實(shí)用新型采用LED芯片多并多串回路技術(shù)，因?yàn)椴捎酶唠妷焊咦杩关?fù)載型式，省卻了磁芯變壓器的器件，其單一回路只需要20毫安電流，充分發(fā)揮LED芯片的效能，也不需要做散熱手段，更能簡化條形光源結(jié)構(gòu)，降低制造成本。
【專利說明】一體式條形光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED照明【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種能作為室內(nèi)照明裝修光源或商業(yè)廣告牌照明光源的一體式條形光源。
【背景技術(shù)】
[0002]LED條型光源在國內(nèi)發(fā)展時(shí)間己久，目前其主要應(yīng)用在裝飾光源的方向領(lǐng)域，在針對室內(nèi)照明用途方面，LED照明產(chǎn)品價(jià)格距離民生消費(fèi)需仍有一段差距，這也是目前LED明燈具不能大圍普及的主要因素，其根本的原因就是因?yàn)檎彰鳠艟叩膬?nèi)部組件過多導(dǎo)致產(chǎn)品成本和使用成本過高。
[0003]目前LED條型光源包括電源驅(qū)動板與光源板二塊獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，其制造工藝分為前后二階段，前段是在自動定機(jī)臺上作業(yè)的，這一塊主要就是貼片加工制作光源板，也有少數(shù)的LED直插式工藝，不過比例己經(jīng)大幅下降，大多是采用SMD貼片自動流程工藝，以5050，3528或是5720等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格制式貼片LED元器件為主，當(dāng)PCB通過錫膏印刷之后，由機(jī)械手拾取LED器件并自動對位固定在PCB表面，最后通過高溫的回流焊錫爐，完成了貼片焊錫的工藝流程。后段主要是電源板與光源板的連接工作，其中含驅(qū)動恒流源的電源板一般廠家是分開作業(yè)的，由廠家對開關(guān)電源供應(yīng)廠下單采買。
[0004]但是，現(xiàn)有的條形光源因?yàn)殡娫打?qū)動板和光源板的分離，導(dǎo)致體積過大，使用不便，同時(shí)因?yàn)橹谱鲿r(shí)貼片LED器件是通過了二次高溫固定，第一次封裝是150度完成的，第二次是回流焊錫爐的260度高溫，不同的高溫下勢必會在物理應(yīng)力上的變化，導(dǎo)致硅膠包覆中的金線受到高溫膨脹的外力而引起了浮動的效應(yīng)，這是貼片LED會大量死燈的根本原因。同時(shí)在后端操作中大量依賴人工的焊接工藝，降低了生產(chǎn)效能，整理導(dǎo)線的工藝太原始，更造成斷線的隱患，同時(shí)現(xiàn)場接導(dǎo)線作業(yè)中經(jīng)常會有電線纏繞的困撓，也是經(jīng)常造成焊錫不良的原因。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種能作為室內(nèi)照明裝修光源或商業(yè)廣告牌照明光源的一體式條形光源。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種一體式條形光源，包括其上設(shè)置有銅箔的條狀基板，固定設(shè)置在基板一端的高壓恒流電源模塊，以及采用多晶封裝技術(shù)封裝在基板之上多個(gè)LED芯片，其中，所述的高壓恒流電源模塊包括整流模塊和與所述的整流模塊的輸出相連并用以給各LED芯片提供恒流的恒流模塊，所述的銅箔包括多塊沿直線間隔設(shè)置的銅箔塊，所述的多個(gè)LED芯片被等分為多組，每組包括至少兩個(gè)LED芯片，任兩相鄰的銅箔塊均由一組LED芯片連通，其中，所述的LED芯片的組數(shù)與其工作電壓相匹配。
[0008]所述的恒流模塊為穩(wěn)壓電源調(diào)整器，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸入端與恒流模塊的正極輸出連接，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端與各LED芯片連接，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的GND端串聯(lián)反饋電阻后與穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端連接，所述的LED芯片的負(fù)極與整流模塊的負(fù)極輸出相連或接地。
