一种新型便组装的一体化灯具及其制造方法与流程

本发明涉及一种照明灯具的结构设计，具体是一种新型便组装的一体化灯具及其制造方法。

背景技术：

现在市面上的灯具，从光源开始到反射杯、透镜、灯筒等等匹配成为完整灯具是一个比较复杂的过程，而光源的制备和灯具的匹配也一般分别在由不同的公司负责，这其中信息的传递以及各项东西的交接匹配都给灯具的整体化流程带来了诸多的不便。且传统的cob光源由于芯片与荧光粉是紧密结合在一起的，当芯片发光时的热量散发出来会影响荧光粉的激发，大大降低出光效率，这是cob封装发展的一大限制。本发明旨在设计一种以简化灯具的生产及制造过程为目的的一体化灯具，并且在保持显色指数的情况下，各光电指数都能够优于传统光源。

技术实现要素：

本发明旨在一种新型便组装的一体化灯具设计及其制造方法。该方法不仅能够简化灯具的制造结构，还能保证光源在保持显色指数的同时提高光源的发光效率，节省资源。

本发明通过以下技术方案实现。

一种新型便组装的一体化灯具，其包括底座、led光源基板、反射杯、荧光粉片、扩散板、散热器和驱动电源；所述led光源基板装在底座的背面，led光源基板上的led芯片组正对底座中部的开口；反射杯与底座连接，荧光粉片、扩散板依次设在反射杯的阶梯槽中，底座和led光源基板安装在散热器上，led光源基板与驱动电源连接。

进一步地，所述底座中部开有供led光源穿过的开口，用于连接led光源基板和反射杯成为一体；led光源基板两个对角处的孔与底座背面设有的凸出销对应匹配；底座上设有两个定位孔，用于将底座固定在散热器上。

进一步地，反射杯外侧设有凸起齿纹，与底座内圈设有的齿纹过渡配合实现卡紧连接。

进一步地，所述反射杯内侧设有第一阶梯槽、第二阶梯槽；反射杯底部设有卡扣，第一阶梯槽位于第二阶梯槽上方，第一阶梯槽用于容纳荧光粉片；第二阶梯槽用于容纳扩散板，扩散板通过所述卡扣与反射杯固定。

进一步地，所述荧光粉片直径为60mm，厚度为1.0mm-1.5mm，规格与对应反射杯匹配；所述扩散板材料为pmma，直径为62mm，厚度为1.2mm，规格与对应反射杯匹配；所述反射杯的材料为pc材料表面镀铝。

