CN101793356B - 集光源及电源于一体的led灯具电路板及其制造方法 - Google Patents

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吴俊纬
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Abstract

本发明公开了一种连接可靠、生产快速简便、生产效率高、产品合格率高的集光源及电源于一体的LED灯具电路板及其制造方法。LED灯具电路板包括至少两个模块单元板(1),模块单元板(1)之间相固定连接,模块单元板(1)的正面设有用于固定LED芯片(2)并构成LED芯片(2)之间电连接的金属层(13)、背面设有焊接电路元件并构成电路的电源线路(14),相连接的模块单元板(1)的电源线路(14)之间通过跳线相电连接。制造方法是将预制电路板制成连片,将连片的电路板整体进行贴片并打线、涂覆荧光粉及硅胶,固化后焊接电路元件,将模块单元板(1)切割成独立的部分并通过连接部相连,通过跳线将各电源线路(14)相电连接。可应用于LED照明领域。

Description

集光源及电源于一体的LED灯具电路板及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种集光源及电源于一体的LED灯具电路板及其制造方法。 背景技术
[0002] LED具有发光效率高、省电和寿命长的优点,其应用越来越广泛,目前还出现了用于替换现有T5、T8等日光灯的LED灯管,这种LED灯具整体呈细长杆状,因此用于安装LED 的光源板也呈长条状,目前普遍采用的LED灯管中LED光源板长度可达1. 2m,但是用于贴合封装LED的贴片机长度较短,而且其宽度也不能满足光源板横向放置的要求,因此使用贴片机对较长的光源板进行贴片会造成生产不便,生产效率低,产品合格率低。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种连接可靠、生产快速简便、生产效率高、产品合格率高的集光源及电源于一体的LED灯具电路板。
[0004] 本发明还提供一种该集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法。
[0005] 本发明集光源及电源于一体的LED灯具电路板所采用的技术方案是:本发明集光源及电源于一体的LED灯具电路板包括至少两个模块单元板,所述模块单元板之间相固定连接,所述模块单元板的正面设有用于固定若干个LED芯片及散热并构成所述LED芯片之间电连接的金属层,所述模块单元板的背面设有由导电金属构成的用于焊接电路元件并构成电路的电源线路,相固定连接的所述模块单元板的所述电源线路之间通过跳线相电连接。
[0006] 所述模块单元板的两端分别设有凹槽和凸块,所述凹槽与所述凸块的大小及形状相适配,所述模块单元板之间通过所述凹槽与所述凸块相嵌合固定连接。
[0007] 所述凹槽及所述凸块呈燕尾状或圆形或矩形或梯形。
[0008] 所述模块单元板为双层电路板,所述金属层于所述模块单元板的两端处分别为正极端、负极端,所述电源线路于所述模块单元板的两端处分别设有正极接线端、负极接线端,所述正极接线端与所述正极端通过金属穿孔相电连接,所述负极接线端与所述负极端通过金属穿孔相电连接。
[0009] 所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板可应用于100V〜MOV交流电源。
[0010] 本发明集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法所采用的技术方案是: 按照一个所述模块单元板的长度以及至少两个模块单元板的总宽度将预制电路板制成连片,所述预制电路板上设有敷设好的所述金属层及所述电源线路并预制出用于固定连接的连接部,将制成连片的所述电路板整体送入贴片机进行贴片,将若干个所述LED芯片贴合于所述金属层上,再用金属打线将所述LED芯片的电极与其对应的所述金属层相电连接, 然后在所述LED芯片上涂覆荧光粉及硅胶并经烘烤固化,沿长度方向将所述模块单元板切割成各自独立的部分,再将各所述模块单元板之间通过所述连接部相固定连接,通过所述跳线将相固定连接的所述模块单元板的各所述电源线路之间相电连接,并将电路元件焊接在所述电源线路上。
