CN101187458A - 具有贴片式支架的led灯板结构及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发光二极管(LED)技术领域，即：具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，是将两片互不电连接的金属板作为LED灯的正负极接线端子，在其中一片极板上居中冲制有带有或不带有贯通孔的碗杯状凹槽，LED晶片设置在凹槽的中部，LED晶片的正负极分别与金属板的接线端子电连接，在LED晶片的外侧设置有透明罩，在LED晶片与透明罩之间设置或不设置一层荧光粉，将LED灯单体分光后用SMT自动插件焊接机焊接在基板的PCB线路的正负极金属层上，本发明的散热效果好、光通量大、使用寿命长、生产成本低，色温的一致性好，可用于制作各种发光灯具、光源模块、LCD液晶显示器背光源等。

Description

具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺

技术领域：

本发明涉及发光二极管(LED)技术领域，特指一种具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺。

背景技术：

发光二极管(LED)是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体晶片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光，是当今最热门的光源技术，LED光源的特点是：节能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80％；使用低压电源(在6-24V之间)，安全性好；体积小，可以制备成各种形状的器件；寿命长；响应时间快：白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级；无有害金属汞对环境的污染等，随着大功率LED灯的开发应用，LED灯已从点光源向功能性照明的方向发展，发展前景无比广阔。

参见图1，目前的发光二极管或称LED灯，是由两条腿式的支架1(或正负极插脚)及设于支架1上的碗杯中的晶片2，覆盖晶片2上的荧光粉4和封装晶片2的环氧树脂5组成，晶片2通过其正负极引线3与支架1分别连接，其缺点：一是支架1为线材支架，其导热性差，晶片2发出的光和热使得荧光粉4加速老化，导致白光二极管的色温稳定性变差、产品使用寿命降低；二是不能实现机械化生产，一般的LED灯板都是由多个LED灯单体组成，生产LED灯板时，需要先将LED灯单体的正负极插脚1(两根或四根)用手工插入电路板的插孔内，再人工进行焊接，这样的生产方法，易导致产品质量不稳定，成品率低，生产效率低，生产成本高；三是在支架1上的正负极连接处，为了焊接质量及导热好而设置有镀金层，但是终因支架1的散热面积有限，使得散热效果不好，镀金层使生产成本进一步提高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种散热良好、产品质量稳定、生产成本低、可机械化生产的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺。

本发明是这样实现的：具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于将两片互不电连接的金属板作为LED灯的正负极接线端子，设置在同一平面内，在其中一片极板上居中冲制有碗杯状凹槽，凹槽的底部可有一贯通孔或无贯通孔，LED晶片设置在凹槽的中部，LED晶片的正负极分别与金属板的接线端子电连接，在LED晶片的外侧设置一层实心或中空的透明罩，在LED晶片与透明罩之间可以设置、也可以不设置一层荧光粉，LED灯的LED晶片部分设置在基板上的通孔的中心后，将LED灯的正负极接线端子与基板的PCB线路的正负极金属层电连接。

上述的冲制有碗杯状凹槽的金属板上的凹槽附近及其另一块金属板靠近凹槽的部分，向上设置为凸台，LED晶片的正负极连接在凸台上。

上述的两片金属板接线端子可以分别向外侧延伸成正负极单接线端子，也可以将两片金属板接线端子的每片接线端子分别向两侧延伸成正极双接线端子和负极双接线端子。

上述的金属板是用铜材或其它散热好的金属材质制成的，所述的基板是用金属材质或普通的PVC材料制成的。

上述的透明罩是用透明的塑料、环氧树脂、硅胶、玻璃、陶瓷材料之一制造的。

上述的在每个凹槽的中部设置的LED晶片至少有一个，所述的基板上的通孔至少有两个，在基板的每个通孔上的正面或正反两面上设置有LED灯形成LED灯板。

上述的碗杯状凹槽的底部有一贯通孔时，则贯通孔的两侧均设置成碗杯状凹槽

具有贴片式支架的LED灯板的生产工艺，其特征在于包括有如下步骤：

第一步：在冲制成型的支架的碗杯状凹槽上固定LED晶片，并将LED晶片的正负极分别焊接在两片金属板的凸台上；

第二步：在LED晶片的单面或双面点制荧光粉，再将第一步制作完成的带有LED晶片的支架设置在专用模条上，灌注透明胶形成单面或双面透明罩；

第三步：将第二步制作完成的LED灯单体利用分光机进行分光，并按接近同一光波或同一颜色的LED灯单体集中放置；

第四步：利用SMT自动插件机将第三步分拣出的LED灯单体的正负极自动焊接在基板的PCB线路的正负极金属层上。

具有贴片式支架的LED灯板的用途，其特征在于可用于制作发光灯具、光源模块、LCD液晶显示器背光源。

本发明相比现有技术突出的优点是：

1、本发明将两片金属板作为LED的正负极接线端子20、30，由于金属板的焊接面积大，LED晶片的热量可迅速导入PCB线路板散热，属于直接散热，散热效果极佳，可大幅度降低晶片热量及增加LED灯的光通量及使用寿命。

