CN102954379A - 直焊式led灯具结构及其加工方法 - Google Patents
直焊式led灯具结构及其加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102954379A CN102954379A CN2012104383140A CN201210438314A CN102954379A CN 102954379 A CN102954379 A CN 102954379A CN 2012104383140 A CN2012104383140 A CN 2012104383140A CN 201210438314 A CN201210438314 A CN 201210438314A CN 102954379 A CN102954379 A CN 102954379A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pcb board
- metal base
- led lamp
- paste
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 63
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 57
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 44
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 43
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 42
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 38
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 36
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 6
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 claims description 5
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/12—Copper or alloys thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直焊式LED灯具结构及其加工方法。直焊式LED灯具结构，包括LED灯珠、PCB板和金属基座，所述PCB板的一面固定有所述的LED灯珠，另一面设有第一焊锡膏层，所述金属基座上设有镀镍层，所述的PCB板通过设有的第一焊锡膏层与金属基座具有镀镍层的一面焊接。本发明采用了将PCB板和直接具有散热作用的金属基座焊接在一起的方法，热阻减小，提高散热速度，减少LED灯珠的光衰，提高LED灯具的使用寿命。并进一步优化了LED灯具的整体结构，使其产品结构更趁于小型化。本发明加工方法进一步优化了生产工艺，提高生产效率，降低生产成本；有助于LED灯具的广泛应用，为地球的节能环保产业提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯具及其加工方法，更具体地说是指一种直焊式LED灯具结构及其加工方法。
背景技术
现有技术中，在LED灯具行业，其散热是一项技术难题。目前为止，各大LED灯具制造厂家都没有更好的办法解决这个散热问题。现有的采用铝基板与散热膏粘合的散热结构，造成LED、铝基板和铝基座（路灯外壳）间的散热温差较大，LED结温较高。当LED结温在70℃以上时，LED灯珠就会受到严重损坏，造成光衰，影响整个LED灯具的寿命。
目前，采用铝基板（PCB板的一种）应用于LED上，其散热效果欠佳。特别是铝基板与铝合金外壳间需要设置一层散热粘合剂粘合在一起，热阻太大。当LED热量传导至铝基板后，铝基板的热量通过散热胶才能直接传导到路灯外壳体上，造成LED和外壳温度偏高。而LED灯珠或LED模组的结温大于75℃时，LED的寿命会大大缩短。另外，铝基板与铝基座间的焊接工艺不好处理，散热膏经长期使用会老化，不能达到散热效果且易造成接触不充分，散热不均匀也会使灯的局部温度过高而影响寿命。
因此，有必要开发出一种更为直接的散热结构，以解决LED灯具的散热问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种直焊式LED灯具结构及其加工方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
直焊式LED灯具结构，包括LED灯珠、PCB板和金属基座，所述PCB板的一面固定有所述的LED灯珠，另一面设有第一焊锡膏层，所述金属基座上设有镀镍层，所述的PCB板通过设有的第一焊锡膏层与金属基座具有镀镍层的一面焊接。
其进一步的结构特征为：所述的PCB板是金属PCB板或电木PCB板，所述金属PCB板是覆铜PCB板、全铜PCB板或铝PCB板；所述的金属基座为散热器或金属外壳。其中的金属基座可以是金属外壳的本体，也可以是金属材质的散热器，也可以是灯具壳体内侧的金属结构部分。
其进一步的结构特征为：所述的LED灯珠为若干个；所述的PCB板还设有用于焊接固定LED灯珠的第二焊锡膏层。
其进一步的结构特征为：所述的金属基座设有用于焊接加热的开口腔结构，该开口腔结构的底部位置对应于PCB板的固定位置。
其进一步的结构特征为：所述的开口腔结构至少包括一个直形槽或至少一个凹腔。
本发明方法的具体技术方案为：
