CN212064504U - 一种电路板支架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电路板支架结构，它涉及LED支架技术领域。基板的正面由下至上依次设置有上层绝缘层、上层线路层，上层线路层的表面设置有塑胶支架，塑胶支架中形成有晶片放置区，晶片放置区中通过固晶胶固定有芯片，芯片通过引线与上层线路层连接，塑胶支架的支架杯口周边设置有反光面，左下角设置有标识角；所述的基板的正面由上至下依次设置有下层绝缘层、下层线路层，下层线路层与背面设置的正极焊盘、负极焊盘连接，上层线路层、基板、下层绝缘层、下层线路层上均设置有通孔，上层线路层与下层线路层通过通孔表面镀有的金属层相连。本实用新型提升了LED灯珠信赖性，同时降低LED灯珠成本，优化支架功能区布局，应用前景广阔。

Description

一种电路板支架结构

技术领域

本实用新型涉及的是LED支架技术领域，具体涉及一种电路板支架结构。

背景技术

随着各国节能环保的意识不断增强，以及LED市场的不断成熟，人们对LED灯珠的集成化程度和丰富多样的功能提出了越来越多的要求，一款支架碗杯有可能放置多颗或多种不同颜色类型的LED晶片，通过串并联等方式组成各种各样功能、亮度各异的LED灯珠，目前，常见的有：常规串并联LED、全彩LED、带IC控制的LED等。

如图1、图2所示的两个引脚支架(常规三颗芯片串联)，图3、图4所示的六个引脚支架(常规5050全彩)、图5所示的六个引脚支架(常规5050全彩六个引脚放置IC)，可以看出①负极功能区16、正极功能区17、负极引脚18、正极引脚19、负极焊盘15、正极焊盘14是连接在一起的，由整块金属组成；②两个金属块，分别组成了支架正负极功能区、引脚、底部焊盘；③如果将两个金属块作为一个支架的基本单元，多引脚支架也是由多个单元通过塑胶注塑连接在一起的。

在一款支架上不仅可以放单颗芯片，也可以放多颗芯片，通过串并联方式组成高压、高功率灯珠。双电极常规串联方式如图6所示的双串、图7所示的三串、图8所示的四串架构，可以看出双电极串联，由于芯片有正负两个电极，芯片可以放置于功能区，焊线时线材可以直接焊接在芯片正负电极上；但如果是单电极芯片，芯片上仅有一个电极，则在现有常规的支架上，不能串联多颗单电极芯片。由图9所示的单芯单电极、图10所示的三芯单电极可以看出，基于上述单电极芯片和常规支架的不匹配，现有的LED灯珠一般只放一颗单电极芯片，无法采用单电极多个芯片串联方案。

可知，目前的LED支架正负极分别由单一的一整块金属(铜材或者铁材)组成，从而存在如下缺点：

(1)芯片的串并联方式受限：

不便于单电极芯片进行串联方案的设计：单电极芯片采用垂直结构，芯片表面只有一个电极，芯片衬底材料也可以导电，固晶时，通过导电胶将芯片固定与支架功能区。由于支架功能区、引脚、底部焊盘是连接在一起的，由整块金属组成，因此单电极芯片在一块功能区上，无法串联；在一块功能区上，单电极芯片与多电极芯片也不能串联。

(2)影响LED灯珠的信赖性：

①LED支架底部白道(如图11、图12所示)影响：

a.水气等容易由白道20渗进支架功能区：由图11、图12可以看出：支架底部焊盘与塑胶间存在间隙21，水气可以由支架底部间隙21渗透进支架功能区，造成功能区氧化、硫化、变黄发黑等现象，从而对LED产生信赖性影响。例如：支架变黑发黄会吸光，使LED亮度降低；线材发黑；芯片氧化；封装胶与支架由于水气产生剥离等。因此LED支架检验会做红墨水、硫化等密封性实验。

b.LED支架容易折断：白道部分是由塑胶将焊盘连接起来形成的，一般支架断裂都是由白道塑胶断裂引起的。

c.耗费线材：由于焊线时，线材需跨过白道打在支架另一边的功能区，跨距较大，线材拉线较长；线材长时，也存在线弧不好设定、塌线等隐患。

②支架散热影响：

a.由图11、图12可以看出：芯片放置于负极功能区16，芯片电极正极由线材焊接于正极功能区17，两个功能区之间由白道20隔开，从而造成芯片的热量大部分由负极焊盘15导出，正极功能区导出的热量较少。

