一種大芯片led燈絲及大芯片led燈絲燈泡的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡，屬于LED照明技術領域。
【背景技術】
[0002]LED半導體照明作為新一代照明技術，具有光電轉換率高、光源方向易控、照明時段和方式易控、光源顯色性高、合理設計下具有較高的功率因數(shù)等其它現(xiàn)有照明技術無法比擬的五大節(jié)能優(yōu)勢，受到全球投資者的青睞和各國政府的大力扶持。LED照明雖然受到重視，然后在推廣過程中也存在諸多問題，首先，LED照明燈多為一體化結構，缺乏可更換的標準光源;其次，即使采用國標GB1406系列燈頭做成LED光源，基本是無法實現(xiàn)調光運行，且同時也不具備防水等防護性功能，應用范圍較窄;再者，發(fā)光半導體在電的觸發(fā)下是四面發(fā)光的，但實際應用中，LED芯片大多被封裝在一個不透明的基板上，半導體一半的出光被遮擋轉換成了熱量，發(fā)光效率低下。
[0003]近年市場出現(xiàn)了采用透明條形基板的LED燈絲燈，順應符合了半導體照明四面發(fā)光的基本原理，但其應用功率還比較低下，一般不超過10W;且不具備防水功能，應用范圍相對較窄，這些缺陷極大地制約了LED照明的推廣使用。
[0004]現(xiàn)有LED燈絲制作的最好方案是以條形藍寶石為基板粘接綁定LED芯片于其上，值得注意的是一方面LED芯片經(jīng)過貼裝粘接后，光折射損失較大，光電轉換效率降低較多。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于，提供一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡。本實用新型的LED燈絲不僅可以提高LED的出光率，而且可以提高散熱效率;本實用新型的LED燈絲燈泡可擺脫現(xiàn)有LED照明燈需要散熱器的限制，能實現(xiàn)較大的功率的LED燈絲燈光源，可直接替代現(xiàn)有大功率照明產(chǎn)品的光源，而無需更換燈具。
[0006]本實用新型的技術方案:一種大芯片LED燈絲，其特點是:包括LED燈絲模組和兩端的電連接端子，所述LED燈絲模組是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結構(每一行LED芯片組由多個LED芯片或LEDPN結通過串聯(lián)形式組成);LED燈絲模組外設有封裝層，所述的封裝層由透明材料或透明材料加熒光粉組成。
[0007]上述的大芯片LED燈絲中，所述LED照明大芯片是發(fā)光半導體材料在LED照明大芯片襯底上經(jīng)直接長晶生成的，發(fā)光半導體材料與芯片襯底間為無間隙連接;所述LED照明大芯片襯底采用透明氧化鋁(單晶或多晶)材料且襯底背面不設金屬反射層，可使半導體產(chǎn)生的朝襯底的光直接透過芯片襯底對外最外溢出，使芯片發(fā)熱最小;或者所述LED照明大芯片襯底采用單晶硅或單晶碳化硅材料，當芯片發(fā)熱后，所產(chǎn)生的熱射線波長界于紅外線波段，紅外線波能直接透過單晶硅或單晶碳化硅射出，使芯片具有較好的導熱性能。
[0008]前述的大芯片LED燈絲中，所述LED燈絲模組或倒裝焊接在設有電路的透明板上。
[0009]前述的大芯片LED燈絲中，所述透明板的兩端通過端子支架上的焊接固定孔直接與端子支架焊接并粘接，透明蓋板與LED燈絲模組和電連接端子周圍的縫隙采用透明材料封裝。
[0010]前述的大芯片LED燈絲中，所述LED燈絲模組是包含多行LED芯片組的塊狀結構，透明板上設有多個連接每行LED芯片組的LED負載分段結點的電連接線。
[0011]使用前述大芯片LED燈絲構建的大芯片LED燈絲燈泡，其特點是:包括帶驅動組件的燈頭組件，燈頭組件連接在燈泡殼上(所述的燈泡殼為一體吹成或由多段同材質或異材質連接而成)，燈泡殼內設置導線支架，導線支架上設有多個連接驅動組件的電連接導線，電連接導線上連接有LED燈絲，所述LED燈絲兩端設有導電導熱的電連接端子，LED燈絲通過電連接端子與電連接導線相連。
[0012]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，其中一種具體方案是:所述電連接導線呈環(huán)狀繞在導線支架，并形成有2至3層環(huán)狀導線環(huán)，相鄰的兩層環(huán)狀導線環(huán)之間均布有LED燈絲，每個LED燈絲的兩端分別與不同層的環(huán)狀導線環(huán)連接。
