CN111463336B - 一种led灯具的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种LED灯具的制备方法，包括如下步骤：A1，提供LED支架，其设有一用于固定LED芯片的第一电极，所述第一电极是由第一导电体和第二导电体以并排方式相拼接并能够在闭合回路中产生热电动势的电极片；A2，将LED芯片固定于LED支架的第一电极上；A3，提供封装基板、驱动电源和温度处理器，封装基板的第一电极焊盘和第二电极焊盘分别与驱动电源电连接，封装基板的第三电极焊盘和第四电极焊盘连接温度处理器；LED芯片的P电极电连接所述第一电极焊盘，其N电极电连接所述第二电极焊盘；所述LED灯珠的第一引脚部电连接所述第三电极焊盘，第二引脚部电连接所述第四电极焊盘。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明领域，具体涉及一种LED灯具的制备方法。
背景技术
目前市场上的LED支架品种型号等较多，大多数是采用二个金属电极的支架进行封装。或者采用热电分离形式的三个或三个以上的金属电极。固晶时，将LED芯片固定在相应的金属支架上，随后进行“焊线-点胶-烘烤-筛选-包装”等一系列工序后，制成成品LED灯珠。
然而，由于LED灯珠对温度较为敏感，如对于10mil*30mil大小左右的芯片，在使用电流为100mA的情况下，整灯温度每上升4.73℃，其亮度将下降1％。随着使用电流升高，其对温度的敏感性将进一步提高，亮度也就随之下降，因此对于LED的温度跟踪是极其重要的一项课题。
现有技术中对于LED灯具的温度检测，一般采用外置的热传感器(如热敏电阻、热电偶等)接触LED灯珠表面或者封装基板上，以进行监测LED芯片的热量，如中国实用新型专利申请号为202679739公开的一种带温度反馈的LED照明灯具。但是，因LED芯片才是发热源，作为发热源的LED芯片发出的热量向外传递，距离越远、温度越低，即便做出温度补偿，也不能精准的反应出LED芯片的真实温度；再者，LED芯片的温度发生变化后，外界(LED灯珠表面或者封装基板)往往需要一定时间后才能反应出，传递的时间差较大，无法实现及时的监测。
发明内容
为此，本发明提供一种LED灯具的制备方法，其制备的LED灯具能够精准的监测LED芯片的发热温度，且布局结构简单。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种LED灯具的制备方法，包括如下步骤：
A1，提供LED支架，该LED支架包括绝缘的支架本体，所述支架本体的表面具有一固晶区，所述支架本体的固晶区设有一用于固定LED芯片的第一电极，所述第一电极是由第一导电体和第二导电体以并排方式相拼接并能够在闭合回路中产生热电动势的电极片；所述第一导电体向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第一引脚部，所述第二导电体向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第二引脚部；
A2，提供LED芯片，将LED芯片固定于LED支架的第一电极上，得到LED灯珠；
A3，提供封装基板，所述封装组包括呈间隔设置的第一电极焊盘、第二电极焊盘、第三电极焊盘和第四电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别与驱动电源电连接，所述第三电极焊盘和第四电极焊盘连接所述温度处理器；所述LED灯珠的LED芯片的P电极电连接所述第一电极焊盘，其N电极电连接所述第二电极焊盘，以形成LED芯片的供电回路；所述LED灯珠的第一引脚部电连接所述第三电极焊盘，第二引脚部电连接所述第四电极焊盘，进而使第一电极的第一导电体和第二导电体处于一闭合回路内。
进一步优选的，所述第一导电体的材质为镍铬合金，所述第二导电体为镍硅合金。
进一步优选的，所述第一导电体的材质为镍铬合金，所述第二导电体为铜镍合金。
进一步优选的，所述第一导电体的材质为铜，所述第二导电体为铜镍合金。
