专利名称：一种led照明灯的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种LED照明灯的生产方法，属于LED照明技术领域。
背景技术：
申请号为 201210253590.X,201210253702.1,201210253639.1,201210253844.8,201210255564等中国专利申请公开了多个结构方案、可通用和互换的LED灯泡；申请号为201210253515.3,201210253816.6,201210253596.7,201210253819.X,201210253801.X、201210253802.4等中国专利申请公开了多个结构方案、可方便更换LED灯泡的LED灯。上述及相关专利描述的LED灯泡，是采用LED作为发光体，可以独立使用、可互换和更换，用非破坏性手段不可拆分的光源结构；描述的LED灯均可方便更换灯泡，且这些灯结构相比现行的一体式LED灯结构更简单。这些技术为建立以LED灯泡为中心的照明产业架构，使LED灯泡(照明光源)、灯具、照明控制成为独立生产、应用的终端产品的基本理念奠定了基础。进一步创造理念先进、更易标准化的LED灯泡结构部件对于改变现行LED照明产业架构意义深远，尤其是作为LED灯泡核心组件的光机模组。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种ED照明灯的生产方法，它可以使LED照明产品实现规模化和集约化的生产，并大规模减少LED照明灯的制造成本。本发明的技术 方案:一种LED照明灯的生产方法，其特点是，包括以下步骤:
②衬底上作过渡外延层,形成外延片；
②外延片进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关线路(根据预定的LED电路的布图需要，在特定位置上分层生长形成，LED晶片生长完成后不分割)，检测合格后，得到产品A，在产品A上固晶相关元器件(对晶片级驱动电源芯片等元件进行固晶，如果有的话。也可通过在直接反应炉中生长形成)，再打金线连接LED晶片及相关元器件(如果需要的话)，得到产品B;
③将产品B直接组装成光机模组；
④用光机模组与灯泡配件进行LED灯泡的组装；
⑤使用步骤④中组装的LED灯泡与终端市场的灯具(或再加上照明控制产品)来组装LED照明灯。上述的LED照明灯的生产方法中，所述步骤①中直接以光机模板为衬底，或者以形状与光机模板相同的薄型衬底作为衬底；所述步骤③的具体步骤是在产品B的LED相关元器件上使用透明封胶和/或透明盖板进行覆盖，仅露出LED相关元器件上的关连焊盘；当步骤①中以形状与光机模板相同的薄型衬底层作为衬底时，步骤③中就还需将产品B与光机模板进行粘合；所述光机模板的两侧设有缺口 ；所述LED相关元器件包括LED晶片、相关线路和相关元器件。以形状与光机模板相同的薄型衬底作为衬底是基于现有成熟芯片生产技术与成本的考虑。光机模板在光机模组中需要起到支撑的作用，其厚度需要满足一定要求，如果以光机模板直接为衬底当前需要选用成熟的衬底材料来制作，成本较高；而以形状与光机模板相同的薄型衬底层作为衬底，然后在步骤③中与光机模板相粘合，这样的方案可采用较薄的衬底，支撑作用由普通基底材料做成的光机模板来承担，成本上就相对降低了。但随着光机模组的批量化，衬底材料成本会大幅下降，以光机模板直接作为衬底将成为常态。所述衬底材料可选用现有的LED衬底材料，而过渡外延层可根据生成的晶片如采用GaN等材料。由于本发明的方案均不用考虑LED晶片分切等处理，且本发明的光机模组可用于液态散热的灯泡方案，生产LED晶片对衬底的材质要求会有较大的降低，比如容易龟裂的Si衬底、加工性能较差的SiC衬底，甚至多晶高纯氧化铝、高纯硅基材料等也可进入衬底材料的选择清单中。所述光机模板采用透明材料，这样LED晶片的下出射光可透过光机模板，再通过LED灯泡的反射面反射透出灯泡内罩，获得晶片发光效率较大提升和降低晶片结温良好效果，参见图21。产品A的具体生产方法是:外延片进入反应炉进行覆硅、上胶、光刻、蚀刻、镀膜、合金、磨片等工序，分层生长形成特定位置上的LED晶片及相关线路，LED晶片生长完成后不分割，检测合格后，得到产品A，在产 品A上固晶上相关元器件，再进行引线键合(打金线连接LED晶片及相关元器件)。所述的灯泡配件主要包括导热支架、配光光学透镜、透镜卡环、电气接插件公头、柔性转接电路、灯泡凹形内罩、内环罩、内卡环。