WO2022236880A1 - 一种高光效led灯具的制造方法 - Google Patents

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蒋夏静
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幂光新材料科技（上海）有限公司
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    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/027—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed by irradiation, e.g. by photons, alpha or beta particles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K13/0465—Surface mounting by soldering
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/305—Affixing by adhesive

Definitions

  • the invention belongs to the field of LED lamps, and in particular relates to a method for manufacturing a high-efficiency LED lamp.
  • LED Light Emitting Diode
  • LED Light Emitting Diode
  • LED is a light-emitting device that uses semiconductor chips as light-emitting materials to directly convert electrical energy into light energy.
  • LED uses electric field luminescence, which is an energy conversion method in which electrical energy is converted into light energy. In theory, it can achieve ultra-high luminous efficiency, ultra-long luminous life (more than 100,000 hours), and also has the advantages of environmental protection, fast response, small size, rich colors, etc. It is an ideal and reliable third-generation lighting source. choose.
  • LED luminous efficiency is the magic weapon for solid-state lighting to general lighting.
  • Luminous efficiency refers to the ratio of the total luminous flux emitted by the light source to the electric power (watts) consumed by the light source, which is called the light effect of the light source, and the unit is lumen/watt (lm/W).
  • Main technical parameters The higher the luminous efficiency value, the stronger the ability of the lighting equipment to convert electrical energy into light energy, that is, the stronger the energy saving performance of the lighting equipment under the condition of providing the same brightness; the stronger the lighting performance of the lighting equipment under the same power Stronger means greater brightness.
  • LEDs have shown great application prospects in the field of solid-state lighting. However, due to various factors, the luminous efficiency of the light source is only about 150lm/W in the actual application at this stage. If you want to further promote it, you need to further improve its luminous efficiency and reduce energy consumption. ,Improve economic efficiency.
  • the object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-luminous-efficiency LED lamp, aiming at further improving the luminous efficiency of the LED lamp, reducing its energy consumption, and improving economic benefits.
  • the present invention is achieved in this way, a method for manufacturing a high-luminous-efficiency LED lamp, comprising the following steps:
  • a constant current circuit is used to connect the driving power supply to the electronic circuit, so that the operating current of the LED chip is lower than the rated current of the LED chip, thereby reducing the effect of current congestion.
  • the laser ablation of the copper foil layer includes the following steps:
  • the melting point of copper is lower than the melting point of the insulating layer
  • using a laser with a certain wavelength by adjusting the energy density of the laser, the temperature of the laser is higher than the melting point of copper and lower than the melting point of the insulating layer, and by adjusting the laser feed Speed or ablation time to ablate away unwanted copper foil layers.
  • welding the LED chip and the electronic circuit includes the following steps:
  • the positive pole and negative pole of the LED chip are respectively welded to the electronic circuit with a gold wire.
  • the inner side of the reflective frame is a reflective surface
  • each reflective frame Places each reflective frame on the area of each LED light source module, so that the bottom of the reflective frame is bonded with glue.
  • each LED light source module is connected in series and/or in parallel.
  • the manufacturing method also includes the step of making a constant current circuit:
  • resistor R1 Provide circuit board, resistor R1, resistor R2, transistor Q1 and transistor Q2;
  • the current IR2 flowing through the resistor R2 is close to the working current ILED of the LED chip.
  • the LED lamps produced by the manufacturing method of the LED lamps of the present invention have the following beneficial effects:
  • the working current of the LED chip is lower than its rated current, which effectively reduces the current density, thereby reducing the current congestion, avoiding the chip working under high current conditions, and improving the light decay resistance and thermal stability of the LED chip;
  • the light source has high light efficiency, high luminous intensity of lamp beads, high power density, and strong light output, which can effectively improve energy utilization, achieve energy saving and emission reduction, and realize low-carbon lighting;
  • the electronic circuit is formed by laser ablation, which can realize ultra-thin circuit production and facilitate matching with the size of the LED chip;
  • the life of the LED chip can be extended, so that the packaged LED light source has a higher luminous efficiency in actual use, thereby improving the light efficiency of the whole lamp, so as to reduce energy consumption and improve economic benefits.
  • the purpose is to further promote the application of LED light sources in the field of general lighting, so it has great practical value.
