TWI615574B - 發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法 - Google Patents

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發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法
本發明係有關一種發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，特別是指不需要利用昂貴的材料與複雜的製作程序，即可得到熱傳導特性良好，成本較為低廉之透明多晶氧化鋁基板載體者。
發光二極體(LED)照明燈具由於光度強、用電量低、安全性高，如今已快速發展而成為照明燈具的主流。其最重要的元件乃是設置在燈殼中的燈絲。燈絲的構造乃如第1圖所示，具有一條狀載體11，其上設有多數發光二極體晶片(LED Chip)21、22、23......，其間以導線31、32......連接，載體兩端，則為電極41、42，如此構成燈絲的基本構造；其外最後以封裝材料50被覆，即構成燈絲單元100。
目前，發光二極體燈具之燈絲單元，其載體，主要有下列幾種：
(1)藍寶石(即單晶氧化鋁)載體：其透光性良好，熱傳導性佳；但在製成燈絲單元載體，需要經過長晶的過程，故以原料及製造成本而言，都較不經濟。
(2)玻璃載體：其熱傳導性較不符合需求，且玻璃材質本身易碎，較不為人們所採用。
(3)白陶瓷氧化鋁載體：原料成本較低，但因其不透光，熱傳導性不佳，也較不受歡迎。
(4)多層式陶瓷氧化鋁載體：其特性與白陶瓷氧化鋁載體不同，係具有透光性且熱傳導性佳的特性者；惟其每一單層之質地較為脆弱，且對外界環境變化之水氣有吸附的疑慮。
有鑑於最近所發展出來的發光二極體照明燈具之燈絲載體有上述之缺失，發明人乃針對該些缺失研究改進之道，經多時研究測試，終有本發明產生。
因此，本發明旨在提供一種發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，其係可使最近發展出來的發光二極體照明燈具之燈絲強度得到改善者。
依本發明之此種發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，其係使發光二極體照明器具之透光率與熱傳導可維持在高度狀態，而可符合人們在燈具上應用的需求，為本發明之次一目的。
依本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，其可減少習見燈絲載體製造上的製程，故其成本上可以維持較一般燈絲載體的製造為低，為本發明 之再一目的。
依本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，其在製造上不會增加製造成本，透光率與熱傳導率仍然可維持在高度之狀態，載體強度也不會如習見者低至不堪使用的狀態，經濟效益大為改進，為本發明之又一目的。
至於本發明之詳細構造，應用原理，作用與功效，則請參照下列依附圖所作之說明即可得到完全的了解。
100‧‧‧燈絲單元
11‧‧‧條狀載體
21、22、23‧‧‧發光二極體晶片(LED Chip)
31、32‧‧‧導線
41、42‧‧‧電極
50‧‧‧封裝材料
200‧‧‧燈絲載體
201、202、203‧‧‧發光二極體晶片
301、302‧‧‧導線
401、402‧‧‧電極
S11‧‧‧透明多晶氧化鋁材料製備步驟
S12‧‧‧以模具沖壓形成條狀體步驟
S13‧‧‧燒結步驟
S14‧‧‧研磨拋光步驟
S15‧‧‧熱處理步驟
50‧‧‧氧化鋁基板載體
5A‧‧‧單層膜片
5B‧‧‧預切線
501‧‧‧泥漿狀胚料盛料筒
502‧‧‧滾筒
503‧‧‧刮刀
504‧‧‧輸送帶
600‧‧‧模具沖壓設備
700‧‧‧氮氣與氫氣的混合室
800‧‧‧研磨設備
900‧‧‧熱處理室
第1圖為習見發光二極體照明燈具燈絲之示意圖。
第2圖為本發明發光二極體照明燈具之燈絲載體於實施時之立體示意圖。
第3圖為本發明發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造流程方塊圖。
第4圖為本發明發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造流程示意圖。
第5圖為本發明發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造流程中之單層膜片放大示意圖。
本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體，如第2圖所示，該燈絲載體200為長條狀，其實施於發光二極 體之照明燈具時，其表面設置多數發光二極體晶片201、202、203......，各發光二極體晶片201、202、203之間以導線301、302...連接，其兩端設有電極401、402，其外部最後再以封裝材料被覆，藉此構成燈絲單元。而該所述燈絲載體200，係以透明多晶氧化鋁為基材所製成，而具有較佳之強度與透光率者。
本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體，於製造時，係先以透明多晶氧化鋁為基材，經由刮帶，製成單層極薄膜片；其次，於膜片上以模具沖壓形成預切線而得多數條狀之氧化鋁基板載體；再於氮與氫的混合氣氛圍中，將膜片燒結，而得氧化鋁基板載體之燒結體；然後予以研磨拋光；最後將之熱處理而得強度與透明率均提昇之透明多晶氧化鋁基板載體者。
本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，其具體製造步驟，乃如第3圖所示，包括：透明多晶氧化鋁材料製備步驟S11；以模具沖壓形成條狀體步驟S12；燒結步驟S13；研磨拋光步驟S14；以及熱處理步驟S15等。各步驟茲配合第4圖，分述如下：透明多晶氧化鋁材料製備步驟S11，製備透明多晶氧化鋁材料，使成泥漿狀胚料；並經刮帶製程，將透明多晶氧化鋁材料之泥漿狀胚料盛料筒501，配合滾筒502與刮刀503，製得厚度在0.1~1mm或0.38~0.46mm之單層膜 片5A，並藉由一輸送帶504輸送；以模具沖壓形成條狀體步驟S12，以模具沖壓製程，選用模具沖壓設備600，在單層膜片5A的上表面形成間隔的預切線5B，以形成多數條狀之氧化鋁基板載體50(請同時參照第5圖)；燒結步驟S13，在氮氣與氫氣的混合室700中，以1600℃~1900℃的高溫，對表面形成有間隔預切線5B的單層膜片5A進行高溫燒結；研磨拋光步驟S14，以研磨設備800於燒結完成之單層膜片5A的表面進行研磨拋光；熱處理步驟S15，將經過研磨拋光的單層膜片5A置入熱處理室900，以1000~1300℃的高溫進行熱處理；最後，將經過熱處理的單層膜片5A，依預切線5B剝離成條狀體，即得強度與透明率均提昇之透明多晶氧化鋁基板的燈絲載體200。
綜上所述可知，本發明之發光二極體照明燈具之燈絲載體及其製造方法，確能達到使發光二極體的載體維持其散熱效能的情形下，並能使其特性獲得改善，而其並未公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實感德便。
200‧‧‧燈絲載體
201、202、203‧‧‧發光二極體晶片
301、302‧‧‧導線
401、402‧‧‧電極