上述的LED照明灯的生产方法中，所述使用透明封胶和/或透明盖板对LED相关元器件进行覆盖的方法分别是:在LED相关元器件的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板相同的透明盖板加盖其上，透明盖板上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，在LED相关元器件的元件间填充少许透明胶找平，再采用轮廓小于光机模板的透明盖板加盖其上，然后在透明盖板周围包覆透明封胶，使透明封胶的轮廓与光机模板齐平，透明盖板上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，在LED相关元器件上直接包覆透明封胶，使透明封胶的轮廓与光机模板齐平，透明胶上设有开口区域，用于露出焊盘。所述光机模板对两种不同的方案采用不同材料，在薄型衬底的方案中光机模板的作用等同于透明盖板，可采用不同用外延片衬底的其他非金属透明导热材料来支撑外延片，背向外延片的一面还可涂敷荧光粉并加涂保护层。或者所述光机模板为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为5 30:100配制制成。而在光机模板作衬底的方案中，光机模板采用LED衬底材料。前述的LED照明灯的生产方法中，对于小尺寸的光机模板，所述光机模板为圆形板，圆形板的两侧对称设有两个内圆弧缺口，圆弧缺口的圆心在圆形板外部的同心圆上；所述光机模板上还设有用于与电气接插件的插针相连的圆孔，所述焊盘在LED相关元器件上并位于圆孔所在处，电气接插件的插针插入圆孔后与焊盘相焊接。前述的LED照明灯的生产方法中，对于中型尺寸的光机模板，所述光机模板为圆形板，圆形板两侧对称地切除圆形板所在圆的两个弓形，形成两个对称缺口 ；所述光机模板上还设有带对位销的圆孔，圆孔用于与电气接插件对位连接；所述LED相关元器件通过柔性转接电路将焊盘设置于圆孔所在处，所述电气接插件插入圆孔后与柔性转接电路上的焊盘相焊接。前述的LED照明灯的生产方法中，对于较大型尺寸的光机模板，所述光机模板为圆形板，圆形板的两侧设有两个对称缺口，每个缺口沿圆形板所在圆的一条弦切割而成的，而且所述弦两端向外倾斜120度，并通过圆弧过渡到圆形板所在圆；所述焊盘位于圆形板的缺口内侧，焊盘分别设在两个缺口内侧或集中设在其中一个缺口内侧。前述的LED照明灯的生产方法中，对于小尺寸的光机模板，所述圆形板所在圆的直径de为11 mm或16mm ;当圆形板所在圆的直径de为Ilmm时,两个圆弧缺口的圆心在直径为13mm的圆上(即两圆心的间距),两个圆弧缺口的半径为3.2mm ;当圆形板所在圆的直径de为16 mm时,两个圆弧缺口的圆心在直径为19mm的圆上(即两圆心的间距),两个圆弧缺口的半径为3.6_。所述的与电气接插件的插针相连的圆孔为4个，等间距对称分布，间距3.5mm, 4个圆孔的中心在偏离圆形板圆心2mm处,且4个圆孔的中心与两个缺口的距离相等。前述的LED照明灯的生产方法中，对于中型尺寸的光机模板，所述圆形板所在圆的直径de为18mm或25mm ;当圆形板所在圆的直径de为18mm时,被切除的两个弓形的弦长为8.2mm,两条弦之间的距离为16mm ;当圆形板所在圆的直径de为25mm时,被切除的两个弓形的弦长为9.8mm,两条弦之间的距离为23mm,其圆心在偏离圆形板圆心2mm处,且圆孔中心与两个缺口的距离相等。前述的LED照明灯的生产方法中，对于较大尺寸的光机模板，所述圆形板所在圆的直径de为20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦长减去两端向外倾斜的部分后长度为IOmm,过渡用的圆弧的半径为Imm ;两个缺口所对应的两条弦相互平行；当圆形板所在圆的直径de为20mm时,两条弦之间的距离为15mm ;当圆形板所在圆的直径de为38mm时,两条弦之间的距离为33mm ;当圆形板所在圆的直径de为50mm时,两条弦之间的距离为45mm。前述的LED照明灯的生产方法中，所述透明盖板和/或光机模板上还涂敷有荧光粉并加涂保护层；或者所述透明盖板和/或光机模板为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为5 30:100配制制成。前述的LED照明灯的生产方法中，所述光机模板上还设有用于固定的固定孔，所述固定孔的数量为两个，两个固定孔基于圆形板的圆形中心对称，且两个固定孔之间的距离为de-6,固定孔的直径为2.2mm ;两个固定孔的连线，与两个缺口中心的连线相互正交；当de=20_时,单边开一个固定孔。