进一步地，led光源基板中的led芯片组采用cob封装但不点荧光粉。

进一步地，所述采用cob封装但不点荧光粉包括固晶、焊线、围坝、点胶四个步骤，具体步骤是：

(1)将led芯片组用绝缘胶水排布贴装在陶瓷基板上，再进行烘烤使固晶胶固化；

(2)用金线将led芯片串联；

(3)将led专用围坝胶围于基板上，形成一环形围坝圈，将led芯片组围于其中；

(4)将液态a、b硅胶按规定比例混合搅拌均匀形成透明led硅胶胶体，将胶体滴于围坝圈中，烘烤固化，使得透明led硅胶得到固化形成透明硅胶层。

进一步地，所述反射杯的材料为pc材料表面镀铝，用于连接底座并固定荧光粉片和扩散板。

一种制造所述新型便组装的一体化灯具的方法，其包括如下步骤：

第一步：将做好的led光源基板两个对角处的孔与底座背面凸出的销对应匹配；

第二步：在led光源基板背面均匀地涂满导热硅胶，然后将连在一起的基板和底座放在散热器上，底座上的定位孔和散热器上的定位孔对应整齐，用螺钉固定在一起；

第三步：反射杯外侧的设有的凸起齿纹201与底座内圈的齿纹102成过渡配合，实现匹配卡紧；

第四步：反射杯内侧开有第一阶梯槽202，将做好的荧光粉片放入第一阶梯槽；

第五步：反射杯内侧还设有第二阶梯槽203，反射杯底部设有卡扣204，将做好的扩散板放入第二阶梯槽，用力摁下后被卡扣卡紧；

第六步：把led光源基板的接口和驱动电源接口用串行接线连接起来。

进一步地，所述荧光粉片的制备方法包括如下步骤：

(1)模具的设计与制作：根据点胶机的构造，设计并制作与点胶机相匹配的具有凹槽和定位通孔的玻璃模具；所述定位通孔用于将玻璃模具固定在点胶机上；

(2)荧光胶体的调配与点胶：将荧光粉与硅胶混合后，搅拌均匀，脱泡，得到荧光胶体；将脱模剂均匀喷涂在玻璃模具的凹槽内壁与底部后，将调配好的荧光胶体用点胶机在玻璃模具的凹槽内进行点胶；所述硅胶采用高折射率、高硬度的硅胶，折射率为1.54，硬度为肖氏d40，包括市售的cob封装硅胶；所述荧光粉包括黄色荧光粉、黄绿色荧光粉和红色荧光粉；所述黄色荧光粉的激发波长为455-460nm，发射波长为540-555nm；所述黄绿色荧光粉的激发波长为450-470nm，发射波长为522-525nm；所述红色荧光粉的激发波长为430-490nm，发射波长为620-650nm；所述硅胶与荧光粉的质量比为硅胶：黄绿色荧光粉：黄色荧光粉：红色荧光法＝10.8:0.6:0.03:0.0028；所述脱模剂包括市售通用硅胶脱模剂；点胶后的荧光胶体的平面低于凹槽顶部；

(3)固化：点胶完毕后，水平静置，待胶体流平，将玻璃模具置于低温烤箱中烘烤，再转入高温烤箱中烘烤，使凹槽内的荧光胶体固化；所述低温烤箱中烘烤是在80～90℃烘烤0.5～2小时；所述高温烤箱中烘烤是在150～155℃烘烤2～5小时；

(4)脱模：将固化后的荧光胶体轻刮脱离凹槽内壁，得到所述远程涂覆荧光粉片。

所述的驱动电源按照中国专利申请号201510489804.7、名称为一种单片机进行数字控制的可调光驱动光源进行制备。

所述的底座经由与基板的匹配设计后，画出图纸并开模制备；

所述的反射杯，先通过软件建立远程涂覆的基本模型进行仿真，得到各方面效果最佳的反射杯物理模型，再对其进行结构设计，与对应的底座、荧光粉片和扩散板进行匹配后画出图纸并开模制备；

所述的固晶步骤中，采用led蓝光芯片发光波长在450nm-460nm之间，单颗电压在3.0-3.3v之间，单颗光功率在440-480mw之间。

所用的固晶胶水为市售led固晶胶，其固化温度为150-170℃，固化时间为1.5-2小时；所述的焊线步骤中所用金线规格为0.9mil或1mil；所述的围坝步骤中，所有的led芯片均位于围坝圈内，围坝圈的高度为0.5-1.3mm；所述的围坝胶为市售led专用围坝胶；所述的点胶步骤中，滴于围坝圈中液态硅胶，其厚度为为0.5mm至0.8mm，应至少高于围坝圈内的焊线高度；所述的液态硅胶为市售cob专用封装硅胶。

与现有技术相比，本发明的优点如下:

本发明一体化灯具简化了灯具的制造，从led开始到灯具的成型组装便捷易推广，且秉承了远程涂覆这一理论基础，将芯片与荧光胶分离开来，使灯具工作过程中散热良好，光电指数优越于传统灯具。

荧光粉片的远程涂覆打破了传统cob封装时芯片与荧光粉紧密结合的定式，将荧光粉片和芯片分离开来，改善了在芯片发光过程中散发大量的热从而影响荧光粉的激发降低出光效率这一问题，显著提高光源的出光效率，为目前led封装提供了新的方案。

附图说明

图1a、图1b分别为实例中一体化灯具底座的背面和正面结构示意图；

图2a、图2b分别为一体化灯具的反射杯结构正视图和侧视图；

图3为一体化灯具荧光粉片结构示意图。

图4为一体化灯具扩散板结构示意图；

图5为一体化灯具的装配关系示意图。

具体实施方式

下面结合符合和具体实施例对本发明的实施进行说明，但本发明的实施和保护不限于此。

如图5，一种新型便组装的一体化灯具，其包括底,1、led光源基板5、反射杯2、荧光粉片3、扩散板4、散热器和驱动电源(图中略)；所述led光源基板装在底座的背面，led光源基板上的led芯片组正对底座中部的开口；反射杯与底座连接，荧光粉片、扩散板依次设在反射杯的阶梯槽中，底座和led光源基板安装在散热器上，led光源基板与驱动电源连接。