  • Fig. 1 is a flow chart of a manufacturing method of a high-luminous-efficiency LED lamp provided by Embodiment 1 of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic structural diagram of a lamp panel of a high-luminous-efficiency LED lamp provided by Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a constant current circuit provided in Embodiment 1 of the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic structural diagram of a lamp panel of a high-luminous-efficiency LED lamp provided by Embodiment 2 of the present invention.
  • connection should be understood in a broad sense, for example, it can be a fixed connection, a detachable connection, or an integral connection; it can be directly connected or through The intermediary is indirectly connected, which can be the internal communication of two components.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a method for manufacturing a high-luminous-efficiency LED lamp provided in this embodiment, including the following steps:
  • the laser ablation of the copper foil layer includes the following steps:
  • the melting point of copper is lower than the melting point of the insulating layer
  • using a laser with a certain wavelength by adjusting the energy density of the laser, the temperature of the laser is higher than the melting point of copper and lower than the melting point of the insulating layer, and by adjusting the laser feed Speed or ablation time to ablate away unwanted copper foil layers.
  • step S3 welding the LED chip and the electronic circuit includes the following steps:
  • the anode and cathode of the LED chip 2 are respectively welded to the electronic circuit with gold wires, wherein the LED chips 2 are distributed in an array and connected in series and/or in parallel.
  • the inner surface of the reflective frame 4 is a reflective surface
  • Phosphor powder 3 is filled in the reflective frame 4 , the phosphor powder 3 covers the LED chip 2 , and fills the internal space of the reflective frame 4 .
  • this embodiment also provides the manufacturing steps of the above constant current circuit:
  • resistor R1 Provide circuit board, resistor R1, resistor R2, transistor Q1 and transistor Q2;
  • I LED ⁇ I R1 +I R2 Analyze the constant current circuit and get I LED ⁇ I R1 +I R2 .
  • I R1 ⁇ I R2 there is I LED ⁇ I R2 , so as to achieve the purpose of constant current.
  • the LED lamps produced by the manufacturing method of the LED lamps of this embodiment have the following beneficial effects:
  • the working current of the LED chip 2 is lower than its rated current, which effectively reduces the current density, thereby reducing the current congestion, avoiding the LED chip 2 from working under high current conditions, and improving the light decay resistance and thermal stability of the LED chip 2 sex;
  • the light source has high light efficiency, high luminous intensity of lamp beads, high power density, and strong light output, which can effectively improve energy utilization, achieve energy saving and emission reduction, and realize low-carbon lighting;
  • the electronic circuit is formed by laser ablation, which can realize ultra-thin circuit production, and is convenient to match the size of the LED chip 2;
  • the life of the LED chip 2 can be extended, so that the packaged LED light source has a higher luminous efficiency in actual use, thereby improving the light efficiency of the whole lamp, reducing energy consumption and improving economic benefits
  • the purpose is to further promote the application of LED light sources in the field of general lighting, so it has great practical value.
  • This embodiment provides another method for manufacturing a high-luminous-efficiency LED lamp. Except for the following content, other contents of this embodiment are the same as those of Embodiment 1:
  • this embodiment also includes the following steps before coating the phosphor powder 3 on the LED chip 2:
  • Each reflective frame is respectively placed on the area of each LED light source module 10, and the bottom of the reflective frame is bonded with glue.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

一种高光效LED灯具的制造方法，包括以下步骤：于铝基板（1）上成型出绝缘层，然后于绝缘层上成型出铜箔层（S1）；采用激光烧蚀掉不需要的铜箔层，形成所需的电子线路（S2）；采用金线将所有LED芯片（2）的正极、负极分别与电子线路焊接（S3）；于LED芯片（2）上涂覆荧光粉（3），封装LED芯片（2）（S4）；采用恒流电路，将驱动电源与电子线路连接，使LED芯片（2）的工作电流低于LED芯片（2）的额定电流（S5）。该制造方法，可以延长LED芯片（2）的寿命，使得封装后的LED光源在实际使用时具有较高的发光效率，从而提高整灯的光效，降低能量消耗。

Description

一种高光效LED灯具的制造方法 技术领域
本发明属于LED灯具领域，尤其涉及一种高光效LED灯具的制造方法。
 背景技术
半导体照明亦称固态照明，是一种基于半导体发光二极管新型光源的固态照明。发光二极管（Light Emitting Diode，英文简写为LED）是一种新型固态冷光源。作为一种全新的照明技术，LED（发光二极管）是利用半导体芯片作为发光材料，直接将电能转换为光能的发光器件。与传统高压气体放电发光不同，LED采用电场发光，电能转换为光能的能量转换方式。理论上可以达到超高的发光效率，超长的发光寿命（10 万小时以上），同时还拥有绿色环保，响应速度快，体积小，色彩丰富等优点，是第三代照明光源理想与可靠的选择。
LED发光效率是固态照明走向通用照明的致胜法宝。光效是指光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效，单位是流明/瓦（lm/W），是评价电光源用电效率最主要的技术参数。发光效率值越高，表明照明器材将电能转化为光能的能力越强，即在提供同等亮度的情况下，该照明器材的节能性越强；在同等功率下，该照明器材的照明性越强，即亮度越大。LED已经在固态照明领域展示了巨大的应用前景，然而现阶段实际应用中，由于种种因素，光源光效只有150lm/W左右，若想进一步的推广，还需进一步提高其发光效率，降低能量消耗，提高经济效益。
 技术问题
本发明的目的在于提供一种高光效LED灯具的制造方法，旨在进一步提高LED灯具的发光效率，降低其能量消耗，提高经济效益。
 技术解决方案
本发明是这样实现的，一种高光效LED灯具的制造方法，包括以下步骤：