与现有技术相比，现行的LED照明产业延续了传统的半导体产业的思维模式，以芯片形态才能满足千奇百怪的整体式LED照明灯的要求，进而芯片成为LED照明产业的中心，向上延伸形成了芯片基底材料及外延片等相关产业，向下形成了芯片封装、驱动电源、灯具制造、配件等相关产业，但从产业结构分析，这样的产业结构弊端较多。首先:基于芯片生长和分割，对芯片的基底材料提出了极高的要求，目前只有对生产工艺要求极高的单晶氧化铝等为数很少的几种材料才能满足要求；其次:衬底及外延片、芯片生长、切割、筛分、封装到装入灯具、驱动电源、控制配套等过程零星而冗长，费工费时；其三:现行的整体式LED照明灯通用和互换性较差，产品生产过程化中用户对象零星而分散，集约化程度极低。而本发明基于前述灯泡方案，且灯泡覆盖了大多数照明环境的用灯要求，本发明的技术方案将所有LED灯泡的光机模组锐减集中到3种类型，共计7个具体产品上，由于光机模组的规格总量少，这样就具备了让LED中上游企业将研发和生产重心调整到有限规格品种的光机模组上来组织规模化和集约化生产的条件。本发明的LED晶片及相关电路是直接在外延片上生长得到的，即LED芯片加工企业只需在外延片或光机模板上直接生长LED晶片及相关电路后，无需再经过切割等工艺仅需简单焊接和粘贴即可直接得到用于LED灯泡生产的核心部件一光机模组，再通过简单组装即可得到LED灯泡。LED照明系统重心偏移到灯泡而不是芯片上，容易解决当前LED行业存在的通用和互换性问题，本质上也弱化和局部消除了国外的专利壁垒，为我国LED照明产业提供了很好发展空间；另外以灯泡为中心的产业架构中的灯具结构简单，技术含量低，传统的灯具生产厂家即刻就可转而生产LED灯具，最终保持传统照明方式下的灯具市场现状，这对降低LED照明成本具有积极意义。在其他具体技术效果上，本发明通过将LED相关元器件密封在透明光机模板和透明盖板之间，LED芯片紧挨透明盖板，透明封胶较少且将荧光粉设在透明盖板外可远离LED芯片，这样荧光粉和透明胶不易老化，对保证LED灯泡稳定、高效运行具有重要意义；另外芯片的下出射光可透过透明光机模板，再通过LED灯泡的反射面反射透出灯泡内罩，参见图20和图21，获得芯片发光效率较大提升和降低芯片结温良好效果；而且光机模板上两侧的缺口设计，便于连接外部导线，同时使其能很好的在液体氛围中工作，光机模组安装在LED灯泡带透明绝缘导热液的内罩中后，受热的透明绝缘导热液可以穿过缺口完成畅通的流动以便进行热循环，这样就使本发明的光机模组在工作时能具有极优的散热效果，从而提高了 LED的发光效率。而且本发明的申请人经过反复研究、试验和总结，对于不同尺寸的光机模板开设形状大小均不同的缺口，使其在不影响LED相关元器件的布置空间的情况下，可以达到最佳的液态流动效果，进而实现最好的散热效果。
图1是本发明方法的LED照明产业构架图。图2是实施例1中使用轮廓与光机模板相同的透明盖板的光机模组的外形示意图；
图3是图2所示的光机模组的拆分 图4是实施例1使用透明封胶的光机模组外形 图5是实施例1中使用轮廓小于光机模板的透明盖板的光机模组结构示意 图6是图5所示的光机模组的拆分 图7是实施例1的光机模板开孔意 图8是实施例1的光机模板与接插件的安装示意 图9是实施例1的应用结构意 图10是实施例2使用透明封胶的光机模组外形 图11是实施例2中使用轮廓与光机模板相同的透明盖板的光机模组的拆分 图12是实施例2中使用轮廓小于光机模板的透明盖板的光机模组结构示意 图13是实施例2的光机模板与接插件的安装示意 图14是实施例2的光机模板的开孔示意图；图15是实施例2的应用结构示意 图16是实施例3使用透明封胶的光机模组外形 图17是实施例3中使用轮廓与光机模板相同的透明盖板的光机模组的拆分 图18是实施例3中使用轮廓小于光机模板的透明盖板的光机模组结构示意 图19是实施例3的光机模板开孔意 图20是实施例3的应用结构示意 图21是基于本发明的GaN基LED的发光原理示意图。图22是实施例1使用本发明方法生产的小尺寸光机模组所组建的LED灯泡结构图。图23是实施例2使用本发明方法生产的中尺寸光机模组所组建的LED灯泡结构图。图24是实施例3使用本发明方法生产的大尺寸光机模组所组建的LED灯泡结构图。图25是实施例3使用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在路灯上的应用结构图。图26是实施例3使用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在隧道灯上的应用结构图。