如图1a、图1b，所述底座中部开有供led光源穿过的开口104，用于连接led光源基板和反射杯成为一体；led光源基板两个对角处的孔与底座背面设有的凸出销103对应匹配；底座上设有两个定位孔101，用于将底座固定在散热器上。如图2a、图2b，反射杯外侧设有凸起齿纹201，与底座内圈设有的齿纹102过渡配合实现卡紧连接。所述反射杯内侧设有第一阶梯槽202、第二阶梯槽203；反射杯底部设有卡扣204，第一阶梯槽202位于第二阶梯槽203上方，第一阶梯槽202用于容纳荧光粉片；第二阶梯槽203用于容纳扩散板，扩散板通过所述卡扣204与反射杯固定。

作为实例，所述荧光粉片直径为60mm，厚度为1.0mm-1.5mm，规格与对应反射杯匹配；所述扩散板材料为pmma，直径为62mm，厚度为1.2mm，规格与对应反射杯匹配；所述反射杯的材料为pc材料表面镀铝。

led光源基板中的led芯片组采用cob封装但不点荧光粉。所述采用cob封装但不点荧光粉包括固晶、焊线、围坝、点胶四个步骤，具体步骤是：

(1)将led芯片组用绝缘胶水排布贴装在陶瓷基板上，再进行烘烤使固晶胶固化；

(2)用金线将led芯片串联；

(3)将led专用围坝胶围于基板上，形成一环形围坝圈，将led芯片组围于其中；

(4)将液态a、b硅胶按规定比例混合搅拌均匀形成透明led硅胶胶体，将胶体滴于围坝圈中，烘烤固化，使得透明led硅胶得到固化形成透明硅胶层。

作为实例，所述的反射杯，先通过软件建立远程涂覆的基本模型进行仿真，得到各方面效果最佳的反射杯物理模型，再对其进行结构设计，与对应的底座、荧光粉片和扩散板进行匹配后画出图纸并开模制备；

所述的扩散板为直径62mm，厚度1.2mm的板，材质为pc。

作为实例，用金线将led芯片按照5并15串联接。

所述的固晶步骤中，所述led蓝光芯片发光波长在450nm-460nm之间，单颗电压在3.0-3.3v之间，单颗光功率在440-480mw之间；

所用的固晶胶水为市售led固晶胶，其固化温度为150-170℃，固化时间为1.5-2小时；所述的焊线步骤中所用金线规格为0.9mil或1mil；所述的围坝步骤中，所有的led芯片均位于围坝圈内，围坝圈的高度为0.5-1.3mm；所述的围坝胶为市售led专用围坝胶；所述的点胶步骤中，滴于围坝圈中液态硅胶，其厚度为为0.5mm至0.8mm，应至少高于围坝圈内的焊线高度；所述的液态硅胶为市售cob专用封装硅胶。

以下实例设计一个25w的一体化灯具。

led光源基板采用蓝光芯片，单颗光功率在440-480mw(350ma)之间，采取5并15串的形式，总通入电压45v，总通入电流0.55a，因此整个led模组功率为24.75w。

固晶：将led芯片用固晶胶水固定于基板上，放进150℃烤箱烘烤1.5小时后取出；

焊线：将取出的已固晶的陶瓷基板进行焊线。用金线将led芯片按照既定排布方式连接；

围坝：待金线焊接完毕后进行围坝，围坝高度不低于0.5mm；

点胶：将3g液态硅胶a胶、1g液态硅胶b胶加入到玻璃杯中，搅拌均匀后放入脱泡机进行脱泡。将已经脱泡的透明胶体通过点胶机设置既定体积后点入基板的围坝圈中，并放进150℃烤箱烘烤8小时后取出。

一体化灯具制造的具体步骤是：

(1)将做好的led光源基板两个对角处的孔与底座背面凸出的销对应匹配；

(2)在基板背面均匀地涂满导热硅胶，然后将连在一起的基板和底座放在放在散热器上，底座上的定位孔和散热器上的定位孔对应整齐，用螺钉将将其固定在一起；

(3)反射杯外侧距底部大约三分之一处设计有凸起齿纹，与底座内圈的齿纹成过渡配合，将其匹配卡紧；

(4)反射杯内侧距离顶部约4mm处开有阶梯槽，将做好的荧光粉片放入此位置；

(5)反射杯内侧距离顶部约2mm处开有阶梯槽和卡扣，将做好的扩散板放入此位置，轻轻用力摁下卡紧；

(6)把基板接口和驱动电源接口用串行接线连接起来。

表1

用分光分色系统测得的数据如表1所示。