b.由图3、图4可以看出：5050支架没有散热垫，仅有六个引脚，LED芯片热量不能被导出，造成此类支架只能做成低功率灯珠，通较低的电流。

c.LED灯珠在长期使用过程中，由于热胀冷缩，塑胶和金属焊盘间隙有可能会不断增加，造成水气的大量渗入，影响LED灯珠的信赖性。

③芯片的摆放数量及位置受限：

a.支架功能区放置芯片面积较小：由图11、图12可以看出：有时支架白道一侧功能区面积较小，不能够放置LED芯片，或放置不了大尺寸LED芯片；支架白道塑胶部分，也占了一部分面积，白道部分一般也不放置芯片，因此芯片放置区域缩小，一般仅放置在支架大功能区一侧，芯片放置数量也会相应减少。

b.受焊线工艺影响，芯片的放置方向及位置受到一定的限制。

为了解决上述问题，设计一种新型的电路板支架结构尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种电路板支架结构，结构简单，设计合理，提升了LED灯珠信赖性，同时降低LED灯珠成本，优化支架功能区布局，实用性强，可靠性高，易于推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种电路板支架结构，包括基板、上层绝缘层、上层线路层、塑胶支架、晶片放置区、芯片、引线、固晶胶、反光面、标识角、通孔、下层绝缘层、下层线路层、正极焊盘和负极焊盘，基板的正面由下至上依次设置有上层绝缘层、上层线路层，上层线路层的表面设置有塑胶支架，塑胶支架中形成有晶片放置区，晶片放置区中通过固晶胶固定安装有芯片，芯片通过引线与上层线路层连接，塑胶支架的支架杯口周边设置有增加出光效率的反光面，塑胶支架左下角设置有用于对灯丝正负极作区分的标识角；所述的基板的正面由上至下依次设置有下层绝缘层、下层线路层，下层线路层与背面设置的正极焊盘、负极焊盘连接，所述的上层线路层、基板、下层绝缘层、下层线路层上均设置有位置相对应的通孔，上层线路层与下层线路层通过通孔表面镀有的金属层相连。

作为优选，所述的通孔的孔壁圆柱面上镀有一层用以连接上层线路层与下层线路层上铜箔的金属；所述的通孔内注有塑胶，用以使塑胶支架与线路板契合紧密。

作为优选，所述的上层线路层的表面不开孔区域刷有覆盖膜，所述的覆盖膜采用白油，防止功能区氧化硫化，提升支架反光率。

作为优选，所述的芯片采用单电极芯片、双电极芯片中的一种或多种组合，芯片之间依次串联，由于设置了芯片单独放置区域，既可以实现单电极芯片串联电路，也可以实现单电极芯片与双电极芯片串联。同理可以将芯片放置区分开放置倒装芯片，实现倒装芯片与正装芯片同时放置的情况；将上层线路层设计成可以同时放置IC与芯片的线路，下层线路亦可以分割成多个区域，以实现多路控制等。

作为优选，所述的正极焊盘、负极焊盘均通过锡膏焊接在PCB板上。

作为优选，所述的塑胶支架固定线路板，并为电气线路的设计创造出相应安全的空间，塑胶采用白色PCT、白色PPA、黑色PPA、透明PC、白色EMC、白色陶瓷中的一种，其塑胶材质的颜色、材料、形状和尺寸根据用途有多种设计。

作为优选，所述的塑胶支架的支架杯口采用圆形、方形、椭圆形中的一种，支架整体根据用途设计出不同的形状及尺寸。

作为优选，所述的上层线路层、下层线路层需采用电镀工艺，因为铜材易氧化，不能直接在铜材上固焊，因此需要对铜材作电镀处理，处理工艺包括铜上银(在铜上直接镀银)或铜镍银(先在铜上镀镍，再镀银)，经电镀处理后的支架可以有效防止铜层氧化，具有较高的反光性和可焊接性。