进一步优选的，步骤A1中，所述支架本体的固晶区还设有作为正、负电极的第二电极和第三电极，所述第二电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第三引脚部，所述第三电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第四引脚部；步骤A2中，LED芯片的P电极通过金属焊线电连接所述第二电极，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第三电极；步骤A3中，LED灯珠的第三引脚部电连接所述第一电极焊盘，第四引脚部电连接所述第二电极焊盘，进而形成LED芯片的供电回路。
进一步优选的，步骤A1中，所述支架本体的固晶区还设有第二电极，所述第一电极还作为用于与驱动电源连接的正电极，所述第二电极作为极性相反的负电极，所述第二电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第三引脚部；步骤A2中，LED芯片的P电极通过金属焊线电连接所述第一电极，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第二电极；步骤A3中，所述LED灯珠的第一电极的第一引脚部或第二引脚部电连接所述第一电极焊盘，第三引脚部电连接所述第二电极焊盘，进而形成LED芯片的供电回路。
进一步优选的，还包括步骤A4，提供控制器，所述温度处理器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接所述驱动电源的输入端。
通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
通过本方法所制备的LED灯具，将用于直接固定LED芯片的第一电极设置成能够产生热电动势的热电极，以直接接收LED芯片的温度而使回路中产生热电动势，再将产生的热电动势转换成温度，进而能够及时、精准的监测LED芯片的温度，便于后续对LED芯片温度的管控，从而保证LED芯片的使用寿命长久。
同时，实现监测LED芯片温度的结构采用集成化设置，简化结构布局，不影响LED芯片的光路。
附图说明
图1所示为实施例一中LED灯具的制备方法的流程框图；
图2所示为实施例一中LED支架的结构示意图；
图3所示为实施例一中第一电极的俯视图；
图4所示为实施例一中LED灯珠的结构示意图；
图5所示为实施例一中LED灯具在隐藏LED灯珠后的结构示意图；
图6所示为实施例一中LED灯具的结构示意图。
图7所示为实施例二中LED支架的结构示意图；
图8所示为实施例二中LED灯珠的结构示意图；
图9所示为实施例二中LED灯具在隐藏LED灯珠后的结构示意图；
图10所示为实施例二中LED灯具的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1所示，一种LED灯具的制备方法，包括如下步骤：
A1，提供LED支架，参照图2、图3所示，该LED支架包括绝缘的支架本体，所述支架本体的表面具有一固晶区，所述支架本体的固晶区设有一用于固定LED芯片的第一电极，所述第一电极是由第一导电体和第二导电体以并排方式相拼接并能够在闭合回路中产生热电动势的电极片；所述第一导电体向支架本体的底面(在其他实施例中也可以是侧面)延伸并裸露而形成第一引脚部，所述第二导电体向支架本体的底面(在其他实施例中也可以是侧面)延伸并裸露而形成第二引脚部。
具体的，本步骤的固晶区还设有第二电极，所述第一电极11同时用于固定LED芯片和用于连接驱动电源(如本实施例中作为连接驱动电源正极的正电极)，而第二电极12则作为连接驱动电源且与第一电极11的极性相反的负电极。当然的，在其他实施例实施例中，也可以是第一电极11作为负电极，而第二电极12作为正电极。所述第二电极12为现有技术中常规的金属电极片。
所述第二电极12向支架本体101的底面(在其他实施例中也可以是侧面)延伸并裸露而形成第三引脚部121。
具体的，该支架本体101材质为塑胶，其表面形成有一反射碗杯1011，所述反射碗杯1011的杯底面为固晶区。采用反射碗杯1011的结构，便于后续封装胶的封装，且反射碗杯1011的杯壁能够对LED芯片发出的光进行反射，提高出光量。当然的，在其他实施例中，也可以无需采用反射碗杯1011的结构，支架本体101的表面直接为一平表面。
再具体的，第一导电体111为镍铬合金，第二导电体112为镍硅合金。第一导电体111和第二导电体112并排设置，即处于同一平面，再通过电弧焊接的方式实现固定连接。具体的，采用电弧焊接的方式，技术较为成熟，成本较低，能够实现大批量的生产。当然的，在其他实施例中个，也可以采用其他工艺使第一导电体111和第二导电体112实现固定连接，只要能够满足在闭合回路中产生热电动势即可。
