一種大芯片led燈絲及大芯片led燈絲燈泡的制作方法
【專利說(shuō)明】一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]LED半導(dǎo)體照明作為新一代照明技術(shù)，具有光電轉(zhuǎn)換率高、光源方向易控、照明時(shí)段和方式易控、光源顯色性高、合理設(shè)計(jì)下具有較高的功率因數(shù)等其它現(xiàn)有照明技術(shù)無(wú)法比擬的五大節(jié)能優(yōu)勢(shì)，受到全球投資者的青睞和各國(guó)政府的大力扶持。LED照明雖然受到重視，然后在推廣過程中也存在諸多問題，首先，LED照明燈多為一體化結(jié)構(gòu)，缺乏可更換的標(biāo)準(zhǔn)光源;其次，即使采用國(guó)標(biāo)GB1406系列燈頭做成LED光源，基本是無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)光運(yùn)行，且同時(shí)也不具備防水等防護(hù)性功能，應(yīng)用范圍較窄;再者，發(fā)光半導(dǎo)體在電的觸發(fā)下是四面發(fā)光的，但實(shí)際應(yīng)用中，LED芯片大多被封裝在一個(gè)不透明的基板上，半導(dǎo)體一半的出光被遮擋轉(zhuǎn)換成了熱量，發(fā)光效率低下。
[0004]近年市場(chǎng)出現(xiàn)了采用透明條形基板的LED燈絲燈，順應(yīng)符合了半導(dǎo)體照明四面發(fā)光的基本原理，但其應(yīng)用功率還比較低下，一般不超過10W;且不具備防水功能，應(yīng)用范圍相對(duì)較窄，這些缺陷極大地制約了LED照明的推廣使用。
[0005]現(xiàn)有LED燈絲制作的最好方案是以條形藍(lán)寶石為基板粘接綁定LED芯片于其上，值得注意的是一方面LED芯片經(jīng)過貼裝粘接后，光折射損失較大，光電轉(zhuǎn)換效率降低較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種大芯片LED燈絲及大芯片LED燈絲燈泡。本發(fā)明的LED燈絲不僅可以提高LED的出光率，而且可以提高散熱效率;本發(fā)明的LED燈絲燈泡可擺脫現(xiàn)有LED照明燈需要散熱器的限制，能實(shí)現(xiàn)較大的功率的LED燈絲燈光源，可直接替代現(xiàn)有大功率照明產(chǎn)品的光源，而無(wú)需更換燈具。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種大芯片LED燈絲，其特點(diǎn)是:包括LED燈絲模組和兩端的電連接端子，所述LED燈絲模組是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結(jié)構(gòu)(每一行LED芯片組由多個(gè)LED芯片或LED PN結(jié)通過串聯(lián)形式組成)；LED燈絲模組外設(shè)有封裝層，所述的封裝層由透明材料或透明材料加熒光粉組成。
[0008]上述的大芯片LED燈絲中，所述LED照明大芯片是發(fā)光半導(dǎo)體材料在LED照明大芯片襯底上經(jīng)直接長(zhǎng)晶生成的，發(fā)光半導(dǎo)體材料與芯片襯底間為無(wú)間隙連接;所述LED照明大芯片襯底采用透明氧化鋁(單晶或多晶)材料且襯底背面不設(shè)金屬反射層，可使半導(dǎo)體產(chǎn)生的朝襯底的光直接透過芯片襯底對(duì)外最外溢出，使芯片發(fā)熱最小;或者所述LED照明大芯片襯底采用單晶硅或單晶碳化硅材料，當(dāng)芯片發(fā)熱后，所產(chǎn)生的熱射線波長(zhǎng)界于紅外線波段，紅外線波能直接透過單晶硅或單晶碳化硅射出，使芯片具有較好的導(dǎo)熱性能。
[0009]前述的大芯片LED燈絲中，所述LED燈絲模組或倒裝焊接在設(shè)有電路的透明板上。
[0010]前述的大芯片LED燈絲中，所述透明板的兩端通過端子支架上的焊接固定孔直接與端子支架焊接并粘接，透明蓋板與LED燈絲模組和電連接端子周圍的縫隙采用透明材料封裝。
[0011 ] 前述的大芯片LED燈絲中，所述LED燈絲模組是包含多行LED芯片組的塊狀結(jié)構(gòu)，透明板上設(shè)有多個(gè)連接每行LED芯片組的LED負(fù)載分段結(jié)點(diǎn)的電連接線。
[0012]使用前述大芯片LED燈絲構(gòu)建的大芯片LED燈絲燈泡，其特點(diǎn)是:包括帶驅(qū)動(dòng)組件的燈頭組件，燈頭組件連接在燈泡殼上(所述的燈泡殼為一體吹成或由多段同材質(zhì)或異材質(zhì)連接而成)，燈泡殼內(nèi)設(shè)置導(dǎo)線支架，導(dǎo)線支架上設(shè)有多個(gè)連接驅(qū)動(dòng)組件的電連接導(dǎo)線，電連接導(dǎo)線上連接有LED燈絲，所述LED燈絲兩端設(shè)有導(dǎo)電導(dǎo)熱的電連接端子，LED燈絲通過電連接端子與電連接導(dǎo)線相連。