本实用新型的有益效果：本装置芯片串并联方式多样化，提升LED灯珠信赖性，气密性好，节省线材，降低成本，提升支架散热性能，同时优化支架功能区布局，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为背景技术中两个引脚支架的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为背景技术中六个引脚支架的结构示意图；

图4为图3的后视图；

图5为背景技术中六个引脚放置IC的结构示意图；

图6为背景技术中双串架构的结构示意图；

图7为背景技术中三串架构的结构示意图；

图8为背景技术中四串架构的结构示意图；

图9为背景技术中单芯单电极的结构示意图；

图10为背景技术中三芯单电极的结构示意图；

图11为背景技术中LED支架白道的结构示意图；

图12为图11的后视图；

图13为本实用新型的立体结构示意图；

图14为本实用新型的平面结构示意图；

图15为图14的后视图；

图16为本实用新型上层线路层的结构示意图；

图17为本实用新型采用单电极芯片的串联示意图；

图18为本实用新型线路板的结构示意图；

图19为本实用新型线路板散热结构的改进示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图13-19，本具体实施方式采用以下技术方案：一种电路板支架结构，包括基板1、上层绝缘层2、上层线路层3、塑胶支架4、晶片放置区5、芯片6、引线7、固晶胶8、反光面9、标识角10、通孔11、下层绝缘层12、下层线路层13、正极焊盘14和负极焊盘15，基板1的正面由下至上依次设置有上层绝缘层2、上层线路层3，基材材质不限，采用铝、铜、陶瓷等，上层线路层3的表面设置有塑胶支架4，塑胶支架4中形成有晶片放置区5，晶片放置区5中通过固晶胶8固定安装有芯片6，芯片6通过引线7与上层线路层3连接，塑胶支架4的支架杯口周边设置有增加出光效率的反光面9，塑胶支架4左下角设置有用于对灯丝正负极作区分的标识角10；所述的基板1的正面由上至下依次设置有下层绝缘层12、下层线路层13，下层线路层13与背面设置的正极焊盘14、负极焊盘15连接，正极焊盘14、负极焊盘15均通过锡膏焊接在PCB板上，所述的上层线路层3、基板1、下层绝缘层12、下层线路层13上均设置有位置相对应的通孔11，上层线路层3与下层线路层13通过通孔11表面镀有的金属层相连。

值得注意的是，所述的通孔11的孔壁圆柱面上通过化学沉积的方法镀有一层金属，用以连接上层线路层3与下层线路层13上的铜箔，所述的铜箔采用压延铜、电解铜；所述的通孔11内注有塑胶，通过将塑胶注入通孔内，使塑胶支架与线路板契合紧密。

所述的上层线路层3、下层线路层13需采用电镀工艺，因为铜材易氧化，不能直接在铜材上固焊，因此需要对铜材作电镀处理，处理工艺包括铜上银：在铜上直接镀银；或铜镍银：先在铜上镀镍，再镀银，经电镀处理后的支架可以有效防止铜层氧化，具有较高的反光性和可焊接性。

所述的上层线路层3的表面不开孔区域刷有覆盖膜，所述的覆盖膜采用白油，防止功能区线路氧化硫化，提升支架反光率。

本具体实施方式采用线路板替代单一的整块金属，通过线路布局将支架功能区设计成不同的线路模式，该线路板的作用在于根据用途，设计成不同结构及线路走向以满足相应的电气排布，线路板结构形状不限(图18)，也可以对散热结构进行改进(图19)，通过在线路板上设置铜热捷径22，进一步提升散热效果，该实施方式以六颗芯片并联为例，通过固晶胶将芯片固定在支架线路上，所述芯片采用单电极芯片、双电极芯片中的一种或多种组合，芯片之间依次串联，由于设置了芯片单独放置区域，既可以实现单电极芯片串联电路(如图17)，也可以实现单电极芯片与双电极芯片串联。

需要注意的是，所述的塑胶支架4用于固定线路板，并为电气线路的设计创造出相应安全的空间，塑胶采用白色PCT、白色PPA、黑色PPA、透明PC、白色EMC、白色陶瓷中的一种，其塑胶材质的颜色、材料、形状和尺寸均可以根据用途有多种设计。

