CN1464555A - 一种发光二极管装饰灯泡及其制作方法 - Google Patents

一种发光二极管装饰灯泡及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种发光二极管装饰灯泡及其制作方法。首先提供一预铸式支架，该预铸式支架包含有至少一第一电极接脚，一与该第一电极接脚互相平行的第二电极接脚，以及一预铸体环绕于该第一电极接脚与该第二电极接脚外侧。接着进行一管芯粘接工艺，以使一管芯连接至该第一电极接脚上方，且该管芯包含有至少一发光二极管。随后进行一引线键合工艺，以于该管芯上方形成一导线，用来连接该第一电极接脚与该第二电极接脚。最后于该预铸式支架上形成至少一装饰灯壳，用来包封住该管芯。由于该预铸体可以有效隔离工艺中的外部应力作用在发光二极管装饰灯泡的电极接脚上，因此可以有效避免电极接脚因扭曲导致导线被扯断的现象。

Description

一种发光二极管装饰灯泡及其制作方法
                          技术领域
本发明涉及一种制作发光二极管(light emitting diode，LED)装饰灯泡的方法，尤其涉及一种利用一预铸式支架来制作LED装饰灯泡结构的方法。
                          背景技术
照明灯泡是现代生活不可或缺的民生用品，而世界各国随现代化层次和生活品质的需求不同，对照明灯泡的需求程度亦不同。钨丝灯泡和水银灯管是目前最普遍使用的传统照明灯，然而钨丝灯的发光过程是将大部分的电能转换成辐射热，发光效能并不高，且其所产生的辐射热对亚热带地区而言更增加了空调系统的负担。此外，水银灯管的发光效能虽然优于钨丝灯，但灯管内壁所涂抹的水银，在灯管被丢弃时会造成环境污染。因此，如何改善发光效能，并符合环保要求，即成为开发新照明光源必备的条件。
LED灯泡即为符合上述省电以及环保要求的一新照明光源。LED是一种半导体元件，可以提供较长的使用寿命，而且其材料由电转换为光的效率高，更可以大幅降低耗电量。和一般灯泡比较起来，LED灯泡的寿命要高出50-100倍，二极管本身耗费的电量约是一般灯泡的1/3-1/5。此外，由于LED元件是一种极小的发光源，具有配合各种应用设备小型化的优点，因此可望在二十一世纪取代钨丝灯和水银灯，成为新照明光源的主流。
请参考图1至图5，图1至图5为现有制作一LED灯泡的方法示意图。如图1所示，现有方法是先提供二互相平行的下支架10以及上支架16来同时制造多个LED灯泡，其中下支架10串接于多个互相平行的电极接脚(包含负电极接脚12以及正电极接脚14)的下端，且上支架16串接于电极接脚12、14的上端，以分别用来固定电极接脚12、14的下端结构与上端结构，避免电极接脚12、14于后续工艺中发生扭曲、变形现象。
如图2与图3所示，然后进行一LED工艺，以于电极接脚12、14的上端形成多个LED灯泡18。现有LED工艺先进行一管芯粘接(dieattachment)工艺，以于负电极接脚12上方固接一管芯20，且管芯20中至少包含一LED管芯。接着进行一引线键合工艺(wire bonding)，以于管芯20上方形成一导线22，用来连接负电极接脚12与正电极接脚14。之后再于电极接脚12、14的上端进行一铸模工艺(epoxy molding)，以形成多个LED胶体24，用来包封住管芯20。
如图4与图5所示，然后去除串接于各个LED灯泡18之间的上支架16以及下支架10，以形成多个独立的LED灯泡18。之后，现有方法会再进行一测试步骤，对每一个独立的LED灯泡18进行电性测试，并将通过电性测试的LED灯泡18与其他灯芯、灯座以及装饰灯壳等元件组装，完成LED装饰灯泡成品制作。
现有方法利用上支架16来支撑LED灯泡的电极接脚12、14的上端，并于LED胶体24内填满胶液来包封住管芯20，因此可以避免正、负电极接脚于工艺中产生扭曲、变形等现象。然而，由于现有方法多是利用冲模斩形的方式来切割串接于电极接脚之间的上支架16，且随着LED灯泡的小型化应用需求，LED灯泡的元件尺寸亦必须随之缩小，尤其当正、负电极接脚之间的间距不断缩小时，则在进行支架切割过程中可能因为支架切割不完全或过度切割，导致正、负电极之间不正常的通路现象，影响LED灯泡的照明效果。此外，由于现有方法在去除上支架16与下支架10之前，每一个LED灯泡均经过上支架16、下支架10与其他LED灯泡形成短路，因此无法在完成管芯粘接、引线键合等工艺之后即先进行品质测试，而必须待整个LED工艺完成并切除上支架16与下支架10之后，才能进行品质测试来筛选其中的不合格品，进而造成生产成本的浪费。
                          发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种利用一预铸式支架来制作LED装饰灯泡的方法，以简化工艺并降低生产成本。
在本发明的优选实施例中，首先提供一预铸式支架，该预铸式支架包含有至少一第一电极接脚，一与该第一电极接脚互相平行的第二电极接脚，以及一预铸体环绕于该第一电极接脚与该第二电极接脚外侧。接着进行一管芯粘接工艺，以使一管芯连接至该第一电极接脚上方，且该管芯包含有至少一发光二极管。随后进行一引线键合工艺，以于该管芯上方形成一导线，用来连接该第一电极接脚与该第二电极接脚。最后于该预铸式支架上形成至少一装饰灯壳，用来包封住该管芯。