2、本发明的贴片式LED支架可焊接于双面线路PCB上使其在基板的双面发光，也可焊接于单面线路PCB上使其在基板的单面发光。

3、将支架上的碗杯状凹槽的底面冲制成有贯通孔的碗杯，将LED晶片封装于该碗杯的中心位置并焊接于有通孔的PCB上后，也可以使其在基板的双面发光。

4、在将LED灯单体焊接到PCB线路板上之前，可用分光机进行分光，将接近同一光波或同一颜色的LED灯单体根据需要焊接在PCB线路上，使LED灯板的色温的一致性好。

5、用贴片式支架制作的LED灯单体可用自动插件机及自动焊接机制作LED灯板，实现了LED灯板的自动化、批量化生产，产品质量优良、稳定。

6、本发明可作为新一代LED光源应用在各种发光灯具上，也可以制成各种光源模块及LCD液晶显示器之背光源。

附图说明：

图1是现有技术的结构剖视图；

图2是本发明实施例1中当金属板接线端子向外侧分别延伸成正负极单接线端子碗杯状凹槽的底部没有贯通孔时的支架结构正面的立体图；

图3是本发明实施例1的背面立体图；

图4是本发明实施例1的主视图；

图5是图4的A-A向音视图；

图6是本发明实施例2中当金属板接线端子分别向两侧延伸成正极双接线端子和负极双接线端子、碗杯状凹槽的底部没有贯通孔时的支架结构正面的立体图；

图7是本发明实施例2的背面立体图；

图8是本发明实施例2的主视图；

图9是图8的A-A向剖视图；

图10是本发明实施例3中当金属板接线端子向外侧分别延伸成正负极单接线端子、碗杯状凹槽的底部有一贯通孔时的支架结构正面的立体图；

图11是本发明实施例3的背面立体图；

图12是本发明实施例3的主视图；

图13是图12的A-A向剖视图；

图14是本发明实施例3的剖视图；

图15是本发明实施例1的成品立体示意图之一；

图16是本发明实施例1的成品立体示意图之二；

图17是本发明实施例2的成品立体示意图之一；

图18是本发明实施例2的成品立体示意图之二；

图19是本发明的工艺流程简图；

图20是本发明的生产工艺中支架的主视图；

图21是本发明的生产工艺中支架的右视图；

图22是本发明的生产工艺中支架的仰视图；

图23是本发明的生产工艺中模板的主视图；

图24是本发明的生产工艺中模板的右视图；

图25是本发明的生产工艺中模板的仰视图；

图26是本发明制作的背光板的立体示意图；

图27是本发明制作的单面发光的LED灯板的立体示意图；

图28是本发明制作的双面发光的LED灯板的立体示意图。

具体实施方式：

下面以具体实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：参见图2-5、图15-16：具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于将两片互不电连接的金属板作为LED灯的正负极接线端子20、30，设置在同一平面内，在其中的一片极板20上居中冲制有碗杯状凹槽101，LED晶片50设置在凹槽101的中部，LED晶片50的正负极51分别与金属板接线端子20、30电连接，在LED晶片50的外侧设置一层实心或中空的透明罩40，在LED晶片50与透明罩40之间可以设置、也可以不设置一层荧光粉，LED灯的LED晶片50部分设置在基板60上的通孔61的中心后，将LED灯的正负极接线端子20、30与基板60的PCB线路的正负极金属层电连接，在LED晶片50与透明罩40之间设置一层荧光粉时，则可成为发白光的LED灯，在LED晶片50与透明罩40不设置一层荧光粉时，则可视电流的大小成为不同颜色的LED灯。

上述的冲制有碗杯状凹槽101的金属板20上的凹槽101附近及其另一块金属板30靠近凹槽101的部分，向上设置为凸台，LED晶片50的正负极51连接在凸台上。

上述的两片金属板接线端子20、30可以分别向外侧延伸成正负极单接线端子20、30，这样可制作大、中、小功率的LED灯。

上述的金属板20、30是用铜材制成的，铜材的导电性及散热效果好，当然，也可以用其它散热好的金属材质制作，上述的基板60是用铝材制成的，铝材的价格便宜，当然，也可以用其它金属材料或普通的PVC材料制作。

上述的透明罩40是用透明的塑料、环氧树脂、硅胶、玻璃、陶瓷材料之一制造的。

上述的在每个凹槽101的中部设置的LED晶片50至少有一个，所述的基板60上的通孔61至少有两个，在基板60的每个通孔61上的正面或正反两面上设置有LED灯形成单面或双面LED灯板。