[0009]所述的整流模塊為橋堆，所述的橋堆的輸入端與外部交流電連通，所述的橋堆的正極輸出端與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸入端連接。
[0010]所述的基板的兩側(cè)面均設(shè)置有銅箔塊，在所述的銅箔塊上設(shè)置有貫穿所述基板的通孔，所述的通孔內(nèi)設(shè)置有將前后兩側(cè)的銅箔塊連通的鍍銅。
[0011]所述的橋堆和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器分別設(shè)置在基板兩側(cè)。
[0012]所述的前側(cè)的銅箔塊左右兩側(cè)分別形成對應(yīng)的凸塊或凹口，所述的凸塊對應(yīng)地插入凹口內(nèi)以提高LED芯片的設(shè)置均勻度。
[0013]在所述的一組或多組LED芯片上還并聯(lián)地設(shè)置有濾波電容。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型采用LED芯片多并多串回路技術(shù)，因?yàn)椴捎酶唠妷焊咦杩关?fù)載型式，省卻了磁芯變壓器的器件，其單一回路只需要20毫安電流，充分發(fā)揮LED芯片的效能，也不需要做散熱手段，更能簡化條形光源結(jié)構(gòu)，降低制造成本。其可直接適應(yīng)于不同地方的交流電市電，而且其長度可視需要做到20cm，60cm甚至更長。同時(shí)對于下游產(chǎn)品也可省卻冷卻結(jié)構(gòu)，降低成本，提高出光面。同時(shí)因?yàn)榉忾]式多并回路式設(shè)計(jì)，即指回路輸入端與輸出端形成封密式回路再并連相接，簡稱多串多并回路，其與僅輸入端與輸出端相連接，中央回路不連接的多串開放回路不同，當(dāng)發(fā)生單晶死燈情況時(shí)，電流會自動分流到同組的另外芯片，其余芯片仍在安全電流范圍內(nèi)，不會同時(shí)死燈。所以不會大面積死燈的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1所示為本實(shí)用新型的條形光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2所示為本實(shí)用新型的條形光源電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]如圖1、2所示，本實(shí)用新型的一體式條形光源包括前后兩側(cè)面均設(shè)置有銅箔的條狀基板1，固定設(shè)置在基板一端的高壓恒流電源模塊，以及采用多晶封裝工藝固定設(shè)置在基板之上的多個(gè)LED芯片2，其中，所述的電源模塊包括與基板固定連接的貼片電阻R1、R2、橋堆6和穩(wěn)壓電源調(diào)整器7，所述的橋堆的輸入端分別經(jīng)電阻Rl和R2后與外部交流電連通，所述的三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸入端與橋堆6的正極輸出連接，所述的三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端與各LED芯片連接以給其供能，所述的三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的GND端串聯(lián)反饋電阻R3后與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端連接，所述的LED芯片的負(fù)極與橋堆的負(fù)極輸出相連，優(yōu)選地，在所述的橋堆的正極輸出端以及三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端還分別并聯(lián)設(shè)置有高壓濾波電容Cl和C2，所述的高壓濾波電容Cl和C2另一端接地或與所述的橋堆的負(fù)極輸出相連。
