CN103915544A - 立体发光led芯片灯丝及led灯泡 - Google Patents
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Abstract
本发明的立体发光LED芯片灯丝，包括长条形透明支架和沿透明支架上设有若干分体二极发光体，其透明支架构成整体芯片的支架，分体二极发光体包括依次层叠设置的N-GaN层、MQW发光层、P-GaN层，N-GaN层表面设有N电极，P-GaN层表面设有P电极，在N电极和P电极处的分体二极发光体表面设有SiO2钝化层，在N电极和P电极的上表面在所对的SiO2钝化层处形成露空的导通窗口，SiO2钝化层外覆盖金属线路连接外层使相邻分体二极发光体之间的N电极和P电极依次串联导通、两端为N电极和P电极的外接电极延伸端，其线路串联工艺形成整体式分体二极发光体的立体发光LED芯片灯丝及其应用LED灯泡，通过线路串联工艺有效导通同时实现具有良好连接稳定性能和导热效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED发光源，更具体地说，涉及一种立体发光LED芯片灯丝及LED灯泡。
背景技术
传统的LED灯泡的热量都是依靠电路基板传导给铝金属灯座并与外界空气接触来传导散发热量的，集成分体二极发光体的线路基板与金属灯座相贴合连接实现传导散热效果，但两者相贴合存在漏电的安全隐患，同时如需提高散热效果则需增大铝金属灯座的散热面积，受灯体限定体积限制该体积铝金属灯座的散热效果，因而不能充分满足LED所发热所需的散热效果，尤其是大功率的LED灯在长时间地工作时其发热量大，如果不能很好地解决散热问题，会严重影响灯具的使用寿命，而且在长时间的使用过程中会导致电路基板的老化，缩短了灯体的使用寿命。
现有如中国专利号为：201010278760.0，发明名称为：一种高效率LED灯泡，灯泡中的发光源利用透明基板和若干相串接的LED晶片构成的灯条，LED晶片通过透明硅胶定位在透明基板上，各独立的LED晶片组相串接后两端的引线连接外连接线并通过粘胶固定在透明基板的端部。通过引线作为自身的受力支承件与灯泡体内的灯架固定，由于发光件的透明基板具有超小的1毫米左右的宽度、0.5毫米左右厚度,其中的引线是纳米级金线，在具体的生产中存在由于引线不易固定造成难于焊接连接，同时存在焊接后易脱落和断开的缺陷而影响灯体的质量。因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种线路串联工艺形成整体式分体二极发光体的立体发光LED芯片灯丝及其应用的LED灯泡，通过线路串联工艺有效导通的同时实现具有良好的连接稳定性能和导热效果，具有安全，有效地传输信号和导热、散热和让电子元器件的使用寿命更长的技术效果。
为解决上述技述问题，本发明的一种立体发光LED芯片灯丝，包括长条形透明支架和沿透明支架上设有若干分体二极发光体，其中：透明支架构成整体芯片的支架，分体二极发光体包括依次层叠设置的N-GaN层、MQW发光层、P-GaN层，N-GaN层表面设有N电极，P-GaN层表面设有P电极，在N电极和P电极处的分体二极发光体表面设有SiO2钝化层，在N电极和P电极的上表面在所对的SiO2钝化层处形成露空的导通窗口，SiO2钝化层外覆盖金属线路连接外层使相邻分体二极发光体之间的N电极和P电极依次串联导通、两端为N电极和P电极的外接电极延伸端。
上述立体发光LED芯片灯丝，透明支架为蓝宝石。
上述立体发光LED芯片灯丝，N-GaN层宽度大于P-GaN层，在一侧形成露台，N电极设置在露台上。
上述立体发光LED芯片灯丝，N电极和P电极的上下位置可以对调设置。
上述立体发光LED芯片灯丝，N电极和P电极为印刷金属或合金电极层，两端的N电极和P电极延伸至透明支架两端部。
上述立体发光LED芯片灯丝，N-GaN层和P-GaN层为化合物半导体。
上述立体发光LED芯片灯丝，透明支架为长条状，分体二极发光体沿透明支架长度方向等距设置，透明支架两端设有金属连接件，金属连接件内侧设有呈U字型卡口，U字型卡口卡扣在透明支架两端与N电极和P电极上形成接触电连接。
上述立体发光LED芯片灯丝，N-GaN层和P-GaN层为透明化合物半导体。
上述立体发光LED芯片灯丝，由整块的透明基板形成若干等宽的可分离折断痕，可折断痕之间形成等宽条状的透明支架，若干的金属连接件并排，后侧设有辅助支架连接形成连体的金属连接件组，金属连接件和辅助支架之间分别设有可分离折断痕。