[0013]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述環(huán)狀導線環(huán)上設有兩個絕緣隔離套將導線隔離為多段結構，每段分別連接驅動組件，從而可以將LED燈絲負載分割形成多段串聯(lián)負載，每一段負載的結點均被連接到了驅動組件上，可以提高了 LED燈絲燈泡的功率因數(shù)和電流頻率，有利于LED燈絲燈泡照明質量的提升。以三層環(huán)狀導線環(huán)，每個環(huán)狀導線環(huán)分隔成兩端為優(yōu)選方案。
[0014]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，另一種具體方案是:所述燈泡殼內設有兩個連接在電連接導線上的端子支架，兩個端子支架之間設有多個LED燈絲，所述LED燈絲兩側通過電連接端子與導電導熱的端子支架電連接為一體。所述端子支架緊貼燈泡殼，使LED燈絲上的熱量能通過傳導方式到達燈泡殼上，使燈泡殼受熱成為熱輻射體，可向燈泡殼外輻射熱射線。
[0015]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述LED燈絲上設有多個負載分段結點，各個LED燈絲的分段結點通過多根電連接導線與驅動組件相連。
[0016]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述的燈頭組件包括燈頭支架，燈頭支架采用內空結構，用于放置所述的驅動組件;燈頭支架上設置帶螺紋的電氣接插件公頭，公頭內設4根插針，分別接電氣端的電源和調光控制信號，電氣接插件公頭與燈頭支架為一體結構，燈頭支架主體采用螺紋結構且設置定位槽，定位槽安裝方向與燈泡光照方向一致，通過配套固定螺母固定整個LED燈絲燈泡;燈頭支架與燈泡殼連接的一端為設有突出螺紋主體的圓臺狀環(huán)形結構。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的大芯片LED燈絲無需設置LED芯片基板，可以使LED的各個出光方向不受阻礙，特別是紅外熱射線的透出，大大提高了出光效率，而且本實用新型利用電連接導線對設有電連接端子的LED燈絲進行各種造型的固定，而且極其有利于LED燈絲的熱量傳導到其它組件上，有利于和其它熱輻射組件一起形成熱輻射體組件，以利于LED燈絲以熱輻射的方式進行降溫。
[0018]本實用新型的大芯片LED燈絲燈泡可以利用燈泡殼內的各個組件作為熱輻射體組件，可以提供足夠大的無輻射遮擋的有效熱輻射體組件面積來控制燈泡內部溫度和盡可能使熱輻射體組件上的平均溫度趨近芯片結溫來平衡LED燈絲產(chǎn)生的熱量，進而通過熱輻射原理降低LED燈絲上的芯片結溫。本實用新型的LED燈絲燈泡擺脫了 LED照明燈需要散熱器的傳統(tǒng)基本理念，該LED燈絲燈產(chǎn)品可直接替代現(xiàn)有大功率照明產(chǎn)品的光源，而無需更換燈具，將使LED照明應用上一個新臺階。經(jīng)實際測試，利用本實用新型的方法能做到200LM/W，甚至更高的燈泡成品光源。
【附圖說明】

[0019]圖1為本實用新型的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
[0020]圖2為本實用新型的2層環(huán)狀導線環(huán)的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
[0021]圖3為本實用新型的3層環(huán)狀導線環(huán)的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
[0022]圖4為本實用新型圖3大芯片LED燈絲燈泡的燈絲布置圖；
[0023]圖5為本實用新型圖3大芯片LED燈絲燈泡的導線支架圖；
[0024]圖6為本實用新型帶絕緣隔離套的電連接導線的環(huán)狀導線環(huán)示意圖；
[0025]圖7為本實用新型的一種采用端子支架的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
[0026]圖8為本實用新型的連接了LED負載結點的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