[0020]需要說明的是，所述的整流電路可采用任意形式的整流技術(shù)，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器并不局限于三端，按本實(shí)用新型的思路對應(yīng)連接該穩(wěn)壓電源調(diào)整器即可，即將地端以輸出為參考并對應(yīng)調(diào)整反饋電阻均可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的宗旨。其中，所述的三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器優(yōu)選為78系列，如78L05，78L09, 78L12等。將三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的地端經(jīng)反饋電阻與輸出端連通，創(chuàng)造性地將穩(wěn)壓電源調(diào)整器作為恒流控制器，其可以廣泛適用于交流電高壓，如220V、IOOV和IIOv等，其自身壓降根據(jù)型號不同而互異，一般在幾伏或者十幾伏，同時(shí)其可恒定地輸出O-1OOmA的電流，通過改變反饋電阻即可便捷調(diào)整輸出的恒定電流大小。將穩(wěn)壓電源調(diào)整器作為恒流源，尤其是對高壓負(fù)載時(shí)其自身工作電流小，發(fā)熱小，無熱點(diǎn)，再提供恒流的同時(shí)無需設(shè)置散熱裝置，且結(jié)構(gòu)精簡，成本低，有效提高市場競爭力。
[0021]所述的銅箔包括多塊沿直線間隔設(shè)置的銅箔塊3，所述的多個(gè)LED芯片被等分為多組，每組包括多個(gè)LED芯片，任兩相鄰的銅箔塊均由一組LED芯片連通，即多組LED芯片依次串聯(lián)并與穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出連接，其最末一組的LED芯片的N極與所述的橋堆的負(fù)極輸出相連。圖1中只是示意了基板前側(cè)的貼片位置和LED芯片，其中另一面的布局與圖1類似，也設(shè)置有多塊沿直線間隔設(shè)置的銅箔塊，前后兩側(cè)的銅箔塊一一對應(yīng)。其中，所述的LED芯片的組數(shù)與其工作電壓相匹配。即，以直接適用于220V交流電的條形光源為例，如果采用3V20mA的LED芯片，交流電在經(jīng)過橋堆和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器后電壓大概在215V，則需要設(shè)置72組串聯(lián)的LED芯片以滿足其工作電壓需求。優(yōu)選地，每組包括3個(gè)LED芯片，A，B, C，即在基板上設(shè)置216個(gè)LED芯片，那么對應(yīng)地三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器提供的恒流為60mA。
[0022]其中，LED芯片兩側(cè)設(shè)置有鋁線或金線作為與銅箔塊連通的連接線，鋁線或金線導(dǎo)電的同時(shí)也可作為導(dǎo)熱體將LED發(fā)出的熱量散發(fā)出來。
[0023]可以理解的是，按本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)理念，可以生產(chǎn)出不同的功率與光譜的條形光源，如5瓦白光，10瓦暖白光，或者是紅藍(lán)相間的植物燈條光源均可，甚至可以串接為更長的條型光源或者色彩更為豐富的條形光源，其可以產(chǎn)生單串，封閉二并，封閉三并，與不同光譜混合，更適合植物燈的條型光源遠(yuǎn)流長，供農(nóng)業(yè)大棚專用條型光源等等。
[0024]即本實(shí)用新型采用HV LED驅(qū)動技術(shù)，利用交流電直接驅(qū)動各LED芯片工作，省卻了降壓步驟，避免了二次諧波產(chǎn)生，同時(shí)減少了降壓發(fā)生的熱量和制作成本，簡化了整體體積。
[0025]其中，在所述的銅箔塊上設(shè)置有通孔4，所述的通孔內(nèi)設(shè)置有將前后兩側(cè)的銅箔連通的鍍銅或者其他金屬。鍍銅可以導(dǎo)電，又同時(shí)可以導(dǎo)熱，即利用基板后側(cè)的銅箔表面積散熱。
[0026]具體地說，其中，所述的基板，如F R 4基板表面的銅箔是I盎司厚度，是基板原料本身就已經(jīng)做好覆銅，沒有特殊工藝要求，所以容易取得，成本合理化，當(dāng)操作技術(shù)員在自動固晶機(jī)臺上作業(yè)時(shí)，透過編程軟件，精密的視覺檢查軟件，可以自動分辨芯片的固晶位置，就可以將LED芯片固定在基板的銅箔表面，以銀膠將LED芯片固定完成，最后進(jìn)行硅膠封裝，同時(shí)可在硅膠中加入熒光粉以制備不同的產(chǎn)品，此處多晶封裝與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再贅述。其中，銅箔的表面要求電鍍金層，以保護(hù)銅箔不會氧化。