[0013]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，其中一種具體方案是:所述電連接導(dǎo)線呈環(huán)狀繞在導(dǎo)線支架，并形成有2至3層環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)，相鄰的兩層環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)之間均布有LED燈絲，每個(gè)LED燈絲的兩端分別與不同層的環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)連接。
[0014]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)上設(shè)有兩個(gè)絕緣隔離套將導(dǎo)線隔離為多段結(jié)構(gòu)，每段分別連接驅(qū)動(dòng)組件，從而可以將LED燈絲負(fù)載分割形成多段串聯(lián)負(fù)載，每一段負(fù)載的結(jié)點(diǎn)均被連接到了驅(qū)動(dòng)組件上，可以提高了 LED燈絲燈泡的功率因數(shù)和電流頻率，有利于LED燈絲燈泡照明質(zhì)量的提升。以三層環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)，每個(gè)環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)分隔成兩端為優(yōu)選方案。
[0015]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，另一種具體方案是:所述燈泡殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)連接在電連接導(dǎo)線上的端子支架，兩個(gè)端子支架之間設(shè)有多個(gè)LED燈絲，所述LED燈絲兩側(cè)通過電連接端子與導(dǎo)電導(dǎo)熱的端子支架電連接為一體。所述端子支架緊貼燈泡殼，使LED燈絲上的熱量能通過傳導(dǎo)方式到達(dá)燈泡殼上，使燈泡殼受熱成為熱輻射體，可向燈泡殼外輻射熱射線。
[0016]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述LED燈絲上設(shè)有多個(gè)負(fù)載分段結(jié)點(diǎn)，各個(gè)LED燈絲的分段結(jié)點(diǎn)通過多根電連接導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)組件相連。
[0017]前述的大芯片LED燈絲燈泡中，所述的燈頭組件包括燈頭支架，燈頭支架采用內(nèi)空結(jié)構(gòu)，用于放置所述的驅(qū)動(dòng)組件;燈頭支架上設(shè)置帶螺紋的電氣接插件公頭，公頭內(nèi)設(shè)4根插針，分別接電氣端的電源和調(diào)光控制信號(hào)，電氣接插件公頭與燈頭支架為一體結(jié)構(gòu)，燈頭支架主體采用螺紋結(jié)構(gòu)且設(shè)置定位槽，定位槽安裝方向與燈泡光照方向一致，通過配套固定螺母固定整個(gè)LED燈絲燈泡;燈頭支架與燈泡殼連接的一端為設(shè)有突出螺紋主體的圓臺(tái)狀環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大芯片LED燈絲無(wú)需設(shè)置LED芯片基板，可以使LED的各個(gè)出光方向不受阻礙，特別是紅外熱射線的透出，大大提高了出光效率，而且本發(fā)明利用電連接導(dǎo)線對(duì)設(shè)有電連接端子的LED燈絲進(jìn)行各種造型的固定，而且極其有利于LED燈絲的熱量傳導(dǎo)到其它組件上，有利于和其它熱輻射組件一起形成熱輻射體組件，以利于LED燈絲以熱輻射的方式進(jìn)行降溫。