[0011] 所述连接部包括凹槽和凸块,所述凹槽与所述凸块的大小及形状相适配。
[0012] 所述凹槽及所述凸块呈燕尾状或圆形或矩形或梯形。
[0013] 所述模块单元板为双层电路板,所述金属层于所述模块单元板的两端处分别为正极端、负极端,所述电源线路于所述模块单元板的两端处分别设有正极接线端、负极接线端,所述正极接线端与所述正极端通过金属穿孔相电连接,所述负极接线端与所述负极端通过金属穿孔相电连接。
[0014] 所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板可应用于100V〜MOV交流电源。
[0015] 本发明的有益效果是:由于本发明集光源及电源于一体的LED灯具电路板包括至少两个模块单元板,所述模块单元板之间相固定连接,所述模块单元板的正面设有用于固定若干个LED芯片及散热并构成所述LED芯片之间电连接的金属层,所述模块单元板的背面设有由导电金属构成的用于焊接电路元件并构成电路的电源线路,相固定连接的所述模块单元板的所述电源线路之间通过跳线相电连接,本发明将固定LED芯片的光源部分与驱动电路的电源部分集成在同一所述模块单元板的正面和背面,并将长条状的电路板分成模块化的所述模块单元板,再将所述模块单元板连接成一体结构,同时通过所述跳线将不同的所述模块单元板的所述电源线路之间电连接在一起,实现了长条状的电路板分体组装, 采用分体的单元形式,避免了贴片机加工同一块电路板时长度过长的弊端,可通过将若干个所述模块单元板的宽度方向并排在一起同时生产连片并进行贴片,再将整块电路板分割开进行组装,故本发明连接可靠、生产快速简便、生产效率高、产品合格率高。
附图说明
[0016] 图1是本发明实施例一、二的模块单元板的正面结构示意图;
[0017] 图2是本发明实施例一、二的模块单元板的背面结构示意图;
[0018] 图3是本发明实施例一、二的第一个模块单元板的头部的元件及连线示意图;
[0019] 图4是本发明实施例一、二的第二个模块单元板的尾部的元件及连线示意图;
[0020] 图5是本发明实施例一的第一个模块单元板的尾部与第二个模块单元板的头部的连接结构示意图;
[0021] 图6是本发明实施例二的第一个模块单元板的尾部与第二个模块单元板的头部的连接结构示意图;
[0022] 图7是本发明实施例一、二的集光源及电源于一体的LED灯具电路板在打线完成后的正面局部放大结构示意图;
[0023] 图8是本发明实施例一的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的电路原理图;
[0024] 图9是本发明实施例二的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的电路原理图;
[0025] 图10是本发明实施例一、二的集光源及电源于一体的LED灯具电路板安装于LED 灯管中的断面结构示意图;
[0026] 图11是本发明实施例一、二的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法中的制成连片的电路板整体的结构示意图;
[0027] 图12是本发明实施例三的各模块单元板的正面连接结构示意图;
[0028] 图13是本发明实施例四的各模块单元板的正面连接结构示意图;[0029] 图14是本发明实施例五的各模块单元板的正面连接结构示意图;
[0030] 图15是本发明实施例六、七的模块单元板的正面结构示意图;
[0031] 图16是本发明实施例六、七的模块单元板的背面结构示意图;
[0032] 图17是本发明实施例六、七的第一个模块单元板的头部的元件及连线示意图;
[0033] 图18是本发明实施例六、七的第四个模块单元板的尾部的元件及连线示意图;
[0034] 图19是本发明实施例六的各模块单元板的连接结构示意图;
[0035] 图20是本发明实施例七的第一个模块单元板的尾部与第二个模块单元板的头部以及第三个模块单元板的尾部与第四个模块单元板的头部的连接结构示意图;
[0036] 图21是本发明实施例七的第二个模块单元板的尾部与第三个模块单元板的头部的连接结构示意图;