[0027]圖9為本實用新型的一種采用端子支架的大芯片LED燈絲燈泡(彎曲端子支架)剖開圖；
[0028]圖10為本實用新型的LED燈絲用LED照明大芯片分割示意圖；
[0029]圖11為本實用新型的LED燈絲內部結構圖；
[0030]圖12為本實用新型的用透明板的LED燈絲內部結構圖[0031 ]圖13為本實用新型的連接端子支架的LED燈絲模組圖；
[0032]圖14為本實用新型的LED燈絲組件成品圖；
[0033]圖15為本實用新型的加寬端子支架的LED燈絲組件成品圖；
[0034]圖16本實用新型的采用片狀燈絲的LED燈絲組件成品圖；
[0035]圖17為本實用新型的燈頭組件結構示意圖。
[0036]附圖中的標記為:1-LED燈絲組件，1.1-LED燈絲，1.2-LED燈絲模組，1.2.1-燈絲模組襯底，1.2.2-透明板，1.3-電連接端子，1.4-端子支架，1.7-焊接固定孔，1.8-電連接線，2-燈頭組件，2.5-燈頭支架，2.6-帶螺紋的電氣接插件公頭，2.7-插針，2.8-定位槽，2.9-固定螺母，3-驅動組件，4.1-導線支架，4.2-電連接導線，6-燈泡殼，7.6-絕緣隔離套，
7.7-加強筋，420-LED照明集成大芯片，420.1_大芯片端電極，420.2-LED負載分段電連接處。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但并不作為對本實用新型限制的依據(jù)。
[0038]實施例。大芯片LED燈絲1.1，包括LED燈絲模組1.2和兩端的電連接端子1.3，所述LED燈絲模組1.2是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片420裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結構，如圖10和11所示。LED燈絲模組1.2包括透明的燈絲模組襯底1.2.1和燈絲模組襯底1.2.1上的LED芯片組串聯(lián);LED燈絲模組1.2外設有封裝層，所述的封裝層由透明材料或透明材料加熒光粉組成，參見圖14。
[0039]所述LED照明大芯片420是發(fā)光半導體材料在LED照明大芯片襯底上經(jīng)直接長晶生成的，發(fā)光半導體材料與芯片襯底間為無間隙連接;所述LED照明大芯片襯底采用透明氧化鋁(單晶或多晶)材料且襯底背面不設金屬反射層，可使半導體產(chǎn)生的朝襯底的光直接透過芯片襯底對外最外溢出，使芯片發(fā)熱最小;或者所述LED照明大芯片襯底采用單晶硅或單晶碳化硅材料，當芯片發(fā)熱后，所產(chǎn)生的熱射線波長界于紅外線波段，紅外線波能直接透過單晶硅或單晶碳化硅射出，使芯片具有較好的導熱性能。
[0040]所述LED燈絲模組1.2倒裝焊接在設有電路的透明板(1.2.2)上，如圖12所示。透明板1.2.2使用玻璃時，有利于提高透出熱射線的效果，特別是用于種植業(yè)照明時。
[0041 ]所述透明板1.2.2的兩端通過端子支架上1.4的焊接固定孔1.7直接與端子支架1.4焊接并粘接，如圖13所示。透明蓋板1.2.2與LED燈絲模組1.2和電連接端子1.3或端子支架1.4周圍的縫隙采用透明材料封裝，如圖14所示。為有利于熱傳遞，靠近端子支架的電連接端子部分可適度加寬或倒圓角處理，如圖15所示。
[0042]所述LED燈絲模組1.2是包含多行LED芯片組的塊狀結構，透明板1.2.2上設有多個連接每行LED芯片組的LED負載分段結點的電連接線1.8，如圖16所示。
[0043]—種大芯片LED燈絲燈泡，如圖1所示:包括帶驅動組件3的燈頭組件2，燈頭組件2連接在燈泡殼6上，所述的燈泡殼6為一體吹成或由多段同材質或異材質連接而成，燈泡殼6內設置導線支架4.1，導線支架4.1上設有多個連接驅動組件3的電連接導線4.2，電連接導線4.2上連接有LED燈絲1.1，所述LED燈絲1.1兩端設有導電導熱的電連接端子1.3，LED燈絲1.1通過電連接端子1.3與電連接導線4.2相連。
[0044]所述電連接導線4.2可以呈環(huán)狀繞在導線支架4.1，并形成有2至3層環(huán)狀導線環(huán)，相鄰的兩層環(huán)狀導線環(huán)之間均布有LED燈絲1.1，每個LED燈絲1.1的兩端分別與不同層的環(huán)狀導線環(huán)連接。2層環(huán)狀導線環(huán)的LED燈絲燈泡如圖2所示，3層環(huán)狀導線環(huán)的LED燈絲燈泡如圖3、4和5所示.