[0019]本發(fā)明的大芯片LED燈絲燈泡可以利用燈泡殼內(nèi)的各個(gè)組件作為熱輻射體組件，可以提供足夠大的無(wú)輻射遮擋的有效熱輻射體組件面積來(lái)控制燈泡內(nèi)部溫度和盡可能使熱輻射體組件上的平均溫度趨近芯片結(jié)溫來(lái)平衡LED燈絲產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而通過熱輻射原理降低LED燈絲上的芯片結(jié)溫。本發(fā)明的LED燈絲燈泡擺脫了 LED照明燈需要散熱器的傳統(tǒng)基本理念，該LED燈絲燈產(chǎn)品可直接替代現(xiàn)有大功率照明產(chǎn)品的光源，而無(wú)需更換燈具，將使LED照明應(yīng)用上一個(gè)新臺(tái)階。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，利用本發(fā)明的方法能做到200LM/W，甚至更高的燈泡成品光源。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
圖2為本發(fā)明的2層環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
圖3為本發(fā)明的3層環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
圖4為本發(fā)明圖3大芯片LED燈絲燈泡的燈絲布置圖；
圖5為本發(fā)明圖3大芯片LED燈絲燈泡的導(dǎo)線支架圖；
圖6為本發(fā)明帶絕緣隔離套的電連接導(dǎo)線的環(huán)狀導(dǎo)線環(huán)示意圖；
圖7為本發(fā)明的一種采用端子支架的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
圖8為本發(fā)明的連接了 LED負(fù)載結(jié)點(diǎn)的大芯片LED燈絲燈泡剖開圖；
圖9為本發(fā)明的一種采用端子支架的大芯片LED燈絲燈泡(彎曲端子支架)剖開圖；
圖10為本發(fā)明的LED燈絲用LED照明大芯片分割示意圖；
圖11為本發(fā)明的LED燈絲內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
圖12為本發(fā)明的用透明板的LED燈絲內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖13為本發(fā)明的連接端子支架的LED燈絲模組圖；
圖14為本發(fā)明的LED燈絲組件成品圖；
圖15為本發(fā)明的加寬端子支架的LED燈絲組件成品圖；
圖16本發(fā)明的采用片狀燈絲的LED燈絲組件成品圖；
圖17為本發(fā)明的燈頭組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 附圖中的標(biāo)記為:1-LED燈絲組件，I.1-LED燈絲，I.2-LED燈絲模組，1.2.1-燈絲模組襯底，1.2.2-透明板，1.3-電連接端子，1.4-端子支架，1.7-焊接固定孔，1.8-電連接線，2-燈頭組件，2.5-燈頭支架，2.6-帶螺紋的電氣接插件公頭，2.7-插針，2.8-定位槽，2.9-固定螺母，3-驅(qū)動(dòng)組件，4.1-導(dǎo)線支架，4.2-電連接導(dǎo)線，6-燈泡殼，7.6-絕緣隔離套，
7.7-加強(qiáng)筋，420-LED照明集成大芯片，420.1_大芯片端電極，420.2-LED負(fù)載分段電連接處。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。
[0023]實(shí)施例。大芯片LED燈絲1.1，包括LED燈絲模組1.2和兩端的電連接端子1.3，所述LED燈絲模組1.2是由包含多行多列LED芯片陣列的LED照明大芯片420裁剪成包含有一行或多行LED芯片組的條狀或塊狀結(jié)構(gòu)，如圖10和11所示。LED燈絲模組1.2包括透明的燈絲模組襯底1.2.1和燈絲模組襯底1.2.1上的LED芯片組串聯(lián);LED燈絲模組1.2外設(shè)有封裝層，所述的封裝層由透明材料或透明材料加熒光粉組成，參見圖14。
[0024]所述LED照明大芯片420是發(fā)光半導(dǎo)體材料在LED照明大芯片襯底上經(jīng)直接長(zhǎng)晶生成的，發(fā)光半導(dǎo)體材料與芯片襯底間為無(wú)間隙連接;所述LED照明大芯片襯底采用透明氧化鋁(單晶或多晶)材料且襯底背面不設(shè)金屬反射層，可使半導(dǎo)體產(chǎn)生的朝襯底的光直接透過芯片襯底對(duì)外最外溢出，使芯片發(fā)熱最小;或者所述LED照明大芯片襯底采用單晶硅或單晶碳化硅材料，當(dāng)芯片發(fā)熱后，所產(chǎn)生的熱射線波長(zhǎng)界于紅外線波段，紅外線波能直接透過單晶硅或單晶碳化硅射出，使芯片具有較好的導(dǎo)熱性能。
[0025]所述LED燈絲模組1.2倒裝焊接在設(shè)有電路的透明板(1.2.2)上，如圖12所示。透明板1.2.2使用玻璃時(shí)，有利于提高透出熱射線的效果，特別是用于種植業(yè)照明時(shí)。
[0026]所述透明板1.2.2的兩端通過端子