本发明应用为一种LED灯泡，包括若干所述的立体发光LED芯片灯丝，立体发光LED芯片灯丝固定在灯泡内支架上。
本发明采用上述结构后，通过由整体的透明支架作为各分体发光二极体的支架和连体载体构成整体芯片，并通过整体的金属线路连接外层使N电极和P电极依次串联导通，SiO2钝化层使金属线路连接外层与N-GaN层和P-GaN层外表之间绝缘，金属线路连接外层可以通过蚀刻或电镀工艺加工实现，线路串联工艺的整体式分体二极发光体组代替传统分体晶片之间进行键合焊接工艺，简化了传统各独立晶片的支架和使独立晶片连成一体的载体基板。解决传统工焊线工艺中所存在不易固定造成难于焊接连接和连接不稳定的缺陷，同时存在焊接后或使用时易脱落和断开的缺陷而影响灯体的质量的问题。整体细路连接层实现方便生产操作固定，大大降低生产操作难度，并有效降低生产成本的技术效果。对应的若干从整板分割但尚有部份连体的透明支架进行卡扣连接工序，在完成产品金属线路加工工作后便可很方便地沿可折断痕依次分离透明支架制成若干的立体发光LED芯片灯丝。
本发明与现有技术相比具有结构简单、连接稳定，降低制造难度、降低制造成本的优点，具有良好的推广价值。形成具有立体发光并获得高光通量及高光效，解决目前功率型发光二极体光效普遍不高的问题。同时采用热电分离设计，具有独立的导电通道及导热通道将热与电有效区分独立，解决芯片发光时的热量对金线与支架焊接品质的影响，保证产品的焊接可靠性。独立的导热通道能将热量及时有效的热量散出，减小热量对芯片寿命的影响，解决当前芯片热量没有独立的导热通道，热量不能有效散出，对芯片寿命及品质的影响。
上述立体发光LED芯片灯丝加工时，由整块的透明支架形成若干等宽的可分离折断痕，可折断痕之间形成等宽条状的透明支架。可分离折断痕通过切割刀或激光形成一定深度并有部份粘连。在完成所有工序后，把各发光体顺序分离的技术效果，分离时可以通过折断机进行扳断分离。上述立体发光LED芯片灯丝，由整块的透明基板形成若干等宽的可分离折断痕，可折断痕之间形成等宽条状的透明基板。可分离折断痕通过切割刀或激光形成一定深度并有部份粘连。在完成所有工序后，把各发光体顺序分离的技术效果，分离时可以通过折断机进行扳断分离。若干的金属连接件并排，后侧设有辅助支架连接形成连体的金属连接件组，金属连接件和辅助支架之间分别设有可分离折断痕。实现在完成连接工序将辅助支架分离去除的技术效果。
附图说明
下面将结合附图中的具体实施例对本发明作进一步地详细说明，以便更清楚直观地理解其发明实质，但不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的纵向剖面结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为图1的局部放大结构示意图；
图4为本发明具体实施状态时的结构示意图；
图5为本发明金属连接件的纵向剖面结构示意图；
图6为若干本发明的支架在呈整板状态下时与金属连接件的辅助支架连体结构示意图。
具体实施方式
如图1～图6所示：一种立体发光LED芯片灯丝，包括长条形透明支架1和沿透明支架1上设有若干分体二极发光体2，透明支架1构成整体芯片的支架，分体二极发光体2包括依次层叠设置的N-GaN层21、MQW发光层22、P-GaN层23，N-GaN层21表面设有N电极21a，P-GaN层23表面设有P电极23a，在N电极21a和P电极23a处的分体二极发光体2表面设有SiO2钝化层3，在N电极21a和P电极23a的上表面在所对的SiO2钝化层3处形成露空的导通窗口，SiO2钝化层3外覆盖金属线路连接外层4使相邻分体二极发光体2之间的N电极21a和P电极23a依次串联导通、两端的N电极21a和P电极23a形成外接电极。
透明支架1为蓝宝石。
N-GaN层21宽度大于P-GaN层23，在一侧形成露台21b，N电极21a设置在露台21b上。
N电极21a和P电极23a的上下位置可以对调设置。
N电极21a和P电极23a为印刷金属或合金电极层，两端的N电极21a和P电极23a的金属线路连接外层4延伸至透明支架1两端部。
N-GaN层21和P-GaN层23为化合物半导体。
透明支架1为长条状，分体二极发光体2沿透明支架1长度方向等距设置，所述透明支架1两端设有金属连接件5，金属连接件内侧设有呈U字型卡口5a，U字型卡口5a卡扣在透明支架两端与N电极21a和P电极23a上形成接触电连接。
N-GaN层21和P-GaN层23为透明化合物半导体。
