CN106384733A - 一种360度透光led灯丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种360度透光LED灯丝，包括透明基板、多个金属电极、多个LED垂直芯片、波长转换层；多个金属电极印制在透明基板的一面，相邻的金属电极之间填充有透明钝化层；多个LED垂直芯片正负间隔地邦定在金属电极上，未以金属电极进行电性连接的相邻LED垂直芯片之间填充有绝缘层并通过电极连接片进行电性连接；位于透明基板两端的金属电极设有金属端子，波长转换层包覆透明基板。而且，本发明还公开了相应的制备方法。本发明所述360度透光LED灯丝，无需透镜，不仅可以实现360°均匀发光，出光效率高，而且散热面积大，可靠性高。其制备方法与现有技术相比，工艺步骤简单，有效地提高制备效率和降低制备成本，有利于提高产品的可靠性。

Description

一种360度透光LED灯丝及其制备方法
技术领域
本发明属于发光二极管(LED)技术领域，具体涉及一种360度透光LED灯丝及其制备方法。
背景技术
LED是一种将电能转化为光能的半导体发光二极管，它主要由单向导电性的P-N结组成，当发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴、由N区注入到P区的电子在P-N结附近数微米内分别与N区的电子、P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。当蓝光单晶片加上黄色荧光粉进行混合就会产生白光，这为照明应用提供极大的发展前景。
现有的LED白光灯珠通常都是将单个或多个芯片用胶水固定在金属支架的塑料碗杯内，通过金线或是合金线导通，再进行点胶封装，这种封装体主要靠碗杯内的反射层以及硅胶折射增加出光，但是金属支架本身不透光的特性使得芯片与荧光粉产生的白光不能穿过反射层，影响出光效率。
为了解决这一问题，申请号为201420019147.0的中国专利公开了一种LED灯丝及照明器具，其在两块基板上固焊LED芯片，接着使大块基板背靠背相互贴合成一体化，成型后包覆荧光胶。但是，其制程复杂，需要专门模具，成本较高。申请号为201320674278.8的中国专利公开了一种LED灯丝，其采用了透光基板以实现360°全方位发光，但是，由于使用的是正装或者倒装芯片，只能单面固晶，仍然会导致LED灯丝正反发光不均匀，使得出光效率较低。
而且，对于传统的LED灯丝，若使用正装芯片焊线工艺，则未输出的光在小体积的碗杯内产生的热量不能及时散出，使得发光体热量集中，影响LED灯丝的可靠性和寿命；而若使用倒装芯片，则成本较高，严重阻碍LED灯丝的进一步发展。
此外，为了达到一定的光照度和光照面积，需加装透镜之类的光学器件，则会严重降低LED应有的节能功效。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，一方面提供了一种360度透光LED灯丝，其不仅无需透镜，可以实现双面360°均匀发光，出光效率高，而且散热面积大，可靠性高，此外，其制备工艺简单，有利于降低成本。
本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：
一种360度透光LED灯丝，其特征在于：
包括透明基板、多个金属电极、多个LED垂直芯片、波长转换层；
多个所述金属电极设在所述透明基板的一面，相邻的所述金属电极之间填充有透明钝化层；
多个所述LED垂直芯片正负间隔地连接在所述金属电极上，未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片之间填充有绝缘层，未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片通过电极连接片进行电性连接；
位于所述透明基板两端的所述金属电极设有金属端子，所述波长转换层包覆所述透明基板。
进一步的，所述透明基板的制备材料为石英、透明陶瓷或者透明玻璃。
进一步的，所述透明钝化层与所述金属电极等高。
进一步的，所述电极连接片的制备材料为蓝宝石，且所述电极连接片的表面上镀有Ag反射层。
进一步的，位于所述透明基板两端的所述金属端子分别设有正负极标识。
进一步的，所述波长转换层的制备材料为荧光胶。
本发明另一个方面提供了一种360度透光LED灯丝的制备方法，与传统工艺相比，其制备步骤简单，有利于提高制备效率和降低制备成本，而且产品可靠性高。其特征在于，包括以下步骤：
S1：在透明基板的一面印制多个金属电极，在相邻的所述金属电极之间沉积透明钝化层；
S2：在所述金属电极上正负间隔地邦定多个LED垂直芯片；
S3：在未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片之间填充绝缘层并通过电极连接片进行邦定；