步骤A2，参照图4所示，提供LED芯片，将LED芯片固定于LED支架的第一电极上，得到LED灯珠。
具体的，LED芯片21采用现有常规固晶方式进行固定，即通过银胶或锡膏进行固定在第一电极11上。固定于第一电极11上的LED芯片21，其P电极通过金属焊线电连接所述第一电极11，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第二电极12，进而实现与LED支架10的第一电极11和第二电极12形成电连接。
再进一步的，步骤A2还包括填充封装胶层22，所述封装胶层22填充于反射碗杯1011内并覆盖所述LED芯片21和金属焊线，实现固封，以隔离保护LED芯片21和金属焊线。再具体的，所述LED芯片21为蓝光LED芯片，封装胶层22为荧光胶层，进而组成出射白光的LED灯珠。当然的，在其他实施例中，也可以无需采用封装胶层22的结构。
步骤A3，继续参照图5、图6所示，提供封装基板31、驱动电源33和温度处理器32，所述封装基板31上至少设置有一组封装组，如图5所示，图示中以一组封装组为例进行说明，所述封装组包括呈间隔设置的第一电极焊盘311、第二电极焊盘312、第三电极焊盘313和第四电极焊盘314，即第一电极焊盘311、第二电极焊盘312、第三电极焊盘313和第四电极焊盘314相互绝缘。所述第一电极焊盘311和第二电极焊盘312分别与驱动电源33电连接，具体的，本实施例中，所述第一电极焊盘311和驱动电源33的正极电连接，所述第二电极焊盘312和驱动电源33的负极电连接。所述第三电极焊盘313和第四电极焊盘314连接所述温度处理器32，具体的，所述第三电极焊盘313和第四电极焊盘314分别通过温度信号线352连接所述温度处理器32。
所述LED灯珠20的LED芯片21的P电极电连接第一电极焊盘311，其N电极电连接第二电极焊盘312，以形成LED芯片21的供电回路，具体的，所述LED灯珠20的第一电极11的第一引脚部1111(由第一电极11的任意一个引脚部均可，在其他实施例中也可以是第二引脚部1121)电连接所述第一电极焊盘311，第三引脚部121电连接所述第二电极焊盘312，进而形成LED芯片21的供电回路。
所述LED灯珠20的第一电极11的第一引脚部1111电连接所述第三电极焊盘313，其第二引脚部1121电连接所述第四电极焊盘314，进而使第一电极11的第一导电体111和第二导电体112处于一闭合回路内；该闭合回路即为热电偶的闭合回路，相连接的第一导电体111和第二导电体112，只要两结点处的温度不同(一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0，称为自由端或冷端)，回路中将产生热电动势。
接入电源后，驱动电源33驱动LED灯珠20的LED芯片21进行发光，同时，LED芯片21也会产生热量并向外散出。其中，与LED芯片21直接接触的支架本体101和封装胶层22的导热率较差，大部分的热量会第一时间传递至与LED芯片21直接接触的第一电极11上，因此，第一电极11的温度也最能够反应LED芯片的实际温度。第一电极11受热后，第一导电体111和第二导电体112所在的闭合回路产生热电动势，所述温度处理器32根据该产生的热电动势与温度的对应关系，从而得到第一电极11的温度值，该测温原理与现有的热电偶的测温原理相同，温度处理器32可采用现有技术中的热电偶温度计。
本方案中，将用于直接固定LED芯片21的第一电极11设置成热电极，以直接接收LED芯片21的温度而使回路(测温回路)产生热电动势，再将产生的热电动势转换成温度，进而能够及时、精准的监测LED芯片21的温度，便于后续对LED芯片21温度的管控，从而保证LED芯片21的使用寿命长久。同时，实现监测LED芯片21温度的结构采用集成化设置，简化结构布局，不影响LED芯片21的光路。
本实施例中，所述第一电极11还作为用于与驱动电源33连接的正电极，即在原来只有二个电极的LED支架的基础上的改进，而LED芯片21的供电回路和测温回路是独立的，不会相互影响。
具体的，本实施例中，所述第一导电体111的材质为镍铬合金，所述第二导电体112为镍硅合金。镍铬-镍硅的电阻温度系数小、导电率高、比热小、测温中产生热电势大、且热电动势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系，能够很好的满足本方案所需。同时，还具有材料复制性好、机械强度高、制造工艺简单以及价格便宜等特点。