由整块的透明基板形成若干等宽的可分离折断痕11，可折断痕之间形成等宽条状的透明支架1，若干的金属连接件5并排，后侧设有辅助支架5b连接形成连体的金属连接件组，金属连接件3和辅助支架5b之间分别设有可分离折断痕5c。
本发明具体实施时的一种LED灯泡，包括若干所述的立体发光LED芯片灯丝。
一种立体发光LED芯片灯丝的加工方法，包括如下步骤：
（1）将整块的透明支架形成100块等宽为1毫米的透明支架，其之间可折断痕，可折断痕之间形成等宽条状的透明支架1；
（2）等距排列布设构成分体二极发光体的N-GaN层21、MQW发光层22、P-GaN层23；
（3）再用整体设置SiO2钝化层3，在N电极21a和P电极23a的上表面处形成露空的导通窗口。
（4）在相邻分体二极发光体2之间的SiO2钝化层3外覆盖金属线路，通过蚀刻工艺保留使N电极21a和P电极23a依次串联导通的金属线路连接外层4。
（5）在透明基板1两端将所述的连体支架上的100个金属连接件3与步骤1的透明支架对应卡扣电连接并设粘胶固定；
（6）沿可折断痕将辅助支架5b与金属连接件5分离；
（7）沿可折断痕依次分离透明支架1制成若干的立体发光LED芯片灯丝。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围。
Claims (9)
1.一种立体发光LED芯片灯丝，包括长条形透明支架（1）和沿透明支架（1）上设有若干分体二极发光体（2），其特征在于：透明支架（1）构成芯片整体衬底，分体二极发光体（2）包括依次层叠设置的N-GaN层（21）、MQW发光层（22）、P-GaN层（23），N-GaN层（21）表面设有N电极（21a），P-GaN层（23）表面设有P电极（23a），在N电极（21a）和P电极（23a）处的分体二极发光体（2）表面设有SiO2钝化层（3），在N电极（21a）和P电极（23a）的上表面在所对的SiO2钝化层（3）处形成露空的导通窗口，SiO2钝化层（3）外覆盖金属线路连接外层（4）使相邻分体二极发光体（2）之间的N电极（21a）和P电极（23a）依次串联导通、两端为N电极（21a）和P电极（23a）的外接电极延伸端。
2.根据权利要求1所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：透明支架（1）为蓝宝石。
3.根据权利要求1所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：N-GaN层（21）宽度大于P-GaN层（23），在一侧形成露台（21b），N电极（21a）设置在露台（21b）上。
4.根据权利要求1或3所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：N电极（21a）和P电极（23a）的上下位置可以对调设置。
5.根据权利要求1所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：N电极（21a）和P电极（23a）为印刷金属或合金电极层，两端的N电极（21a）和P电极（23a）的金属线路连接外层（4）延伸至透明支架（1）两端部。
6.根据权利要求1所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：N-GaN层（21）和P-GaN层（23）为透明化合物半导体。
7.根据权利要求1所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：透明支架（1）为长条状，分体二极发光体（2）沿透明支架（1）长度方向等距设置，所述透明支架（1）两端设有金属连接件（5），金属连接件内侧设有呈U字型卡口（5a），U字型卡口（5a）卡扣在透明支架两端与N电极（21a）和P电极（23a）上形成接触电连接。
8.根据权利要求7所述立体发光LED芯片灯丝，其特征在于：由整块的透明基板形成若干等宽的可分离折断痕（11），可折断痕之间形成等宽条状的透明支架（1），若干的金属连接件（5）并排，后侧设有辅助支架（5b）连接形成连体的金属连接件组，金属连接件（3）和辅助支架（5b）之间分别设有可分离折断痕（5c）。
9.一种LED灯泡，其特征在于：包括权利要求1至9任一所述的立体发光LED芯片灯丝。
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