Claims (5)

  1. 一種發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，係先以透明多晶氧化鋁為基材，經由刮帶，製成單層極薄膜片；其次，於膜片上以模具沖壓形成預切線而得多數條狀之氧化鋁基板載體；再於氮與氫的混合氣氛圍中，將膜片燒結，而得氧化鋁基板載體之燒結體；然後予以研磨拋光；最後將之熱處理而得強度與透明率均提昇之透明多晶氧化鋁基板載體者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，其製造步驟依序為：透明多晶氧化鋁材料製備步驟；以模具沖壓形成條狀體步驟；燒結步驟；研磨拋光步驟；及熱處理步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項所述發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，其中透明多晶氧化鋁材料製備步驟，係於透明多晶氧化鋁材料製備完成後，經刮帶製程製得厚度在0.1~1mm或0.38~0.46mm之單層膜片。
  4. 如申請專利範圍第3項所述發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，其中燒結步驟，係在氮氣與氫氣的混合室中，以1600℃~1900℃的高溫，對表面形成有間隔預切線的單層膜片進行高溫燒結。
  5. 如申請專利範圍第4項所述發光二極體照明燈具之燈絲載體的製造方法，其中熱處理步驟，將經過研磨拋光 的單層膜片置入熱處理室，以1000~1300℃的高溫進行熱處理；最後，再將經過熱處理的單層膜片依預切線剝離成條狀體，即得強度與透明率均提昇之透明多晶氧化鋁基板的燈絲載體。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101953230A (zh) * 2008-02-21 2011-01-19 日东电工株式会社 具有半透明陶瓷板的发光装置
TW201714016A (zh) * 2015-09-15 2017-04-16 Nippon Electric Glass Co 波長轉換構件及發光裝置
CN107001148A (zh) * 2014-11-28 2017-08-01 日本碍子株式会社 氧化铝烧结体及光学元件用基底基板

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