[0045]所述環(huán)狀導線環(huán)上設有兩個絕緣隔離套7.6將導線隔離為多段結構，如圖6所示，每段分別連接驅動組件3，從而可以將LED燈絲負載分割形成多段串聯(lián)負載，每一段負載的結點均被連接到了驅動組件3上，可以提高了 LED燈絲燈泡的功率因數(shù)和電流頻率，有利于LED燈絲燈泡照明質量的提升。以三層環(huán)狀導線環(huán)，每個環(huán)狀導線環(huán)分隔成兩端為優(yōu)選方案。
[0046]大芯片LED燈絲燈泡還可以如圖7和9所示結構:所述燈泡殼6內設有兩個連接在電連接導線4.2上的端子支架1.4，兩個端子支架1.4支架之間設有多個LED燈絲1.1，所述LED燈絲1.1兩側通過電連接端子1.3與導電導熱的端子支架1.4電連接為一體。端子支架1.4、LED燈絲1.1和電連接端子1.3共同構成LED燈絲組件I。
[0047]所述LED燈絲1.1上設有多個負載分段結點，各個LED燈絲1.1的分段結點通過多根電連接導線4.2與驅動組件3相連，如圖8所示。所述端子支架1.4緊貼燈泡殼6，使LED燈絲
1.1上的熱量能通過傳導方式到達燈泡殼6上，使燈泡殼6受熱成為熱輻射體，可向燈泡殼6外輻射熱射線。
[0048]其中，LED照明大芯片是基于本發(fā)明人在先申請的申請?zhí)枮?01410214077.9專利申請中的LED照明大芯片。
[0049]燈泡殼6內填充高導熱系數(shù)的惰性氣體，使燈泡殼6內的熱量通過傳導和對流形式均衡熱輻射體組件上的溫度，同時也能將熱輻射體組件上的部分熱量傳遞到燈泡殼上;所述的燈泡殼6為一體吹成或分多段同材質或異材質連接而成。
[0050]所述驅動組件，可以是基于本發(fā)明人申請?zhí)枮?01410211945.8和201410214074.5中國專利申請的方法來制作的驅動電源，它是將LED負載分I?6段來驅動，可以獲得較高的電源效率(大于99%)，只有這樣當LED燈泡功率較高時，燈頭組件內才能放置驅動電源，以至于不會出現(xiàn)過熱使電源工作不穩(wěn)定。否則，當燈泡功率較大時，燈頭組件對外無法散除驅動電源所發(fā)出的熱量;基于這個電源方案，以本實用新型構建的LED燈泡以低成本或無成本具備了調光功能。
[0051]所述的燈頭組件可以如圖17所示，包括燈頭支架2.5和電氣連接端，電氣連接端可以是基于本發(fā)明人申請?zhí)枮?01210253574.0中國專利申請中的電氣接插件，電氣接插件與燈頭支架2.5為一體結構，與燈泡殼連接的燈頭支架2.5采用螺紋結構且設置定位槽2.8，定位槽設在燈泡光照方向一則，通過固定螺母2.9將燈泡固定在燈泡萬向安裝界面支架上;驅動組件3放置在燈頭支架2.5內。這樣帶來顯著的使用效果，基于國家標準型式的所有燈頭組件其電源連接端均為裸露結構，不能防水，需要在燈具上做防水設計。而本實用新型申請的結構形式簡單實用，使LED燈泡具備防水功能，這樣使燈具不需考慮防水，燈具造價會大幅降低。所述的燈頭組件型式和尺寸可以基于GB/T 1406(1406.1?1406.5)系列標準，但對于其中有4針結構的燈頭方案在不改變其規(guī)則時，則將其中2針定義為調光信號接入，即增加信號腳位和信號腳位;這樣使整個燈泡具有調光功能，當信號電平在O?5VDC變化時，燈泡的亮度從最大亮度變化到亮度為零，可通過光控、聲控、時段控制和紅外感應等方式對燈泡的亮度實現(xiàn)控制，有利于將本實用新型應用到各類需要調光的場所，特別是用于種植業(yè)或道路照明時，達到高度節(jié)能的目的。
【主權項】
1.一種大芯片LED燈絲，其特征在于:包括LED燈絲模組(1.2)和兩端的電連接端子(1.3)，所述LED燈絲模組(1.2 )是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片(420 )裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結構;LED燈絲模組(1.2)外設有封裝層。2.根據(jù)權利要求1所述的大芯片LED燈絲，其特征在于:所述LED燈絲模組(1.2)倒裝焊接在設有電路的透明板(1.2.2 )上。3.根據(jù)權利要求2所述的大芯片LED燈絲，其特征在于:所述透明板(1.2.2)的兩端通過端子支架(1.4)上的焊接固定孔(1.7)直接與端子支架(1.4)焊接并粘接，透明板(1.2.2)與LED燈絲模組(1.2)及電連接端子(1.3)周圍的縫隙設有透明封裝層。