S4：在位于所述透明基板两端的所述金属电极上分别邦定金属端子；
S5：在所述透明基板的四周包覆波长转换层，封装成360度透光LED灯丝。
进一步的，所述步骤S1中，所述金属电极通过电镀工艺印制而成，所述透明钝化层通过薄膜工艺沉积而成。
进一步的，所述步骤S2中，所述LED垂直芯片与所述金属电极之间采用回流工艺进行邦定；所述步骤S3中，所述电极连接片预先沉积Ag反射层，且所述LED垂直芯片与所述电极连接片之间采用回流工艺进行邦定。
进一步的，所述回流工艺中，使用的导电材料为金锡合金，峰值温度为305℃～315℃；或者使用的导电材料为锡银铜合金，峰值温度为280℃～290℃。
相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：
(1)本发明提供的一种360度透光LED灯丝，其结构主要包括透明基板、金属电极、LED垂直芯片、波长转换层、透明钝化层以及电极连接片。与传统技术相比，由于本发明所述的LED灯丝结构使用的是垂直芯片，垂直芯片与电极之间、垂直芯片与电极连接片之间直接电连接，而且无需透镜，因此，其保证了LED本身的节能功效的基础上，很好地实现了双面360°均匀发光，出光效率高。更进一步讲，本发明与正装芯片相比，无焊线工艺，制备成本降低，散热性佳，发光更加均匀，出光效率高，且可靠性高，有利于提高LED灯丝寿命；与倒装芯片相比，制备成本更低。
(2)本发明提供的一种360度透光LED灯丝的制备方法，垂直芯片与金属电极之间、垂直芯片与电极连接片之间以串联方式直接实现PN极之间的电连接，替代了使用金线或者合金线实现多个芯片间的电性连接。换言之，本发明省略了传统的LED芯片之间的金线连接工艺流程，工艺步骤得以简化，从而不仅提高了制备效率，降低LED灯丝的制造成本，而且极大提高产品的可靠性，有利于提高产品的良率。
附图说明
图1为本发明所述的一种360度透光LED灯丝的基板部分的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3为本发明所述的一种360度透光LED灯丝(无波长转换层)的结构示意图；
图4是图3的局部放大图；
图5为本发明所述的一种360度透光LED灯丝的整体结构示意图；
图6为本发明所述的另一种360度透光LED灯丝的制备流程示意图(最后两个步骤体现产品整体结构图，其余步骤均为局部放大图)。
附图标记：
1、透明基板；2、金属电极；3、LED垂直芯片；4、波长转换层；5、透明钝化层；6、绝缘层；7、电极连接片；8、金属端子。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1～5所示，本发明公开了一种360度透光LED灯丝，包括透明基板1、多个金属电极2、多个LED垂直芯片3、波长转换层4；
多个金属电极2设在透明基板1的一面，相邻的金属电极2之间填充有透明钝化层5以起绝缘作用；
多个LED垂直芯片3正负间隔地连接在金属电极2上，未以金属电极2进行电性连接的相邻LED垂直芯片3之间填充有绝缘层6(绝缘层6需兼具反射和绝缘双重作用)，而且，未以金属电极2进行电性连接的相邻LED垂直芯片3通过电极连接片7进行电性连接；
位于透明基板1两端的金属电极2设有金属端子8以作为引接线，波长转换层4包覆透明基板1。
其中，LED垂直芯片3与金属电极2之间、LED垂直芯片3与电极连接片7之间通过回流工艺进行电性连接(连接物质可以选择锡膏或者其它同类型的导电材料)，使得各相邻LED垂直芯片3的PN极以串联方式得以连接，从而替代了多个LED芯片之间只能通过金线或者合金线实现电性连接，即本发明省掉了LED芯片以金线连接的工艺流程，极大降低了LED灯丝的制造成本，同时还提高了产品的可靠性。
其中，绝缘层6可以是白胶，也可以是其它材料(需兼具绝缘和反射双重作用)，这些材料的不同选择均属于本发明的等效保护范围。金属端子8可以采用焊接方式连接于金属电极2上，当然，连接方式并限于此。
基于上述的结构设计，本发明所述的360度透光LED灯丝保证了LED本身的节能功效，并很好地实现了双面360°均匀发光，出光效率高，散热面积大，发光体热量可以很好地向外界扩散，产品可靠性得以极大提高，有利于提高LED灯丝寿命。
作为一种实施例，透明基板1的制备材料为石英、透明陶瓷或者透明玻璃等绝缘材料的一种，有利于保证透明基板1具备透光性好、耐热耐湿性优异等特性。
在上述实施例中，透明钝化层5与金属电极2等高，有利于提高产品制备效率，并保证产品结构紧凑。
在上述实施例中，电极连接片7的制备材料为蓝宝石，且电极连接片7的表面上镀有Ag反射层，极大地提高出光效率。
在上述实施例中，位于透明基板1两端的金属端子8分别设有正负极标识，以避免使用者在使用过程中识别错误，极具人性化。
在上述实施例中，波长转换层4的制备材料为荧光胶。当然，本发明并不限于此，波长转换层4还可以由其它光转换材料制成，其均为本发明的等效保护范围。