[0037] 图22是本发明实施例六、七的集光源及电源于一体的LED灯具电路板在打线完成后的正面局部放大结构示意图;
[0038] 图23是本发明实施例六的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的电路原理图;
[0039] 图M是本发明实施例七的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的电路原理图。
具体实施方式
[0040] 实施例一:
[0041] 如图1〜图5、图7、图8所示,本实施例的集光源及电源于一体的LED灯具电路板包括两个模块单元板1,所述模块单元板1之间相固定连接,所述模块单元板1的正面设有用于固定LED芯片2及散热并构成所述LED芯片2之间电连接的金属层13,所述模块单元板1的背面设有由导电金属构成的用于焊接电路元件并构成电路的电源线路14,相固定连接的所述模块单元板1的所述电源线路14之间通过跳线相电连接,所述模块单元板1的两端分别设有凹槽11和凸块12,所述凹槽11与所述凸块12的大小及形状相适配,所述凹槽 11与所述凸块12均呈燕尾状,连接固定可靠,所述模块单元板1之间通过所述凹槽11与所述凸块12相嵌合固定连接,每个所述模块单元板1上设有两路LED芯片2,每路设有48 个所述LED芯片2 ;两个所述模块单元板1上的两路LED芯片2分别串联,串联后每路各有 96个所述LED芯片2,本实施例的额定功率为12W,应用于220V交流电源作为照明之用,所述模块单元板1为双层电路板,所述金属层13于所述模块单元板1的两端处分别为正极端 la、负极端lb,所述电源线路14于所述模块单元板1的两端处分别设有正极接线端2a、负极接线端2b,所述正极接线端加与所述正极端Ia之间通过金属穿孔相电连接,所述负极接线端2b与所述负极端Ib之间通过金属穿孔相电连接,即所述正极接线端加与所述正极端Ia同电位,所述负极接线端2b与所述负极端Ib同电位,所述电源线路14还包括接地连线2d、整流后的正极连线加、两个交流电源输入端2c ;本实施例的电路包括整流桥堆D1、滤波电容Cl、泄放电阻R1、保险丝F1、两个恒流源MOS器件Ql、Q2,两个所述恒流源MOS器件 Q1、Q2分别与两路LED芯片2相串联,其中所述整流桥堆D1、所述滤波电容Cl、所述泄放电阻Rl、所述保险丝Fl连接在第一个模块单元板1的电源线路14上,两个所述恒流源MOS器件Q1、Q2连接在第二个模块单元板1的电源线路14上,第一个模块单元板1的两个交流电源输入端2c直接与220V交流电源相电连接,通过跳线15将第一个模块单元板1上的两路正极端加及整流后的正极连线加相连接,以实现将整流后的正极连线加与两路LED芯片 2的正极端Ia相连接,通过另个跳线16将第一个模块单元板1的接地连线2d与第二个模块单元板1的接地连线2d相连接,并通过另外一个跳线17将第一个模块单元板1的两路负极接线端2b分别与第二个模块单元板1两路正极接线端加相连接,以实现将位于两个不同模块单元板1上的LED芯片2之间同路串联连接,再通过另外跳线18将第二个模块单元板1的两路负极接线端2b分别与两个所述恒流源MOS器件Q1、Q2的漏极连线相连接, 以实现两个所述恒流源MOS器件Ql、Q2的漏极与两路LED芯片2的负极端Ib相连接构成回路,通过以上所述电源线路14的布置,使得只需通过跳线15〜18适当连接,就可以实现相同结构及连接的模块化的生产。
[0042] 如图11所示,本实施例的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法是按照一个所述模块单元板1的长度以及四个模块单元板1的总宽度将预制电路板制成连片, 所述预制电路板上设有敷设好的所述金属层13及所述电源线路14并预制出用于固定连接的连接部,即凹槽11和凸块12,将制成连片的所述电路板整体送入贴片机进行贴片,将所述LED芯片2贴合于所述金属层13上,再用金属打线将所述LED芯片2的电极与其对应的所述金属层13相电连接,然后在所述LED芯片2上涂覆荧光粉及硅胶并经烘烤固化,沿长度方向将所述模块单元板1切割成各自独立的部分,再将各所述模块单元板1之间通过所述连接部相固定连接,通过所述跳线15〜18将相固定连接的所述模块单元板1的各所述电源线路14之间相电连接,并将电路元件焊接在所述电源线路14上。