图27是实施例2使用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在筒灯上的应用结构图。附图中的标记为:2-导热垫,3-导热支架,4-光机模组，7-配光光学透镜,8-透镜卡环，10-带法兰电气接插件母头，IOA-带螺母防水接插件公头，11-电气接插件公头，15-固定端，16-防水胶圈，25-接插件母头固定螺钉，31-反光层，41- LED相关元器件，42-透明盖板，43-光机模板，44-柔性转接电路，45-透明封胶，61 -灯泡凹形内罩，61.1 -卸压孔，61.2-卸压膜，62-内环罩，81-内卡环，101-灯罩，101A-灯罩片，102-LED灯泡，103-挤压型散热器，103A-安装界面板，104-固定螺钉，105-灯泡固定螺钉，106-带照明控制的驱动电源，107-弹簧固定卡，108-灯杆，110-灯罩片支撑盖，117-散热器支架，118-转向固定螺钉，431-对位销。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。一种LED照明灯的生产方法，包括以下步骤:
①在衬底上作过渡外延层，形成外延片；
②外延片进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关线路，LED晶片生长完成后不分割，检测合格后，得到产品A，在产品A上固晶上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件，得到产品B;；
③将产品B直接组装成光机模组；
④使用光机模组与灯泡配件进行LED灯泡的组装；
⑤使用步骤④中组装的LED灯泡与终端市场的灯具和/或照明控制产品来组装LED照明灯。所述步骤①中直接以光机模板为衬底，或者以形状与光机模板相同的薄型衬底层作为衬底；所述步骤③的具体步骤是在产品B的LED相关元器件41上使用透明封胶45和/或透明盖板42进行覆盖，仅露出LED相关元器件41上的关连焊盘；当步骤①中以形状与光机模板相同的薄型衬底层作为衬底时，步骤③中就还需将产品B与光机模板43进行粘合；所述光机模板43的两侧设有缺口 ；所述LED相关元器件41包括LED晶片、相关线路和相关元器件。所述的灯泡配件主要包括导热支架3、配光光学透镜7、透镜卡环8、电气接插件公头11、柔性转接电路44、灯泡凹形内罩61、内环罩62和内卡环81。所述LED相关元器件41上使用透明封胶45和/或透明盖板42进行覆盖，仅露出LED相关元器件41上的关连焊盘。所述使用透明封胶45和/或透明盖板42透明盖板对LED相关元器件41进行覆盖的方法有:在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板43相同的透明盖板42加盖其上，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓小于光机模板43的透明盖板42加盖其上，然后在透明盖板42周围包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘；或者在LED相关元器件41上直接包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明胶45上设有开口区域，用于露出焊盘。所述透明盖板42上还涂敷有荧光粉并加涂保护 层；或者所述透明盖板42为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为5 30:100配置制成。本发明的方法可以产生如图1所示的产业构架。而使用本发明的方案可以组装出下述3个类型的光机模组:
实施例1。一种用于小尺寸LED灯泡的LED灯泡光机模组，包括在现行LED衬底上做过渡外延层形成的薄型外延片46，外延片46进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关元器件41，外延片46与光机模板43粘合,所述光机模板43外延片46的外形相同，且光机模板43和外延片46的两侧均设有缺口 ；或者直接在光机模板43上做过渡外延层，进入反应炉并在其上分层生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关元器件41 ;所述LED相关元器件41上使用透明封胶45和/或透明盖板42进行覆盖，仅露出LED相关元器件41上的关连焊盘。