直焊式LED灯具结构的加工方法，主要包括以下二个焊接过程：a)采用第二焊锡膏将LED灯珠焊接在PCB板上；b)采用第一焊锡膏将PCB板焊接在金属基座上；其中，焊接过程b)是通过加热设备对金属基座的外表面进行局部加热，通过金属基座本体的热传导对金属基座的镀镍层的加热，该局部加热区域位于PCB板固定位置的反面；该加热设备设于金属基座的下方，该加热设备设有伸入至金属基座的开口腔结构内的加热头。
其进一步技术方案为：先进行焊接过程a),再进行焊接过程b)，具体步骤如下：
1）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
3）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，加热至150℃-160℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却；
4）在PCB板的背面或金属基座的内表面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
5）将PCB板贴装在金属基座上；
6）焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至145℃-165℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却。
其又一具体技术方案为：先进行焊接过程b),再进行焊接过程a)，具体步骤如下：
1）在金属基座的内表面或PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
3）将PCB板贴装在金属基座上；
4）进行焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至160℃-175℃，开始熔锡后2-3分钟取出并进行冷却；
5）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
6）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
7）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-155℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
其又一具体技术方案为：焊接过程a)和焊接过程b)同时进行，具体步骤如下：
1）金属基座的内表面镀镍之后涂覆第一焊锡膏，或在PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）贴装PCB板，将PCB板与金属基座贴在一起；
3）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
4）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
5）加热，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-160℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
本发明方法的另一具体技术方案为：
直焊式LED灯具结构的加工方法，包括以下步骤：
镀镍：在铝基座表面上电镀上一镍层；
铝基座刮锡膏：清除铝基座镀镍层表面的残留物并在该镀镍层上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
铜基板刮锡膏：清除铜基板表面上的残留物并在该已清洁的表面上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
加热焊接：将铜基板上铺有锡膏的一面与铝基座上铺有锡膏的表面贴合后，放入恒温台加热使得铜基板上的锡膏层与铝基座上的锡膏层融为一体；
冷却：将铜基板和铝基座的组合件从恒温台拿出后冷却至常温，得到铜基板和铝基座焊接的LED灯具散热结构。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明直焊式LED灯具结构，采用了将PCB板和直接具有散热作用的金属基座焊接在一起的方法，热阻减小，提高散热速度，减少LED灯珠的光衰，提高LED灯具的使用寿命。并进一步优化了LED灯具的整体结构，使其产品结构更趋于小型化。本发明加工方法采用局部加热方式，减少了传统的回流焊加热方式对LED灯珠的损坏；并且可以采用LED灯珠、PCB板、金属基座三者之间的同步焊接，进一步优化了生产工艺，提高生产效率，降低生产成本；有助于LED灯具的广泛应用，为地球的节能环保产业提供技术支持。经测试数据显示，采用本发明的LED灯具，其使用寿命可以到十年以上。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明直焊式LED灯具结构具体实施例一的剖面结构示意图；
图2为图1所示实施例的立体分解示意图；
图3为本发明直焊式LED灯具结构具体实施例二的剖面结构示意图；
图4为图3的仰视图；
图5为在图3所示实施例的基础上第一种优化结构的剖面结构示意图；
图6为图5的仰视图；
图7为在图3所示实施例的基础上第二种优化结构的剖面结构示意图；
图8为图7的仰视图；
图9为本发明直焊式LED灯具结构具体实施例三的平面示意图；
图10为在图9所示实施例的基础上的优化结构的平面示意图。
附图说明
1 LED灯珠 2 PCB板
21 第一焊锡膏层 22 第二焊锡膏层
3 金属基座 31 开口腔结构
35 圆形腔 36 直形槽
37 圆形凹腔 38 凹槽
39 直形槽 3A 金属基座
4 灯罩 35A 圆形腔