[0027]橋堆與78L05是最成熟也是最簡化的電源控制，因?yàn)楹蠖喂庠词菍儆诟唠妷旱碗娏鞯腖ED光源模塊，多個(gè)串并聯(lián)的LED芯片本身己經(jīng)形成了高阻抗負(fù)載，不需要使用變壓器做電源轉(zhuǎn)化，對78L05也自然形成一種保護(hù)作用。因?yàn)榈碗娏鞴ぷ鞑粫a(chǎn)生熱點(diǎn)，全部電壓完全轉(zhuǎn)化到LED芯片負(fù)載端，所以78L05僅僅發(fā)揮了恒流效用，78L05可工作到100毫安電流，此處僅僅應(yīng)用到60毫安電流，不會有電壓過高的熱點(diǎn)效應(yīng)，整體采用LED芯片多晶封裝技術(shù)，達(dá)成了微小化的妙用，僅僅占用極小的基板空間。
[0028]本實(shí)用新型采用LED芯片多并多串回路技術(shù)，主要特征就是回路電流較小，產(chǎn)生溫升效應(yīng)較低，因?yàn)椴捎酶唠妷焊咦杩关?fù)載型式，因而沒有磁芯變壓器的器件，其單一回路只需要20毫安電流，是按LED芯片規(guī)格的要求，如此小的工作電流，LED芯片的工作溫度是在75-80度，未超過規(guī)格的上限110度，充分發(fā)揮LED芯片的效能，也不需要做散熱手段，更能簡化條形光源結(jié)構(gòu)，降低制造成本。同時(shí)因?yàn)榉忾]式多并回路式設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生單晶死燈情況時(shí)，以每組兩個(gè)LED芯片為例，電流會自動分流到同組的另一芯片，對芯片而言工作電流為20mA+20mA=40mA，按芯片規(guī)格書所記載，最大極限70mA電流，仍在安全電流范圍內(nèi)，不會同時(shí)死燈。所以不會大面積死燈的問題，不同于單串或多串開放回路的主要缺點(diǎn)。如果采用三并多串回路設(shè)計(jì)，單晶死燈時(shí)，其同組的另外兩顆HVLED工作電流變?yōu)?0mA，同樣在安全電流范圍之內(nèi)，可以保證沒有大面積死燈的風(fēng)險(xiǎn)。
[0029]本實(shí)用新型將電源板和光源板為一體化，利用LED多晶封裝技術(shù)的微小化的優(yōu)勢，只占用很少的基板空間，所以當(dāng)多晶封裝工藝完成時(shí)，意味著電源與光源兩者己經(jīng)完成連接了，可以直接導(dǎo)入AC電源點(diǎn)亮條型光源，使下游的組裝工廠，簡化流程更容易做好組裝，產(chǎn)品質(zhì)量有更好的保證。
[0030]其中，所述的條形光源的AC接入端分別設(shè)置在基板兩側(cè)以便于和外部電路連通，所述的基板的左右兩端分別形成有用以與交流電連接的圓孔8、9，可以通過彈簧片與AC電源接接導(dǎo)電，也可以采用接插件方式形成串連延長導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述的AC相線接入端位于電源模塊端，AC的地線接入端經(jīng)沿基板長度方向延伸的銅箔導(dǎo)帶10連通至橋堆的接入端，其中，所述的橋堆和穩(wěn)壓電源調(diào)整器分別設(shè)置在基板兩側(cè)以便于貼片設(shè)置，其貼片方式與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再展開描述。
[0031]同時(shí)，所述的銅箔塊前后兩側(cè)分別形成對應(yīng)的凸塊或凹口，所述的凸塊對應(yīng)地插入凹口內(nèi)以提高LED芯片的設(shè)置均勻度，即通過凸塊和凹口配合的迂回式設(shè)計(jì)，使得兩相鄰的銅箔塊相鄰面積增大，能提高每組內(nèi)多顆LED芯片的固定位置的選擇性和設(shè)置密度，即采用高密度排列的多晶集成封裝工藝能進(jìn)一步提高發(fā)光的均勻性，使其更接近于一個(gè)面光源。優(yōu)選地，所述的銅箔塊右側(cè)呈E字形，左側(cè)形成有可匹配插入E字形上下橫條間的凸塊11，同時(shí)在所述的凸塊中部形成有允許所述的E字形中間橫條插入其中的凹口 12，即通過接觸線的迂回設(shè)計(jì)，增大可選位置同時(shí)也便于EMI的設(shè)計(jì)要求。采用小功率LED芯片邦定，高電壓低電流做高密度排列布局設(shè)計(jì)，與電源模塊的器件SMD貼片混合作業(yè)，最終的光效是完整的條型面光效應(yīng)，且沒有散熱器件的需求。