由于本发明的预铸式支架利用预铸体环绕于LED装饰灯泡的电极接脚外侧，因此可以有效隔离工艺的外部应力作用在LED装饰灯泡的电极接脚上，进而避免电极接脚产生扭曲、变形。此外，由于本发明不需要利用现有的冲模斩形的方式来切割电极接脚之间的上支架，而且亦不需要利用现有的铸模工艺形成胶体来包封住管芯，因此可以有效避免LED装饰灯泡于切割过程造成损害，改善LED装饰灯泡的散热效率，并进而达到简化工艺以及改善产品品质等目的。
                          附图说明
图1至图5为现有制作一LED装饰灯泡的方法示意图；
图6至图8为本发明制作一LED装饰灯泡的方法示意图；
图9为本发明第一实施例的一LED装饰灯泡的剖面示意图；
图10为本发明第二实施例的一LED装饰灯泡的剖面示意图；
图11为本发明第三实施例的一LED装饰灯泡的剖面示意图；以及
图12为本发明第四实施例的一LED装饰灯泡的剖面示意图。
附图中的附图标记说明如下：
10            下支架          12  负电极接脚
14            正电极接脚      16  上支架
18            LED灯泡         20  管芯
22            导线            24  LED胶体
30            预铸式支架      32  负电极接脚
34            正电极接脚      36  预铸体
36a           嵌合结构        38  管芯
40、40a、40b  导线            42  装饰灯壳
44            散热架
                      具体实施方式
请参考图6至图8，图6至图8为本发明制作一LED装饰灯泡的方法示意图。如图6所示，本发明方法先提供一预铸式支架30来同时制造多个LED装饰灯泡，预铸式支架30包含有多个互相平行的电极接脚(包含负电极接脚32以及正电极接脚34)自预铸式支架30底部向上延伸，以及一预铸体36环绕于电极接脚32、34外侧，以用来固定电极接脚32、34之间的间距，避免电极接脚32、34于后续工艺中发生扭曲、变形现象，使得后续连接于电极接脚32、34的导线被拉扯断裂，造成开路(open)。在本发明的优选实施例中，预铸体36由一绝缘材料，例如高分子塑胶，玻璃或陶瓷等材料所构成。常见的高分子塑胶材料，包含聚乙烯(polyethylene，PE)，聚丙烯(polypropylene，PP)，聚丙烯氰-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadienestyrene，ABS)或尼龙(nylon)等均可用来制作预铸体36。此外，在本发明的其他实施例中，预铸体36亦可为一玻璃金属密封体(glass-metal seal)。
如图7与图8所示，然后进行一管芯粘接工艺，以于负电极接脚32上方形成一管芯38，且管芯38中至少包含一LED管芯。接着进行一引线键合工艺，以于管芯38上方形成一导线40，作为负电极接脚32与正电极接脚34之间的一电连接通路。之后再于预铸式支架30上形成一装饰灯壳42，以包封住管芯38。在本发明的优选实施例中，装饰灯壳42的形状包含有圆形、三角形、方形或其他不规则形状，例如常见的圆球形、星星形、灯球形、水果形、或动物外形等，均可以用来作为装饰灯壳42的形状。值得注意的是，由于本发明在管芯粘接与引线键合等工艺之后不需要如同现有方法再于装饰灯壳42内填满胶液，因此预铸体36与装饰灯壳42之间可形成一中空区域，用来填装一冷却液，辅助LED装饰灯泡散热用途。
装饰灯壳42的组装方式可依据预铸体36的形状以及尺寸设计大致分为两类。第一类组装方式请参考图9与图10的本发明第一实施例与第二实施例的LED装饰灯泡的剖面示意图。其中第一实施例与第二实施例的LED装饰灯泡结构大致相同，但第二实施例的LED装饰灯泡结构另于电极接脚32、34之间设置一由金属材料所构成的散热架44，以用来辅助LED装饰灯泡散热，且管芯38设置于散热架44上端的一支撑表面上，并分别经由导线40a与40b连接至电极接脚32与34。根据第一实施例与第二实施例的图示，预铸体36的宽度大于装饰灯壳42的开口宽度，且预铸体36上端包含有至少一嵌合结构36a，例如一凹槽，以用来套接装饰灯壳42，因此装饰灯壳42的边缘处可以直接嵌合至预铸体36的嵌合结构36a中。换句话说，在第一类组装方式中，LED装饰灯泡不需要经由现有的灯芯元件，即可以使外壳46直接嵌合至预铸体36，而且预铸体36下端亦可藉由至少一嵌合结构，例如螺纹等嵌合结构的设置，使预铸体36以及装饰灯壳42等直接套接至现有的灯座元件上，完成LED成品的制作，以有效简化生产流程。
参考图11和12的本发明第三与第四实施例的LED装饰灯泡的剖面示意图。其中第三与第四实施例的LED装饰灯泡结构大致相同，但第四实施例的LED装饰灯泡结构另于电极接脚32、34之间设置一由金属材料所构成的散热架44，以用来辅助LED装饰灯泡散热，且管芯38是设置于散热架44上端的一支撑表面上，并分别经由导线40a与40b连接至电极接脚32与34。根据第三实施例与第四实施例的图示，由于预铸体36的宽度小于装饰灯壳42的开口宽度，因此在第二类组装方式中，装饰灯壳42必须套接至一灯芯元件(未显示)上，以使预铸体36被夹于装饰灯壳42与灯芯元件之间，进而包封住整个LED装饰灯泡发光元件。也即，在第二类组装方式中，预铸体36主要用来固定电极接脚32、34之间的间距，并保护电极接脚32、34免受外部应力破坏，而无法提供任何嵌合结构与其他元件直接进行组装。