具体的，本实施例中，所述第一电极焊盘311和驱动电源33的正极电连接，所述第二电极焊盘312和驱动电源33的负极电连接；具体的，是第一电极焊盘311和第二电极焊盘312均通过电源线351与驱动电源33实现电连接。当然的，在其他实施例中，也可以是所述第一电极焊盘311和驱动电源33的负极电连接，所述第二电极焊盘312和驱动电源33的正极电连接。只要在装配LED灯珠20时，LED灯珠20的正极与作为正极的焊盘连接，LED灯珠20的负极与作为负极的焊盘连接即可。
进一步的，本实施例中，所述第一电极焊盘311、第二电极焊盘312、第三电极焊盘313和第四电极焊盘314均为铜箔层，铜箔层导电性好、成本低。同时，在测温回路中接入其他金属材料(如本实施例中的第三电极焊盘313和第四电极焊盘314的铝以及温度信号线352)时，只要两个接点的温度相同，所产生的热电动势将保持不变，即不受其他金属接入回路中的影响，因此，第三电极焊盘313和第四电极焊盘314的铜箔层以及温度信号线352的设置并不会影响温度测试精度。电极焊盘(第三电极焊盘313和第四电极焊盘314)和相连接的温度信号线352作为延长线使用。
再进一步的，本实施例中，还包括步骤A4，提供一控制器34，所述温度处理器32的输出端连接所述控制器34的输入端，以将温度信息输出至控制器34，所述控制器34的输出端连接所述驱动电源33的输入端，控制器34根据LED芯片21的实时温度控制驱动电源33的输出电流，如温度超出一定阈值，则控制驱动电源33减小对LED灯珠20的输出电流等。控制器34的型号以及控制方式等均为现有技术，如采用中国实用新型专利申请号为202679739公开的一种带温度反馈的LED照明灯具中所述的结构等，在此不再展开详述。当然的，在其他实施例中，也可以无需设置控制器34的结构。
再进一步的，本实施例中，所述封装基板31上设置有多组封装组，LED灯珠20也设置有多个，并一一对应设置于多组封装组上，多个LED灯珠20之间优选为呈串联设置，其电流相同，便于统一控制。当然的，在其他实施例中，也可以采用并联或串并联方式。
实施例二
本实施例提供的一种LED灯具的制备方法，其制备方法大致与实施例一的制备方法相同，不同之处在于：
步骤A1中，参照图7所示，所述支架本体101的固晶区设有作为正、负电极的第二电极12和第三电极13，所述第二电极12向支架本体101的底面(在其他实施例中也可以是侧面)延伸并裸露而形成第三引脚部121，所述第三电极13向支架本体101的底面(在其他实施例中也可以是侧面)延伸并裸露而形成第四引脚部131。而第一电极11只作为用于固定LED芯片21的电极。
同时，第一电极11的第一导电体111为镍铬合金，所述第二导电体112为铜镍合金。第一导电体111和第二导电体112相接后，在闭合回路中也能够产生热电动势。
步骤A2中，继续参照图8所示，LED芯片21通过固晶的方式固定于第一电极11上，其P电极通过金属焊线电连接所述第二电极12，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第三电极13。
步骤A3中，继续参照图9、图10所示，LED灯珠20的第三引脚部121电连接所述第一电极焊盘311，第四引脚部131电连接所述第二电极焊盘312，进而形成LED芯片21的供电回路。而所述LED灯珠20的第一引脚部1111电连接所述第三电极焊盘313，第二引脚部1121电连接第四电极焊盘314，进而使第一电极11的第一导电体111和第二导电体121处于一闭合回路内。如此，LED芯片21的供电回路和测温回路在物理上实现完全隔离。
本实施例提供的LED灯具的制备方法所制备的LED灯具同样能够实现与实施例一相同的技术效果。
当然的，在其他实施例中，第一电极11的第一导电体111和第二导电体112的材质不局限于上述，也可以是所述第一导电体111的材质为铜，所述第二导电体112为铜镍合金等，只要能够在闭合回路中产生热电动势即可。