[0043] 如图10所示,本实施例的集光源及电源于一体的LED灯具电路板应用于LED灯管中,所述LED灯管包括透光的塑料前灯壳100、用于散热的金属后灯壳200、用于安装并与灯座电连接的两个插头300,所述前灯壳100与所述后灯壳200相插接固定并围成一腔体,所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板(包括两个所述模块单元板1)位于所述腔体内, 两个所述插头300分别固定于所述前灯壳100及所述后灯壳200的两端,所述前灯壳100 内部设有两个相对的沿轴向延伸的插槽103,所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板插接固定于所述插槽103内,所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板与所述后灯壳200 之间通过所述前灯壳100相隔离,所述前灯壳100为塑料型材,所述后灯壳200为铝合金型材,当然也可以为其他金属型材,型材可根据需要的长度进行切割,生产效率高、组装快速简便,所述后灯壳200的外壁设有若干散热凸起,以利于增大散热面积,提高散热效果。
[0044] 实施例二 :
[0045] 如图1〜图4、图6、图7、图9〜图11所示,本实施例与实施例一的所述模块单元板1的所述金属层13及所述电源线路14的布线相同,即裸板相同,另外,所述模块单元板 1的正面的LED芯片2的数量及排布亦完全相同,区别在于:本实施例中,所述模块单元板1 上的两路LED芯片2之间相并联成一组,两组之间再并联,即共有四路LED芯片2相并联,每路各有48个所述LED芯片2,本实施例的额定功率也为12W,应用于IlOV交流电源作为照明之用,相应的,本实施例有两组共四个所述恒流源MOS器件Ql、Q2分别与每路的48个所述LED芯片2相串联,因此四个所述恒流源MOS器件Ql、Q2分别连接在第一个及第二个模块单元板1的电源线路14上;另外,第一个模块单元板1的尾部与第二个模块单元板1的头部的连接处的跳线也与实施例一不同,本实施例中,第二个模块单元板1的两路正极端 2a与整流后的正极连线加通过跳线15相连接,并将第一个模块单元板1的正极连线加与
6第二个模块单元板1的正极连线加通过跳线19相连接,以实现将第二个模块单元板1的两路LED芯片2与第一个模块单元板1的两路LED芯片2相并联,本实施例同样通过跳线 16将第一个模块单元板1的接地连线2d与第二个模块单元板1的接地连线2d相连接,而第一个模块单元板1的两路负极接线端2b与第二个模块单元板1两路正极接线端加则不连接,另外还通过另外跳线18将第一个模块单元板1的两路负极接线端2b分别与两个所述恒流源MOS器件Ql、Q2的漏极连线相连接,以实现第一个模块单元板1上的两个所述恒流源MOS器件Q1、Q2的漏极与两路LED芯片2的负极端Ib相连接构成回路,通过以上跳线的连接,使得本实施例共有四路LED芯片2相并联,每路各有48个所述LED芯片2。
[0046] 本实施例的其余特征与实施例一相同。
[0047] 本发明实施例一与实施例二的裸板可对IlOV和220V交流电通用,因此可适应不同电压,还可以节省制版费用。
[0048] 实施例三:
[0049] 如图12所示,本实施例与实施例一的不同之处在于:本实施例中,每个所述模块单元板1的两端分别设有两个所述凹槽11和两个所述凸块12,所述凹槽11与所述凸块12 均呈圆形,连接固定可靠。
[0050] 本实施例的其余特征与实施例一相同。
[0051] 实施例四:
[0052] 如图13所示,本实施例与实施例三的不同之处在于:本实施例中,所述凹槽11与所述凸块12均呈矩形,连接固定可靠。
[0053] 本实施例的其余特征与实施例三相同。
[0054] 实施例五:
[0055] 如图14所示,本实施例与实施例三的不同之处在于:本实施例中,所述凹槽11与所述凸块12均呈梯形,连接固定可靠。
[0056] 本实施例的其余特征与实施例三相同。
[0057] 实施例六:
[0058] 如图15〜图19、图22、图23所示,本实施例与实施例一的不同之处在于:本实施例的集光源及电源于一体的LED灯具电路板包括四个模块单元板1,每个所述模块单元板 1上均设有三路LED芯片2,每路均设有M个LED芯片2,本实施例的LED灯具的额定功率为20W,应用于220V交流电源作为照明之用,相应地,所述电源线路14的相应线路也分为三路,所述恒流源MOS器件Q1、Q2、Q3也是三个,所述整流桥堆D1、所述滤波电容Cl、所述泄放电阻Rl、所述保险丝Fl连接在第一个模块单元板1的电源线路14上,三个所述恒流源MOS 器件Q1、Q2、Q3连接在最后一个即第四个模块单元板1的电源线路14上,第二个模块单元板1及第三个模块单元板1的电源线路14上不连接电子元件仅作为各路LED芯片2的串联连接之用,第一个模块单元板1的两个交流电源输入端2c直接与220V交流电源相连接, 通过跳线15将第一个模块单元板1上的三路正极端Ia及整流后的正极连线2e相连接,以实现将整流后的正极连线2e与三路LED芯片2的正极端Ia相连接,通过另外的跳线16将第一个模块单元板1的接地连线2d与第二个模块单元板1的接地连线2d、以及第二个模块单元板1的接地连线2d与第三个模块单元板1的接地连线2d、以及第三个模块单元板1 的接地连线2d与第四个模块单元板1的接地连线2d分别相连接,并通过另外的跳线17将第一个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与第二个模块单元板1的三路正极接线端 2a相连接,以实现将位于两个不同模块单元板1上的LED芯片2之间同路串联连接,同理, 分别通过跳线17将第二个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与第三个模块单元板1 的三路正极接线端2a、以及将第三个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与第四个模块单元板1的三路正极接线端加相连接,再通过另外跳线18将第四个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与三个所述恒流源MOS器件Ql、Q2、Q3的漏极连线相连接,以实现三个所述恒流源MOS器件Ql、Q2、Q3的漏极与三路LED芯片2的负极端Ib相连接构成回路,通过以上跳线的连接,使得本实施例共有三路LED芯片2相并联,每路各有96个所述LED芯片2。
[0059] 本实施例的其余特征与实施例一相同。
[0060] 实施例七:
[0061] 如图15〜图18、图20〜图22、图M所示,本实施例与实施例六的所述模块单元板1的所述金属层13及所述电源线路14的布线相同,即裸板相同,另外,所述模块单元板 1的正面的LED芯片2的数量及排布亦完全相同,区别在于:本实施例中,第一个及第二个所述模块单元板1上的三路LED芯片2之间先分别串联成三组,三组之间再并联,同理,第三个及第四个所述模块单元板1上的三路LED芯片2之间先分别串联成三组,三组之间再并联,另外,两部分各三组之间也并联,即共有六路LED芯片2相并联,每路各有48个所述 LED芯片2,本实施例的额定功率也为20W,应用于IlOV交流电源作为照明之用,相应的,本实施例有两组共六个所述恒流源MOS器件Q1、Q2、Q3分别与每路的48个所述LED芯片2相串联,六个所述恒流源MOS器件Ql、Q2、Q3分别连接在第二个及第四个模块单元板1的电源线路14上;另外,各模块单元板1之间连接处的跳线也与实施例六不同,本实施例中,通过跳线16将各模块单元板1的接地连线2d依次相连接,并通过跳线19将各模块单元板1 的正极连线2e依次相连接,第三个模块单元板1的三路正极端加与整流后的正极连线2e 通过跳线15相连接,以实现将第二部分的三组LED芯片2与第一部分的三组LED芯片2相并联,另外同第四个模块单元板1 一样,通过另外跳线18将第二个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与三个所述恒流源MOS器件Ql、Q2、Q3的漏极连线相连接,以实现第二个模块单元板1上的三个所述恒流源MOS器件Ql、Q2、Q3的漏极与三路LED芯片2的负极端 Ib相连接构成回路,另外,第一个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与第二个模块单元板1三路正极接线端加相连接,第三个模块单元板1的三路负极接线端2b分别与第四个模块单元板1三路正极接线端加相连接,通过以上跳线的连接,使得本实施例共有六路 LED芯片2相并联,每路各有48个所述LED芯片2。