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1至图2所示，本发明直焊式LED灯具结构，包括LED灯珠1、PCB板2和金属基座3，PCB板2的一面固定有所述的LED灯珠1，另一面设有第一焊锡膏层21，金属基座3上设有镀镍层，PCB板2通过设有的第一焊锡膏层21与金属基座3具有镀镍层的一面焊接。
其中，PCB板2可以是金属PCB板或电木PCB板，金属PCB板可以是覆铜PCB板、全铜PCB板或铝PCB板；当LED灯具的结构空间大，LED灯珠数量小时，考虑到材料成本，优选电木PCB板，在焊接过程b)时，电木PCB板的背面需要进行覆铜。当LED灯具的结构空间小，LED灯珠数量又多时，优选考虑散热效果，优选金属PCB板。金属基座3可以是金属外壳的本体，也可以是金属材质的散热器，也可以是灯具壳体内侧的金属结构部分。
LED灯珠为若干个，可以是矩形阵列或圆形阵列分布。PCB板2还设有用于焊接固定LED灯珠1的第二焊锡膏层22。
金属基座3设有用于焊接加热的开口腔结构31，该开口腔结构31的底部位置对应于PCB板2的固定位置。在本实施例中，开口腔结构31为多个平行的直形槽。当金属基座3为散热器结构时，该开口腔结构31也可以是散热器上的散热槽结构，既可以用于灯具的PCB板焊接时的外部加热位置，也可以是起到散热作用。当金属基座3为灯具外壳时，该开口腔结构31还可以起到装饰美观的作用。
如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，金属基座3A（为灯具外壳结构，其前端设有透明的灯罩4）上设有的用于焊接加热的开口腔结构，优选在直形槽39的底部设有凹形腔的结构。凹形腔的形状与PCB板2的正面涂覆有第二焊锡膏层有关，若为条状的，则凹形腔采用长条形的凹槽38（如图5、图6所示），若为网格状，则凹形腔采用若干个圆形凹腔37（如图7、图8所示）。
图9则为本发明直焊式LED灯具结构具体实施例三的平面示意图，该实施例中，金属基座采用的是较窄的直形槽36，在PCB板相对应的的位置，设有其若干个与直形槽36相通的圆形腔35，该圆形腔的直径大于直形槽的宽度，有利于插入较大一些的加热头。该结构可以采用先挤压成形出直形槽，再通过切屑加工，加工出圆腔，也可以采用整体压力铸造的方式。该结构为一种优选实施例，具作用在于使得金属基座具有良好的散热效果，同时，在PCB板的锡焊过程中，可以采用较粗的圆形加热头，并且该加热头十分地接近PCB板的焊接面，可以减少加热时间，有助于提高焊接效率。因为传统的散热器上的散热槽十分地窄小，很难置入加热元件（不管是板状的、块状的，还是圆棒状的），从而影响加热效果。作为更优选的结构，如图10所示，圆形腔35A的底部可以低于直形槽36的底部，这样可以使圆形的加热头更接近于金属基座的内侧面（即PCB板的二个焊接面），实现更均匀的加热，并减少加热过程的热量损失。
本发明直焊式LED灯具结构的加工方法，主要包括以下二个焊接过程：a)采用第二焊锡膏将LED灯珠焊接在PCB板上；b)采用第一焊锡膏将PCB板焊接在金属基座上；其中，焊接过程b)是通过加热设备对金属基座的外表面进行局部加热，通过金属基座本体的热传导对金属基座的镀镍层的加热，该局部加热区域位于PCB板固定位置的反面；该加热设备设于金属基座的下方，该加热设备设有伸入至金属基座的开口腔结构内的加热头。
主要分为以下三种加热方式：
一、先进行焊接过程a),再进行焊接过程b)，具体步骤如下：
1）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
3）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，加热至150℃-160℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却；
4）在PCB板的背面或金属基座的内表面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
5）将PCB板贴装在金属基座上；
6）焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至145℃-165℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却。
二、先进行焊接过程b),再进行焊接过程a)，具体步骤如下：
1）在金属基座的内表面或PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
3）将PCB板贴装在金属基座上；
4）进行焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至160℃-175℃，开始熔锡后2-3分钟取出并进行冷却；
5）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
6）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
7）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-155℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
三、将焊接过程a)和焊接过程b)同时进行，具体步骤如下：
1）金属基座的内表面镀镍之后涂覆第一焊锡膏，或在PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）贴装PCB板，将PCB板与金属基座贴在一起；
3）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