4.根據(jù)權利要求3所述的大芯片LED燈絲，其特征在于:所述LED燈絲模組(1.2)是包含多行LED芯片組的塊狀結構，透明板(1.2.2)上設有多個連接每行LED芯片組的LED負載分段結點的電連接線(1.8)。5.使用權利要求1至4任一權利要求所述的LED燈絲構建的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:包括帶驅動組件(3)的燈頭組件(2)，燈頭組件(2)連接在燈泡殼(6)上，燈泡殼(6)內設置導線支架(4.1)，導線支架(4.1)上設有多個連接驅動組件(3)的電連接導線(4.2)，電連接導線(4.2)上連接有LED燈絲(1.1)，所述LED燈絲(1.1)兩端設有導電導熱的電連接端子(1.3)，LED燈絲(1.1)通過電連接端子(1.3)與電連接導線(4.2)相連。6.根據(jù)權利要求5所述的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:所述電連接導線(4.2)呈環(huán)狀繞在導線支架(4.1)，并形成有2至3層環(huán)狀導線環(huán)，相鄰的兩層環(huán)狀導線環(huán)之間均布有LED燈絲(1.1)，每個LED燈絲(1.1)的兩端分別與不同層的環(huán)狀導線環(huán)連接。7.根據(jù)權利要求6所述的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:所述環(huán)狀導線環(huán)上設有兩個絕緣隔離套(7.6)將導線隔離為多段結構，每段分別連接驅動組件(3)。8.根據(jù)權利要求5所述的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:所述燈泡殼(6)內設有兩個連接在電連接導線(4.2)上的端子支架(1.4)，兩個端子支架(1.4)支架之間設有多個LED燈絲(1.1)，所述LED燈絲(1.1)兩側通過電連接端子(1.3)與導電導熱的端子支架(1.4)電連接為一體;所述端子支架(I.4)緊貼燈泡殼(6)。9.根據(jù)權利要求8所述的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:所述LED燈絲(1.1)上設有多個負載分段結點，各個LED燈絲(1.1)的分段結點通過多根電連接導線(4.2)與驅動組件(3)相連。10.根據(jù)權利要求5所述的大芯片LED燈絲燈泡，其特征在于:所述的燈頭組件(2)包括燈頭支架(2.5)，燈頭支架(2.5)采用內空結構，用于放置所述的驅動組件(3);燈頭支架(2.5)上設置帶螺紋的電氣接插件公頭(2.6)，公頭內設4根插針(2.7)，分別接電氣端的電源和調光控制信號，電氣接插件公頭(2.6)與燈頭支架(2.5)為一體結構，燈頭支架(2.5)主體采用螺紋結構且設置定位槽(2.8)，燈頭支架(2.5)上設有固定螺母(2.9);燈頭支架(2.5)與燈泡殼(6)連接的一端為設有突出螺紋主體的圓臺狀環(huán)形結構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡，所述LED燈絲包括LED燈絲模組（1.2）和兩端的電連接端子（1.3），所述LED燈絲模組（1.2）是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片（420）裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結構；LED燈絲模組（1.2）外設有封裝層，所述的封裝層由透明材料或添加了熒光粉的透明材料組成。本實用新型的LED燈絲不僅可以提高LED的出光率，而且可以提高散熱效率；本實用新型的LED燈絲燈泡可擺脫現(xiàn)有LED照明燈需要散熱器的限制，能實現(xiàn)較大的功率的LED燈絲燈光源，可直接替代現(xiàn)有大功率照明產(chǎn)品的光源，而無需更換燈具。
【IPC分類】F21V29/503, F21Y105/10, F21Y115/10, F21K9/23, F21V19/00
【公開號】CN205383455
【申請?zhí)枴緾N201620188742
【發(fā)明人】張繼強, 張哲源
【申請人】貴州光浦森光電有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月11日