[0062] 本实施例的其余特征与实施例六相同。
[0063] 本发明实施例六与实施例七的裸板可对IlOV和220V交流电通用,因此可适应不同电压,还可以节省制版费用。
[0064] 以上实施例仅举例对本发明进行了说明,不应理解为是对本发明权利要求的限制,本发明可根据交流电源的电压情况进行改变,通过设置不同数量的所述模块单元板1 以及每个所述模块单元板ι的LED芯片2数量及分组,可适应各种电压下使用。
[0065]本发明将固定LED芯片2的光源部分与驱动电路的电源部分集成在同一所述模块单元板1的正面和背面,并将长条状的电路板分成模块化的所述模块单元板1,再将所述模块单元板1连接成一体结构,同时通过所述跳线15〜19将不同的所述模块单元板1的所述电源线路14之间电连接在一起,实现了长条状的电路板分体组装,采用分体的单元形式,避免了贴片机加工同一块电路板时长度过长的弊端,可通过将若干个所述模块单元板1 的宽度方向并排在一起同时生产连片并进行贴片,再将整块电路板分割开进行组装,因此本发明连接可靠、生产快速简便、生产效率高、产品合格率高。 [0066] 本发明可广泛应用于LED照明领域。

Claims (5)

1. 一种集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法,所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板包括至少两个模块单元板(1),所述模块单元板(1)之间相固定连接, 所述模块单元板(1)的正面设有用于固定若干个LED芯片(2)及散热并构成所述LED芯片⑵之间电连接的金属层(13),所述模块单元板⑴的背面设有由导电金属构成的用于焊接电路元件并构成电路的电源线路(14),相固定连接的所述模块单元板(1)的所述电源线路(14)之间通过跳线相电连接,其特征在于:按照一个所述模块单元板(1)的长度以及至少两个模块单元板(1)的总宽度将预制电路板制成连片,所述预制电路板上设有敷设好的所述金属层(13)及所述电源线路(14)并预制出用于固定连接的连接部,将制成连片的所述电路板整体送入贴片机进行贴片,将若干个所述LED芯片(¾贴合于所述金属层(13) 上,再用金属打线将所述LED芯片(2)的电极与其对应的所述金属层(13)相电连接,然后在所述LED芯片(¾上涂覆荧光粉及硅胶并经烘烤固化,沿长度方向将所述模块单元板(1) 切割成各自独立的部分,再将各所述模块单元板(1)之间通过所述连接部相固定连接,通过所述跳线将相固定连接的所述模块单元板(1)的各所述电源线路(14)之间相电连接,并将电路元件焊接在所述电源线路(14)上。
2.根据权利要求1所述的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法,其特征在于:所述连接部包括凹槽(11)和凸块(12),所述凹槽(11)与所述凸块(12)的大小及形状相适配。
3.根据权利要求2所述的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法,其特征在于:所述凹槽(11)及所述凸块(1¾呈燕尾状或圆形或矩形或梯形。
4.根据权利要求1所述的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法,其特征在于:所述模块单元板(1)为双层电路板,所述金属层(1¾于所述模块单元板(1)的两端处分别为正极端(la)、负极端(Ib),所述电源线路(14)于所述模块单元板(1)的两端处分别设有正极接线端(¾)、负极接线端(2b),所述正极接线端Qa)与所述正极端(Ia)通过金属穿孔相电连接,所述负极接线端Ob)与所述负极端(Ib)通过金属穿孔相电连接。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的集光源及电源于一体的LED灯具电路板的制造方法,其特征在于:所述集光源及电源于一体的LED灯具电路板可应用于IOOV〜MOV交流电源。
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