4）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
5）加热，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-160℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
焊接过程的优选方案为：焊接过程a)和焊接过程b)同时进行，以节省加工时间和生产成本。针对不同形状，不同大小的灯具结构，可以采用可更换式的加热头（加热治具）。
加热过程的优选方案为：在加热头上设有热电偶式或热电阻式的第一温度传感器，还设有对第二焊锡膏层进行温度检测的红外式的第二温度传感器，当焊锡膏层（包括第一焊锡膏层、第二焊锡膏层）的温度达到设定温度最高值时，停止加热，当焊锡膏层的温度达到设定温度中间值时，加热设备以间歇方式进行加热，当焊锡膏层的温度达到设定温度最低值时，加热设备减少间歇式加热的占空比（即增加每个脉冲周期的加热时间），以提高加热速度。
在恒温加热（即保温）过程中，加热头的温度高于焊锡膏层的温度2-5度，这取决于金属基座本体的厚度，及焊锡膏层至加热头的距离（这个温差根据具体的产品的结构，根据实际的温度测量得出）。在焊锡膏层的温度低于设定温度20-30度以下时，加热头以全加热的方式进行加热；焊锡膏层的温度与设定温度的差值小于20-30度时，加热头以间歇方式进行方式进行加热，并逐步增加占空比（即在每个脉冲周期内，减少通电加热的时间）。其中的第二温度传感器仅需用于新款LED灯具的第一次加热测试时使用。该加热设备（此加热设备又可称之为加热测试设备）的控制器能在新款LED灯具的第一次加热测试时经过多次的测试，计算出最佳的加热控制模式，通过电气设备的数据传输线（比如RS232或RS485）将该测试用的加热设备计算出来的加热控制模式传输给其它生产型的加热设备。也即：为了提高生产效率，以及适应产品多样化的生产需求，在生产过程中，增设有与各个加热设备联机通讯的加热测试设备，在加热测试设备上设有的第一温度传感器和第二温度传感器均为多个，其数量依据LED灯具的具体结构而定。
其中的第二焊锡膏，可以根据不同的LED灯具，选择常用的无铅焊锡膏。而第一焊锡膏，其基材优选为Sn42/Bi58，其熔点为140度左右，本发明还可以通过在锡膏Sn42/Bi58中增加辅粉的方式，进而改变其熔点，以实现不同环境温度下的锡焊。
本发明直焊式LED灯具结构的加工方法的另外一种实施例，也可以采用以下的步骤：
步骤1，镀镍：在铝基座表面上电镀上一镍层；
步骤2，铝基座刮锡膏：清除铝基座镀镍层表面的残留物并在该镀镍层上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
步骤3，铜基板刮锡膏：清除铜基板表面上的残留物并在该已清洁的表面上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
步骤4，加热焊接：将铜基板上铺有锡膏的一面与铝基座上铺有锡膏的表面贴合后，放入恒温台加热使得铜基板上的锡膏层与铝基座上的锡膏层融为一体；
步骤5，冷却：将铜基板和铝基座的组合件从恒温台拿出后冷却至常温，得到LED、铜基板和铝基座（或路灯铝外壳）焊接的LED灯散热结构。
在本实施例中，在加热焊接步骤中，恒温台的加热温度为180℃，加热时间为10min±0.5min。
在本实施例中，在铝基座刮锡膏的步骤中，无氯无铅焊锡膏的厚度为0.2-0.3mm，熔点为140℃，锡膏的材质为Sn42/Bi58。
在本实施例中，在铜基板刮锡膏的步骤中，无氯无铅焊锡膏的厚度为0.2-0.3mm，熔点为140℃，锡膏的材质为Sn42/Bi58。
在本实施例中，在铜基板刮锡膏的步骤之前，还包括在铜基板上贴上LED灯珠的步骤。灯珠直接贴在铜基板上，采用支架或者直接用COB封装的形式制作，均属于对本发明的简单变形或者变换，落入本发明的保护范围。可以理解的是，铜基板具有高导热、高散热的特性，当LED焊接到铜基板上，接通电源，首先吸收热量的就是铜基板，受限于铜基板的散热面积小、价格高的问题，需要用到铝基座来协助散热。本发明直接将铜基板上的LED热量散发到后面的散热器（铝散热基座）上，使其有最佳效益，并确保LED温结保持在55℃左右，保证灯具的长寿命工作。
在本实施例中，在冷却的步骤之后，还包括在常温下清除LED、铜基板和铝基座（或灯具铝外壳）焊接的LED灯散热结构表面的残留物的步骤。清除LED灯散热结构表面的残留物，可以改善LED的外观，保证其性能。
综上所述，本发明直焊式LED灯具结构，采用了将PCB板和直接具有散热作用的金属基座焊接在一起的方法，热阻减小，提高散热速度，减少LED灯珠的光衰，提高LED灯具的使用寿命。并进一步优化了LED灯具的整体结构，使其产品结构更趋于小型化。本发明加工方法采用局部加热方式，减少了传统的回流焊加热方式对LED灯珠的损坏；并且可以采用LED灯珠、PCB板、金属基座三者之间的同步焊接，进一步优化了生产工艺，提高生产效率，降低生产成本；有助于LED灯具的广泛应用，为地球的节能环保产业提供技术支持。相较于现有技术的情况，本发明提供的LED、铜基板和铝基座（散热器或灯具的外壳）焊接的LED灯散热结构的生产工艺，将铝基座表面镀有一镍层，然后在镍层表面覆盖一层焊锡，利用焊锡焊接铝基座和铜基板，得到本发明的结构。这样，焊接有LED灯珠的铜基板直接通过焊锡层与铝基座连接，散热效果好，不会因散热粘合剂产生高结温而影响LED的使用寿命。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.直焊式LED灯具结构，其特征在于包括LED灯珠、PCB板和金属基座，所述PCB板的一面固定有所述的LED灯珠，另一面设有第一焊锡膏层，所述金属基座上设有镀镍层，所述的PCB板通过设有的第一焊锡膏层与金属基座具有镀镍层的一面焊接。