与现有制作LED装饰灯泡的方法相比，本发明提供的预铸式支架可利用预铸体环绕于LED装饰灯泡的电极接脚外侧，因此可有效隔离工艺的外部应力作用在LED装饰灯泡的电极接脚上，进而避免正、负电极产生扭曲、变形。此外，由于本发明所提供的预铸式支架没有现有的上支架结构，因此本发明可在完成管芯粘接、引线键合等工艺后即先切断部分电极接脚下端与预铸式支架的连接，以便先进行品质测试、筛选LED装饰灯泡，进而避免于不合格的LED装饰灯泡上进行后续装饰灯壳封装等工艺所造成的成本浪费。另一方面，由于本发明不需要利用现有的冲模斩形的方式来切割电极接脚之间的上支架，而且亦不需要利用现有的铸模工艺形成胶体来包封住管芯，因此可以有效避免LED装饰灯泡于切割过程造成损害，改善LED装饰灯泡的散热效率，并进而达到简化工艺以及改善产品品质等目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种发光二极管装饰灯泡包含有：
一预铸式支架，该预铸式支架包含有至少一第一电极接脚，一与该第一电极接脚互相平行的第二电极接脚，以及一预铸体环绕于该第一电极接脚与该第二电极接脚外侧；
一管芯连接于该第一电极接脚上方，且该管芯包含有至少一发光二极管；
一导线设于该管芯上方，用来连接该第一电极接脚与该第二电极接脚；以及
一装饰灯壳设于该预铸式支架上，用来包封住该管芯。
2.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体由一绝缘材料所构成。
3.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体由高分子塑胶、玻璃或陶瓷等材料所构成。
4.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体为一玻璃金属密封体。
5.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体用来固定该第一电极接脚与该第二电极接脚之间的间距，以避免该预铸式支架上端于该发光二极管装饰灯泡的制造过程中发生扭曲、变形，使得该导线被拉扯断裂，造成开路。
6.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体上端包含有至少一嵌合结构，用来套接该装饰灯壳。
7.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该装饰灯壳与该预铸体之间包含有一中空区域。
8.如权利要求7所述的发光二极管装饰灯泡，其中该中空区域用来填装一冷却液。
9.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该预铸体下端包含有至少一嵌合结构，用来套接该发光二极管装饰灯泡至一灯座。
10.如权利要求1所述的发光二极管装饰灯泡，其中该装饰灯壳的形状包含有圆形、三角形、方形或其他不规则形状。
11.一种制作一发光二极管装饰灯泡的方法，该方法包含有下列步骤：
提供一预铸式支架，该预铸式支架包含有至少一第一电极接脚，一与该第一电极接脚互相平行的第二电极接脚，以及一预铸体环绕于该第一电极接脚与该第二电极接脚外侧；
进行一管芯粘接工艺，以使一管芯连接至该第一电极接脚上方，且该管芯包含有至少一发光二极管；
进行一引线键合工艺，以于该管芯上方形成一导线，用来连接该第一电极接脚与该第二电极接脚；以及
于该预铸式支架上形成一装饰灯壳，用来包封住该管芯。
12.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体由一绝缘材料所构成。
13.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体由高分子塑胶、玻璃或陶瓷等材料所构成。
14.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体为一玻璃金属密封体。
15.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体用来固定该第一电极接脚与该第二电极接脚之间的间距，以避免该预铸式支架上端于该发光二极管装饰灯泡的制造过程中发生扭曲、变形，使得该导线被拉扯断裂，造成开路。
16.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体上端包含有一至少一嵌合结构，用来套接该装饰灯壳。
17.如权利要求11所述的方法，其中该装饰灯壳与该预铸体之间包含有一中空区域。
18.如权利要求17所述的方法，其中该中空区域用来填装一冷却液。
19.如权利要求11所述的方法，其中该预铸体下端包含有一至少一嵌合结构，用来套接该发光二极管装饰灯泡至一灯座。
20.如权利要求11所述的方法，其中该装饰灯壳的形状包含有圆形、三角形、方形或其他不规则形状。
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