于铝基板上成型出绝缘层，然后于绝缘层上成型出铜箔层；
采用激光烧蚀掉不需要的铜箔层，形成所需的电子线路；
采用金线将所有LED芯片的正极、负极分别与所述电子线路焊接；
于LED芯片上涂覆荧光粉，封装LED芯片；
采用恒流电路，将驱动电源与所述电子线路连接，使LED芯片的工作电流低于LED芯片的额定电流，减小电流拥堵效应。
进一步的，采用激光烧蚀铜箔层包括以下步骤：
利用铜的熔点比绝缘层的熔点低的特性，使用一定波长的激光，通过调节激光的能量密度，使激光的温度高于铜的熔点且低于绝缘层的熔点，并通过调整激光的进给速度或烧蚀时间，将不需要的铜箔层烧蚀掉。
进一步的，将LED芯片与电子线路焊接包括以下步骤：
于铝基板上用于放置LED芯片的位置点上绝缘胶水，
将LED芯片贴在绝缘胶水上；
待LED芯片固定后，再采用金线将LED芯片的正极、负极分别与电子线路焊接。
进一步的，于LED芯片上涂覆荧光粉前，还包括以下步骤：
制备反光边框，所述反光边框的内侧面为反光面；
于铝基板上，对应LED芯片外围的位置涂上胶水；
将反光边框放置在LED芯片的外围，并使反光边框的粘固在铝基板上；
于反光边框内填充荧光粉，将荧光粉覆盖LED芯片，并填充反光边框的内部空间。
进一步的，于LED芯片上涂覆荧光粉前，还包括以下步骤：
于铝基板上划分出多个呈阵列分布的LED光源模块区域；
制备数量以及尺寸均与LED光源模块匹配的反光边框，所述反光边框的内侧面为反光面；
于铝基板上，对应各个LED光源模块区域的边缘位置涂上胶水；
将各个反光边框分别放置在各个LED光源模块区域上，使反光边框的底部与胶水粘合。
进一步的，各个LED光源模块中的LED芯片以串联和/或并联的方式连接。
进一步的，所述制造方法还包括恒流电路制作步骤：
提供电路板、电阻R1、电阻R2、三极管Q1以及三极管Q2；
于电路板上，将电阻R1的第一端、三极管Q1的集电极接入LED芯片的串联支路，电阻R1的第二端与三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极连接；将电阻R2的第一端与三极管Q1的发射极、三极管Q2的基极连接；将电阻R2的第二端以及三极管Q2的发射极共同接地；
通过调整电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2的参数，以及串联支路的LED芯片的数量，使得流过电阻R2的电流IR2接近LED芯片的工作电流ILED。
 有益效果
采用本发明的LED灯具的制造方法制得的LED灯具，与现有技术中的LED灯具相比有以下有益效果：
1. LED芯片的工作电流低于其额定电流，有效的减少电流密度，从而减小了电流拥堵，避免芯片在大电流情况下工作，提高LED芯片的抗光衰能力和热稳定性；
2. 减小电流拥堵，可以有效提高LED芯片外量子效率，从而提高芯片的发光效率；
3.光源光效高，灯珠发光强度高，功率密度高，光强输出强，能够有效提高能量利用率，达到节能减排的效果，实现了低碳照明；
4.电子线路采用激光烧蚀形成，可以实现超细的线路制作，便于与LED芯片的尺寸匹配；
5.通过新的封装结构，可以延长LED芯片的寿命，使得封装后的LED光源在实际使用时具有较高的发光效率，从而提高整灯的光效，以达到降低能量消耗，提高经济效益的目的，进一步推广LED光源在通用照明领域的应用，因此具有巨大的实用价值。
 附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种高光效LED灯具的制造方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种高光效LED灯具的灯板结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种恒流电路的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种高光效LED灯具的灯板结构示意图。
 本发明的最佳实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
 本发明的实施方式
实施例一：
请参阅图1及图2，示出了本实施例提供的一种高光效LED灯具的制造方法，包括以下步骤：
S1、于铝基板1上成型出绝缘层，然后于绝缘层上成型出铜箔层；
S2、采用激光烧蚀掉不需要的铜箔层，形成所需的电子线路；
S3、采用金线将所有LED芯片2的正极、负极分别与所述电子线路焊接；
S4、于LED芯片2上涂覆荧光粉3，封装LED芯片2；
S5、采用恒流电路，将驱动电源与所述电子线路连接，使LED芯片2的工作电流低于LED芯片2的额定电流。
具体的，上述步骤S2中，采用激光烧蚀铜箔层包括以下步骤：
利用铜的熔点比绝缘层的熔点低的特性，使用一定波长的激光，通过调节激光的能量密度，使激光的温度高于铜的熔点且低于绝缘层的熔点，并通过调整激光的进给速度或烧蚀时间，将不需要的铜箔层烧蚀掉。
上述步骤S3中，将LED芯片与电子线路焊接包括以下步骤：
于铝基板1上用于放置LED芯片2的位置点上绝缘胶水，
将LED芯片2贴在绝缘胶水上；
待LED芯片2固定后，再采用金线将LED芯片2的正极、负极分别与电子线路焊接，其中，LED芯片2呈阵列分布，并以串联和/或并联的方式连接。
上述步骤S4之前，还包括以下步骤：
制备反光边框4，所述反光边框4的内侧面为反光面；
于铝基板1上，对应LED芯片2外围的位置涂上胶水；
将反光边框4放置在LED芯片2的外围，并使反光边框4的粘固在铝基板1上；
于反光边框4内填充荧光粉3，将荧光粉3覆盖LED芯片2，并填充反光边框4的内部空间。
具体的，本实施例还提供了上述恒流电路的制作步骤：
提供电路板、电阻R1、电阻R2、三极管Q1以及三极管Q2；
请参阅图3，于电路板上，将电阻R1的第一端、三极管Q1的集电极接入LED芯片的串联支路，电阻R1的第二端与三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极连接；将电阻R2的第一端与三极管Q1的发射极、三极管Q2的基极连接；将电阻R2的第二端以及三极管Q2的发射极共同接地；