2.根据权利要求1所述的直焊式LED灯具结构，其特征在于所述的PCB板是金属PCB板或电木PCB板，所述金属PCB板是覆铜PCB板、全铜PCB板或铝PCB板；所述的金属基座为散热器或金属外壳。
3.根据权利要求1所述的直焊式LED灯具结构，其特征在于所述的LED灯珠为若干个；所述的PCB板还设有用于焊接固定LED灯珠的第二焊锡膏层。
4.根据权利要求1所述的直焊式LED灯具结构，其特征在于所述的金属基座设有用于焊接加热的开口腔结构，该开口腔结构的底部位置对应于PCB板的固定位置。
5.根据权利要求4所述的直焊式LED灯具结构，其特征在于所述的开口腔结构至少包括一个直形槽或至少一个凹腔。
6.直焊式LED灯具结构的加工方法，主要包括以下二个焊接过程：
a)采用第二焊锡膏将LED灯珠焊接在PCB板上；
b)采用第一焊锡膏将PCB板焊接在金属基座上；
其中，焊接过程b)是通过加热设备对金属基座的外表面进行局部加热，通过金属基座本体的热传导对金属基座的镀镍层的加热，该局部加热区域位于PCB板固定位置的反面；该加热设备设于金属基座的下方，该加热设备设有伸入至金属基座的开口腔结构内的加热头。
7.根据权利要求6所述的直焊式LED灯具结构的加工方法，其特征在于先进行焊接过程a),再进行焊接过程b)，具体步骤如下：
1）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
3）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，加热至150℃-160℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却；
4）在PCB板的背面或金属基座的内表面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
5）将PCB板贴装在金属基座上；
6）焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至145℃-165℃，开始熔锡后3-5分钟取出并进行冷却。
8.根据权利要求6所述的直焊式LED灯具结构的加工方法，其特征在于先进行焊接过程b),再进行焊接过程a)，具体步骤如下：
1）在金属基座的内表面或PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
3）将PCB板贴装在金属基座上；
4）进行焊接过程b)，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至160℃-175℃，开始熔锡后2-3分钟取出并进行冷却；
5）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
6）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
7）焊接过程a),将PCB板放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-155℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
9.根据权利要求6所述的直焊式LED灯具结构的加工方法，其特征在于焊接过程a)和焊接过程b)同时进行，具体步骤如下：
1）金属基座的内表面镀镍之后涂覆第一焊锡膏，或在PCB板的背面涂覆第一焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
2）贴装PCB板，将PCB板与金属基座贴在一起；
3）PCB板的正面涂覆一层条状或网格状的第二焊锡膏，锡膏厚度约0.2-1.2mm；
4）将LED灯珠贴在PCB板的正面；
5）加热，将金属基座放在加热设备上，将开口腔结构嵌入在加热设备的加热头上，将温度加热至140℃-160℃，开始熔锡后2-4分钟取出并进行冷却。
10.直焊式LED灯具结构的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
镀镍：在铝基座表面上电镀上一镍层；
铝基座刮锡膏：清除铝基座镀镍层表面的残留物并在该镀镍层上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
铜基板刮锡膏：清除铜基板表面上的残留物并在该已清洁的表面上均匀平铺一层无氯无铅焊锡膏；
加热焊接：将铜基板上铺有锡膏的一面与铝基座上铺有锡膏的表面贴合后，放入恒温台加热使得铜基板上的锡膏层与铝基座上的锡膏层融为一体；
冷却：将铜基板和铝基座的组合件从恒温台拿出后冷却至常温，得到铜基板和铝基座焊接的LED灯具散热结构。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210438314.0A CN102954379B (zh) | 2012-06-20 | 2012-11-06 | 直焊式led灯具结构及其加工方法 |
| PCT/CN2013/071436 WO2013189184A1 (zh) | 2012-06-20 | 2013-02-06 | 直焊式led灯具结构及其加工方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210205432.7 | 2012-06-20 | ||
| CN201210205432 | 2012-06-20 | ||
| CN201210438314.0A CN102954379B (zh) | 2012-06-20 | 2012-11-06 | 直焊式led灯具结构及其加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102954379A true CN102954379A (zh) | 2013-03-06 |