此外，所述的塑胶支架4可以根据用途设计出不同的形状及尺寸，支架杯口可采用圆形、方形、椭圆形中的一种或其它形状，支架尺寸可以设计为3528、5050、2835、5730等。

本具体实施方式的技术优势在于：

(1)芯片串并联方式多样化：传统的芯片排放很紧密，连线有交叉，将会出现芯片无法固焊的情况，而该结构的芯片固焊分布合理，同时，可以将芯片放置区分开放置倒装芯片，实现倒装芯片与正装芯片同时放置的情况；将上层线路层设计成可以同时放置IC与芯片的线路，下层线路亦可以分割成多个区域，以实现多路控制等。

(2)提升LED灯珠的信赖性：

①本支架结构为一个整体，没有常规支架塑胶与焊盘的白道，因此支架的气密性得到了很大的提升，可以有效杜绝水气渗入支架功能区造成的支架硫化、变黄发黑、胶水剥离等隐患，同时也可以提升支架强度，防止支架由白道断裂。

②线路可以根据实际使用情况设计，因此空间可以合理利用分布，焊线时也可以有效避免跨距较大、线材拉线较长、线弧不好设定、塌线等隐患，从而节省线材，降低成本。

③提升支架散热性能：常规支架由白道隔开，存在两个焊盘热量导出不一致情况，该结构基板是一个整体，芯片热量可以由整个基板及时导出，因此可以做成大功率灯珠，通较大电流。

④常用支架功能区一般采用铜上银或镍上银等，银层可以导电同时增加有反光性，但银容易氧化或硫化，变成氧化银或硫化银，导致支架功能区发黑，灯珠亮度下降。本线路板支架在线路层上，可以对不开孔区域刷白油等物质的覆盖膜，防止功能区氧化硫化，同时由于白油的反光率大于镀银层的反光率，从而提升支架反光率，提高灯珠亮度。

(3)进一步优化支架功能区布局：芯片放置数量可以适当增加，摆放位置及方向也可以适当改进，使得该支架结构更具性价比，具有更广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种电路板支架结构，其特征在于，包括基板(1)、上层绝缘层(2)、上层线路层(3)、塑胶支架(4)、晶片放置区(5)、芯片(6)、引线(7)、固晶胶(8)、反光面(9)、标识角(10)、通孔(11)、下层绝缘层(12)、下层线路层(13)、正极焊盘(14)和负极焊盘(15)，基板(1)的正面由下至上依次设置有上层绝缘层(2)、上层线路层(3)，上层线路层(3)的表面设置有塑胶支架(4)，塑胶支架(4)中形成有晶片放置区(5)，晶片放置区(5)中通过固晶胶(8)固定安装有芯片(6)，芯片(6)通过引线(7)与上层线路层(3)连接，塑胶支架(4)的支架杯口周边设置有增加出光效率的反光面(9)，塑胶支架(4)左下角设置有用于对灯丝正负极作区分的标识角(10)；所述的基板(1)的正面由上至下依次设置有下层绝缘层(12)、下层线路层(13)，下层线路层(13)与背面设置的正极焊盘(14)、负极焊盘(15)连接，所述的上层线路层(3)、基板(1)、下层绝缘层(12)、下层线路层(13)上均设置有位置相对应的通孔(11)，上层线路层(3)与下层线路层(13)通过通孔(11)表面镀有的金属层相连。

2.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的通孔(11)的孔壁圆柱面上镀有一层用以连接上层线路层(3)与下层线路层(13)上铜箔的金属。

3.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的通孔(11)内注有使塑胶支架与线路板契合紧密的塑胶。

4.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的上层线路层(3)的表面不开孔区域刷有防止功能区氧化硫化的覆盖膜；所述的覆盖膜采用白油。

5.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的芯片(6)采用单电极芯片、双电极芯片中的一种或多种组合，芯片之间依次串联。

6.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的正极焊盘(14)、负极焊盘(15)均通过锡膏焊接在PCB板上。

7.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的塑胶支架(4)采用白色PCT、白色PPA、黑色PPA、透明PC、白色EMC、白色陶瓷中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种电路板支架结构，其特征在于，所述的塑胶支架(4)的支架杯口采用圆形、方形、椭圆形中的一种。

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