参见图19-25：具有贴片式支架的LED灯板的生产工艺，包括有如下步骤：

第一步：在冲制成型的支架的碗杯状凹槽101上固定LED晶片50，并将LED晶片50的正负极51分别焊接在两片金属板20、30的凸台上；

第二步：在LED晶片50的单面或双面点制荧光粉，将第一步制作完成的带有LED晶片50的支架(参见图20-22)设置在专用模条(参见图23-25)上，灌注透明胶形成单面或双面透明罩40；

第三步：将第二步制作完成的LED灯单体70(参见图15-18)利用分光机进行分光，并按接近同一光波或同一颜色的LED灯单体70集中放置；

第四步：利用SMT自动插件机将第三步分拣出的LED灯单体70(设计的波长或颜色)的正负极20、30自动焊接在基板60的PCB线路的正负极金属层上，形成LED灯板80。

具有贴片式支架的LED灯板的用途，可用于制作发光灯具(例如：图27为单面发光的LED灯板的立体示意图，图28是双面发光的LED灯板的立体示意图)，光源模块、LED液晶显示器背光源(参见图26)。

实施例2：参见图6-9、图17-18：本实施例的基本结构、生产工艺及产品的用途与实施例1相同，不同点在于将两片金属板接线端子的每片接线端子20、30分别向两侧延伸成正极双接线端子20和负极双接线端子30，该结构适用于制造中功率或大功率LED灯或灯板，因为正极双接线端子20和负极双接线端子30与基板60焊接后，便于更大量的将LED晶片50工作时所发出的热量快速散去，以保持产品的稳定、长效的工作状态。

实施例3：参见图10-14、图19-25：本实施例的基本结构、生产工艺及产品的用途与实施例1相同，不同点在于在碗杯状凹槽101的底部冲制成一贯通孔102，并将贯通孔102的两侧均设置成碗杯状凹槽，这样，将LED晶片50封装在有贯通孔102的碗杯状凹槽101上后，LED晶片50在凹槽101的两面均可发光，即可制成双面发光的LED灯70及LED灯板80，该结构为大、中、小功率的双面发光的LED灯70或LED灯板80。

将实施例3中的两片金属板接线端子的每片接线端子20、30分别向两侧延伸成正极双接线端子20和负极双接线端子30，则可制造成中功率或大功率的LED灯70或LED灯板80。

Claims (9)

1.具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于将两片互不电连接的金属板作为LED灯的正负极接线端子，设置在同一平面内，在其中一片极板上居中冲制有碗杯状凹槽，凹槽的底部可有一贯通孔或无贯通孔，LED晶片设置在凹槽的中部，LED晶片的正负极分别与金属板的接线端子电连接，在LED晶片的外侧设置一层实心或中空的透明罩，在LED晶片与透明罩之间可以设置、也可以不设置一层荧光粉，LED灯的LED晶片部分设置在基板上的通孔的中心后，将LED灯的正负极接线端子与基板的PCB线路的正负极金属层电连接。

2.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于所述的冲制有碗杯状凹槽的金属板上的凹槽附近及其另一块金属板靠近凹槽的部分，向上设置为凸台，LED晶片的正负极连接在凸台上。

3.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于所述的两片金属板接线端子可以分别向外侧延伸成正负极单接线端子，也可以将两片金属板接线端子的每片接线端子分别向两侧延伸成正极双接线端子和负极双接线端子。

4.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于所述的金属板是用铜材或金属材料制成的，所述的基板是用铝材或金属材料或普通的PVC材料制成的。

5.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于所述的透明罩是用透明的塑料、环氧树脂、硅胶、玻璃、陶瓷材料之一制造的。

6.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构及其生产工艺，其特征在于所述的在每个凹槽的中部设置的LED晶片至少有一个，所述的基板上的通孔至少有两个，在基板的每个通孔上的正面或正反两面上设置有LED灯形成LED灯板。

7.根据权利要求1所述的具有贴片式支架的LED灯板结构，其特征在于所述的碗杯状凹槽的底部有一贯通孔时，则贯通孔的两侧均设置成碗杯状凹槽。

8.具有贴片式支架的LED灯板的生产工艺，其特征在于包括有如下步骤：

第一步：在冲制成型的支架的碗杯状凹槽上固定LED晶片，并将LED晶片的正负极分别焊接在两片金属板的凸台上；

第二步：在LED晶片的单面或双面点制荧光粉，再将第一步制作完成的带有LED晶片的支架设置在专用模条上，灌注透明胶形成单面或双面透明罩；

第三步：将第二步制作完成的LED灯单体利用分光机进行分光，并按接近同一光波或同一颜色的LED灯单体集中放置；

第四步：利用SMT自动插件机将第三步分拣出的LED灯单体的正负极自动焊接在基板的PCB线路的正负极金属层上。

9.具有贴片式支架的LED灯板的用途，其特征在于可用于制作发光灯具、光源模块、LED液晶显示器背光源。

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