| CN102954379B CN102954379B (zh) | 2015-03-25 |
Family
ID=47763560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210438314.0A Expired - Fee Related CN102954379B (zh) | 2012-06-20 | 2012-11-06 | 直焊式led灯具结构及其加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102954379B (zh) |
| WO (2) | WO2013189129A1 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103100770A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-05-15 | 林秀林 | 一种电子元器件组件的焊接工艺 |
| CN106914669A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-07-04 | 远特信电子(深圳)有限公司 | 焊接方法、系统和装饰灯 |
| CN109488946A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-19 | 佛山市东佛照明电器有限公司 | 一种散热良好且防水led远距离投射灯 |
| CN112951681A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 烟台鑫瑞电子有限公司 | 一种自恢复保险丝电池假帽及其生产工艺 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110430698A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-08 | 朝阳聚声泰（信丰）科技有限公司 | 一种层叠式pcb板及生产pcb板使用的压合治具 |
| CN115035810A (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 江西华创触控科技有限公司 | Led贴膜屏 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101576238A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-11-11 | 陈立有 | 一种led灯珠焊接方法及设备 |
| CN201918430U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 深圳市德泽能源科技有限公司 | 一种led基板整体式散热结构 |
| CN102155634A (zh) * | 2010-02-11 | 2011-08-17 | 佰鸿工业股份有限公司 | Led发光模块及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101363596A (zh) * | 2008-09-10 | 2009-02-11 | 李锋 | 一种led灯具的制造方法 |
| CN101994929A (zh) * | 2009-08-20 | 2011-03-30 | 启耀光电股份有限公司 | 发光模块 |
| CN202048545U (zh) * | 2010-12-20 | 2011-11-23 | 浙江名芯半导体科技有限公司 | 一种led光源导热散热结构 |
| CN202024145U (zh) * | 2011-03-23 | 2011-11-02 | 邹兆辉 | 一种双面覆铜光源板组合装置 |
-
2012
- 2012-09-05 WO PCT/CN2012/080998 patent/WO2013189129A1/zh active Application Filing
- 2012-11-06 CN CN201210438314.0A patent/CN102954379B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-02-06 WO PCT/CN2013/071436 patent/WO2013189184A1/zh active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101576238A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-11-11 | 陈立有 | 一种led灯珠焊接方法及设备 |
| CN102155634A (zh) * | 2010-02-11 | 2011-08-17 | 佰鸿工业股份有限公司 | Led发光模块及其制造方法 |
| CN201918430U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 深圳市德泽能源科技有限公司 | 一种led基板整体式散热结构 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103100770A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-05-15 | 林秀林 | 一种电子元器件组件的焊接工艺 |