对应的，本发明还公开了360度透光LED灯丝的一种制备方法，如图6所示，其制备流程包括以下步骤：
S1：在透明基板1的一面印制多个金属电极2，在相邻的金属电极2之间沉积透明钝化层5；
S2：在金属电极2上正负间隔地邦定多个LED垂直芯片3；
S3：在未以金属电极2进行电性连接的相邻LED垂直芯片3之间填充绝缘层6并通过电极连接片7进行邦定；
S4：在位于透明基板1两端的金属电极2上分别邦定金属端子8；
S5：在透明基板1的四周包覆波长转换层4，封装成360度透光LED灯丝。
其中，在步骤S1中，金属电极2通过电镀工艺印制而成，透明钝化层5通过薄膜工艺沉积而成。
其中，在步骤S2中，LED垂直芯片3与金属电极2之间采用回流工艺进行邦定；在步骤S3中，电极连接片7预先沉积Ag反射层，且LED垂直芯片3与电极连接片7之间采用回流工艺进行邦定。
更具体来说，在回流工艺中，使用的导电材料为金锡合金，峰值温度约为305℃～315℃(优选310℃)；或者使用的导电材料为锡银铜合金，峰值温度为280℃～290℃。
此外，需要说明的是，在本发明中，多条360度透光LED灯丝可以以芯片阵列方式进行使用，也可以通过切割透明基板1得到单条360度透光LED灯丝并投入使用。
本发明所述一种360度透光LED灯丝及其制备方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种360度透光LED灯丝，其特征在于：
包括透明基板、多个金属电极、多个LED垂直芯片、波长转换层；
多个所述金属电极设在所述透明基板的一面，相邻的所述金属电极之间填充有透明钝化层；
多个所述LED垂直芯片正负间隔地连接在所述金属电极上，未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片之间填充有绝缘层，未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片通过电极连接片进行电性连接；
位于所述透明基板两端的所述金属电极设有金属端子，所述波长转换层包覆所述透明基板。
2.根据权利要求1所述的360度透光LED灯丝，其特征在于：所述透明基板的制备材料为石英、透明陶瓷或者透明玻璃。
3.根据权利要求1所述的360度透光LED灯丝，其特征在于：所述透明钝化层与所述金属电极等高。
4.根据权利要求1所述的360度透光LED灯丝，其特征在于：所述电极连接片的制备材料为蓝宝石，且所述电极连接片的表面上镀有Ag反射层。
5.根据权利要求1所述的360度透光LED灯丝，其特征在于：位于所述透明基板两端的所述金属端子分别设有正负极标识。
6.根据权利要求1所述的360度透光LED灯丝，其特征在于：所述波长转换层的制备材料为荧光胶。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的360度透光LED灯丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在透明基板的一面印制多个金属电极，在相邻的所述金属电极之间沉积透明钝化层；
S2：在所述金属电极上正负间隔地邦定多个LED垂直芯片；
S3：在未以所述金属电极进行电性连接的相邻所述LED垂直芯片之间填充绝缘层并通过电极连接片进行邦定；
S4：在位于所述透明基板两端的所述金属电极上分别邦定金属端子；
S5：在所述透明基板的四周包覆波长转换层，封装成360度透光LED灯丝。
8.根据权利要求7所述的360度透光LED灯丝的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述金属电极通过电镀工艺印制而成，所述透明钝化层通过薄膜工艺沉积而成。
9.根据权利要求7所述的360度透光LED灯丝的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述LED垂直芯片与所述金属电极之间采用回流工艺进行邦定；所述步骤S3中，所述电极连接片预先沉积Ag反射层，且所述LED垂直芯片与所述电极连接片之间采用回流工艺进行邦定。
10.根据权利要求9所述的360度透光LED灯丝的制备方法，其特征在于：所述回流工艺中，使用的导电材料为金锡合金，峰值温度为305℃～315℃；或者使用的导电材料为锡银铜合金，峰值温度为280℃～290℃。
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CN108753287A (zh) * 2018-06-05 2018-11-06 宁波凯耀电器制造有限公司 一种用于led灯丝的荧光材料及其应用

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