[0032]更近一步地，在所述的一組或多組，如圖2所示的每9組LED芯片上還并聯(lián)地設(shè)置有濾波電容C3，具體地說，即在后側(cè)的銅箔塊間設(shè)置有每九組連通的連接線并在連接線上設(shè)置濾波電容。電源回路上采用高壓陶瓷濾波電容，濾除直流電源中的漣波與多次諧波，減少LED的閃頻效應(yīng)，高密度的LED芯片排列，沒有點(diǎn)光效應(yīng)，穩(wěn)定光源.[0033]即采取合理的數(shù)據(jù)排列，使LED芯片依編程邦定固晶，與大尺寸的自動化機(jī)械手，進(jìn)行一次點(diǎn)膠封裝完成光源，并且又更好的將多晶集成封裝與SMD微小化貼片工藝的結(jié)合，利用機(jī)械化生產(chǎn)，還能保持產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一性和穩(wěn)定性，并能降低成本。
[0034]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種一體式條形光源，其特征在于，包括其上設(shè)置有銅箔的條狀基板，固定設(shè)置在基板一端的高壓恒流電源模塊，以及采用多晶封裝技術(shù)封裝在基板之上多個(gè)LED芯片，其中，所述的高壓恒流電源模塊包括整流模塊和與所述的整流模塊的輸出相連并用以給各LED芯片提供恒流的恒流模塊，所述的銅箔包括多塊沿直線間隔設(shè)置的銅箔塊，所述的多個(gè)LED芯片被等分為多組，每組包括至少兩個(gè)LED芯片，任兩相鄰的銅箔塊均由一組LED芯片連通，其中，所述的LED芯片的組數(shù)與其工作電壓相匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的一體式條形光源，其特征在于，所述的恒流模塊為穩(wěn)壓電源調(diào)整器，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸入端與恒流模塊的正極輸出連接，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端與各LED芯片連接，所述的穩(wěn)壓電源調(diào)整器的GND端串聯(lián)反饋電阻后與穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸出端連接，所述的LED芯片的負(fù)極與整流模塊的負(fù)極輸出相連或接地。
3.如權(quán)利要求2所述的一體式條形光源，其特征在于，所述的整流模塊為橋堆，所述的橋堆的輸入端與外部交流電連通，所述的橋堆的正極輸出端與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器的輸入端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一體式條形光源，其特征在于，所述的基板的兩側(cè)面均設(shè)置有銅箔塊，在所述的銅箔塊上設(shè)置有貫穿所述基板的通孔，所述的通孔內(nèi)設(shè)置有將前后兩側(cè)的銅箔塊連通的鍍銅。
5.如權(quán)利要求4所述的一體式條形光源，其特征在于，所述的橋堆和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器分別設(shè)置在基板兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的一體式條形光源，其特征在于，所述的前側(cè)的銅箔塊左右兩側(cè)分別形成對應(yīng)的凸塊或凹口，所述的凸塊對應(yīng)地插入凹口內(nèi)以提高LED芯片的設(shè)置均勻度。
7.如權(quán)利要求4所述的一體式條形光源，其特征在于，在所述的一組或多組LED芯片上還并聯(lián)地設(shè)置有濾波電容。
【文檔編號】F21S2/00GK203517391SQ201320592358
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】田景明, 張榮民 申請人:天津金瑪光電有限公司