| CN103100770B (zh) * | 2013-03-06 | 2015-01-28 | 林秀林 | 一种电子元器件组件的焊接工艺 |
| CN106914669A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-07-04 | 远特信电子(深圳)有限公司 | 焊接方法、系统和装饰灯 |
| CN109488946A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-19 | 佛山市东佛照明电器有限公司 | 一种散热良好且防水led远距离投射灯 |
| CN112951681A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 烟台鑫瑞电子有限公司 | 一种自恢复保险丝电池假帽及其生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102954379B (zh) | 2015-03-25 |
| WO2013189184A1 (zh) | 2013-12-27 |
| WO2013189129A1 (zh) | 2013-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102954379B (zh) | 直焊式led灯具结构及其加工方法 | |
| CN201918430U (zh) | 一种led基板整体式散热结构 | |
| CN103702515A (zh) | 一种大功率led灯珠金属基板结构及其制作方法 | |
| CN101482233A (zh) | 一种led射灯 | |
| CN201285010Y (zh) | 一种led散热模块 | |
| CN103855036A (zh) | 一种多晶cob封装镜面铝基板的制作方法 | |
| CN102781164B (zh) | 一种led照明灯具专用线路板 | |
| CN104505454A (zh) | 高光效路灯覆晶cob光源及其生产工艺 | |
| CN202901948U (zh) | 直焊式led灯具结构 | |
| CN202839589U (zh) | 一种均热板、基于均热板的led芯片封装结构及其芯片支架 | |
| CN201741694U (zh) | 陶瓷散热器 | |
| CN201983070U (zh) | 两侧散热并防尘的led灯具 | |
| CN101128076B (zh) | 一种led光源的制造方法 | |
| CN202972674U (zh) | 直焊式led筒灯 | |
| CN204372870U (zh) | 一种led灯的散热结构 | |
| CN202474027U (zh) | 一种复合式led基板 | |
| CN204042774U (zh) | 一种可焊接型led基板 | |
| CN202902068U (zh) | Led航空灯 | |
| CN202884574U (zh) | Led内胆灯 | |
| CN203010403U (zh) | 直焊式led投光灯 | |
| CN102384385B (zh) | 一种高散热性能的led灯 | |
| CN202598449U (zh) | 适于大功率led散热的相变太阳花散热器 | |
| CN105720185A (zh) | 焊接有半导体温差发电芯片的led模组 | |
| CN201344395Y (zh) | Led射灯 | |
| CN203013798U (zh) | 一种相变恒温散热导热led封装模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151111 Address after: 518000 B3 building, 3 industrial zone, new street and neighborhood committee, Fuyong, Shenzhen, Baoan District, Guangdong Patentee after: Shenzhen Dokocom Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Fuyong Street office and the neighborhood of new emerging industrial park district 3 building B3 Shenzhen Deze Energy Technology Co Ltd Patentee before: Lin Peilin |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201231 Address after: 518000 Room 301, building B4, block B, 35 Fuyuan 1st Road, Xinhe community, Fuhai street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Zhaobang Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 B3 building, 3 industrial zone, new street and neighborhood committee, Fuyong, Shenzhen, Baoan District, Guangdong Patentee before: Shenzhen Dokocom Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150325 |