分析恒流电路可得 I LED≈I R1+I R2。当 I R1＜＜I R2 时，有I LED≈I R2，从而达到恒流的目的。本实施例中按驱动电源输出 100 V、每支路串联30个 LED 计算（其中LED 的导通电压为3.3 V），若选定R1与R2的阻值分别为 12 K、27Ω，则有 I LED≈I R2=20 mA，从而保证流过每组LED 的电流不超过 LED的额定值。
可见，通过调整电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2的参数，以及串联支路的LED芯片2的数量，可使流过电阻R2的电流I R2接近LED芯片2的工作电流I LED。
采用本实施例的LED灯具的制造方法制得的LED灯具，与现有技术中的LED灯具相比有以下有益效果：
1. LED芯片2的工作电流低于其额定电流，有效的减少电流密度，从而减小了电流拥堵，避免LED芯片2在大电流情况下工作，提高LED芯片2的抗光衰能力和热稳定性；
2. 减小电流拥堵，可以有效提高LED芯片2外量子效率，从而提高LED芯片2的发光效率；
3.光源光效高，灯珠发光强度高，功率密度高，光强输出强，能够有效提高能量利用率，达到节能减排的效果，实现了低碳照明；
4.电子线路采用激光烧蚀形成，可以实现超细的线路制作，便于与LED芯片2的尺寸匹配；
5.通过新的封装结构，可以延长LED芯片2的寿命，使得封装后的LED光源在实际使用时具有较高的发光效率，从而提高整灯的光效，以达到降低能量消耗，提高经济效益的目的，进一步推广LED光源在通用照明领域的应用，因此具有巨大的实用价值。
 
实施例二：
本实施例提供了另一种高光效LED灯具的制造方法，本实施例除以下内容外，其它内容均与实施例一相同：
请参阅图4，本实施例于LED芯片2上涂覆荧光粉3前，还包括以下步骤：
于铝基板1上划分出多个呈阵列分布的LED光源模块10区域；
制备数量以及尺寸均与LED光源模块10匹配的反光边框，所述反光边框的内侧面为反光面；
于铝基板1上，对应各个LED光源模块10区域的边缘位置涂上胶水；
将各个反光边框分别放置在各个LED光源模块10区域上，使反光边框的底部与胶水粘合。
  以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

  1. 一种高光效LED灯具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
    于铝基板上成型出绝缘层，然后于绝缘层上成型出铜箔层；
    采用激光烧蚀掉不需要的铜箔层，形成所需的电子线路；
    采用金线将所有LED芯片的正极、负极分别与所述电子线路焊接；
    于LED芯片上涂覆荧光粉，封装LED芯片；
    采用恒流电路，将驱动电源与所述电子线路连接，使LED芯片的工作电流低于LED芯片的额定电流，减小电流拥堵效应。
  2. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用激光烧蚀铜箔层包括以下步骤：
    利用铜的熔点比绝缘层的熔点低的特性，使用一定波长的激光，通过调节激光的能量密度，使激光的温度高于铜的熔点且低于绝缘层的熔点，并通过调整激光的进给速度或烧蚀时间，将不需要的铜箔层烧蚀掉。
  3. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，将LED芯片与电子线路焊接包括以下步骤：
    于铝基板上用于放置LED芯片的位置点上绝缘胶水，
    将LED芯片贴在绝缘胶水上；
    待LED芯片固定后，再采用金线将LED芯片的正极、负极分别与电子线路焊接。
  4. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，于LED芯片上涂覆荧光粉前，还包括以下步骤：
    制备反光边框，所述反光边框的内侧面为反光面；
    于铝基板上，对应LED芯片外围的位置涂上胶水；
    将反光边框放置在LED芯片的外围，并使反光边框的粘固在铝基板上；
    于反光边框内填充荧光粉，将荧光粉覆盖LED芯片，并填充反光边框的内部空间。
  5. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，于LED芯片上涂覆荧光粉前，还包括以下步骤：
    于铝基板上划分出多个呈阵列分布的LED光源模块区域；
    制备数量以及尺寸均与LED光源模块匹配的反光边框，所述反光边框的内侧面为反光面；
    于铝基板上，对应各个LED光源模块区域的边缘位置涂上胶水；
    将各个反光边框分别放置在各个LED光源模块区域上，使反光边框的底部与胶水粘合。
  6. 如权利要求4或5所述的制造方法，其特征在于，各个LED光源模块中的LED芯片以串联和/或并联的方式连接。
  7. 如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括恒流电路制作步骤：
    提供电路板、电阻R1、电阻R2、三极管Q1以及三极管Q2；
    于电路板上，将电阻R1的第一端、三极管Q1的集电极接入LED芯片的串联支路，电阻R1的第二端与三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极连接；将电阻R2的第一端与三极管Q1的发射极、三极管Q2的基极连接；将电阻R2的第二端以及三极管Q2的发射极共同接地；
    通过调整电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2的参数，以及串联支路的LED芯片的数量，使得流过电阻R2的电流I R2接近LED芯片的工作电流I LED。
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