而LED支架10上的电极数量也不局限于此，支架本体101上也可以设置多组电极组(每个电极组均包含实施例一中的第一电极11和第二电极12；或者是均包含实施例二中的第一电极11、第二电极12和第三电极13等)。又或者是，支架本体10上直接单独设置一个能够产生热电动势的第一电极11，后续封装中，LED芯片21的P电极通过金属焊线直接电连接于封装基板31上的作为正极的第一电极焊盘311上，其N电极通过金属焊线直接电连接于封装基板31上的作为负极的第二电极焊盘312上等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种LED灯具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1，提供LED支架，该LED支架包括绝缘的支架本体，所述支架本体的表面具有一固晶区，所述支架本体的固晶区设有一用于固定LED芯片的第一电极，所述第一电极是由第一导电体和第二导电体以并排方式相拼接并能够在闭合回路中产生热电动势的电极片；所述第一导电体向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第一引脚部，所述第二导电体向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第二引脚部；
A2，提供LED芯片，将LED芯片固定于LED支架的第一电极上，得到LED灯珠；
A3，提供封装基板、驱动电源和温度处理器，所述封装基板上至少设置有一组封装组，所述封装组包括呈间隔设置的第一电极焊盘、第二电极焊盘、第三电极焊盘和第四电极焊盘，所述第一电极焊盘和第二电极焊盘分别与驱动电源电连接，所述第三电极焊盘和第四电极焊盘连接温度处理器；所述LED灯珠的LED芯片的P电极电连接所述第一电极焊盘，其N电极电连接所述第二电极焊盘，以形成LED芯片的供电回路；所述LED灯珠的第一引脚部电连接所述第三电极焊盘，第二引脚部电连接所述第四电极焊盘，进而使第一电极的第一导电体和第二导电体处于一闭合回路内。
2.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：所述第一导电体的材质为镍铬合金，所述第二导电体为镍硅合金。
3.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：所述第一导电体的材质为镍铬合金，所述第二导电体为铜镍合金。
4.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：所述第一导电体的材质为铜，所述第二导电体为铜镍合金。
5.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：步骤A1中，所述支架本体的固晶区还设有作为正、负电极的第二电极和第三电极，所述第二电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第三引脚部，所述第三电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第四引脚部；步骤A2中，LED芯片的P电极通过金属焊线电连接所述第二电极，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第三电极；步骤A3中，LED灯珠的第三引脚部电连接所述第一电极焊盘，第四引脚部电连接所述第二电极焊盘，进而形成LED芯片的供电回路。
6.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：步骤A1中，所述支架本体的固晶区还设有第二电极，所述第一电极还作为用于与驱动电源连接的正电极，所述第二电极作为极性相反的负电极，所述第二电极向支架本体的底面或侧面延伸并裸露而形成第三引脚部；步骤A2中，LED芯片的P电极通过金属焊线电连接所述第一电极，其N电极通过另一金属焊线电连接所述第二电极；步骤A3中，所述LED灯珠的第一电极的第一引脚部或第二引脚部电连接所述第一电极焊盘，第三引脚部电连接所述第二电极焊盘，进而形成LED芯片的供电回路。
7.根据权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于：还包括步骤A4，提供控制器，所述温度处理器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接所述驱动电源的输入端。
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