所述使用透明封胶45和/或透明盖板42透明盖板对LED相关元器件41进行覆盖的方法有:如图2和图3所示，在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板43相同的透明盖板42加盖其上，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，如图5和6所示，在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓小于光机模板43的透明盖板42加盖其上，然后在透明盖板42周围包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，如图4所示，在LED相关元器件41上直接包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明胶45上设有开口区域，用于露出焊盘。所述透明盖板42和/或光机模板43上还涂敷有荧光粉并加涂保护层；或者所述透明盖板42和/或光机模板43为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为1:10配制制成。所述光机模板43的形状如图7所示，为圆形板，圆形板的两侧对称设有两个内圆弧缺口，圆弧缺口的圆心在圆形板外部的同心圆上，其切割方式时以de直径，对称X轴以Ie为长度，R为半径，I为弦长，切下圆的两边形成两个半径为R的圆缺口。缺口的用途为当光机模组用于液态散热方 案时，被加热的透明绝缘导热液可从缺口处进行热循环；所述光机模板43上还设有用于与电气接插件11的插针相连的圆孔，在光机模板43的X轴正2mm处为中心，以3.5为间距，对称分布4个直径1.4mm的圆孔；所述焊盘在LED相关元器件41上并位于圆孔所在处，电气接插件11的插针插入圆孔后与焊盘相焊接，如图8所示。所述的与电气接插件11的插针相连的圆孔为4个，等间距对称分布，间距3.5mm，4个圆孔的中心在偏离圆形板圆心2mm处，且4个圆孔的中心与两个缺口的距离相等。即在光机模板43的X轴正2mm处为中心，以3.5为间距,对称分布4个直径1.4mm的圆孔。所述圆形基板所在圆的直径de为11 mm或16mm ;当圆形基板所在圆的直径de为Ilmm时,两个圆弧缺口的圆心在直径为13_的圆上，两个圆弧缺口的半径为3.2mm ;当圆形基板所在圆的直径de为16 mm时,两个圆弧缺口的圆心在直径为19mm的圆上,两个圆弧缺口的半径为3.6mm。本发明的光机模组用于组装LED灯泡的方法:电气接插件11穿过导热支架3并粘接，电气接插件11的插针插入光机模板43的圆孔与LED相关元器件41上的焊盘焊接，LED灯泡光机模组外设有凹形内罩61,最终LED灯泡光机模组悬空于导热支架3和凹形内罩61之间密闭空间内，LED灯泡光机模组的光机模板外径与凹形内罩61的内径紧密贴合。这样就构成了一个LED灯泡的核心结构,最后在凹形内罩61内注入透明绝缘导热液(凹形内罩61上设有泄压孔61.1和密封用的泄压膜61.2)，如图9所示。图8和图9所示的结构均是直接在光机模板上做过渡外延层的方案。参见图22，是使用本发明方法生产的小尺寸光机模组来组建的一种LED灯泡结构应用图例，在凹形内罩61外还可设置透镜卡环8，透镜卡环8卡住配光光学透镜7，透镜卡环8通过粘接固定在导热支架3上；灯泡固定螺钉105作灯泡安装时固定用。 实施例2: —种用于中型尺寸LED灯泡的LED灯泡光机模组，包括在现行LED衬底上做过渡外延层形成的薄型外延片46，外延片46进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关元器件41，外延片46与光机模板43粘合，所述光机模板43与外延片46的外形相同，且光机模板43和外延片46的两侧均设有缺口 ；或者直接在光机模板43上做过渡外延层，进入反应炉在其上生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关元器件41 ;所述LED相关元器件41上使用透明封胶45和/或透明盖板42进行覆盖，仅露出LED相关元器件41上的关连焊盘。所述透明封胶45和/或透明盖板42透明盖板对LED相关元器件41进行覆盖的方法是:在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板43相同的透明盖板42加盖其上，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘，如图11所示；或者，在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓小于光机模板43的透明盖板42加盖其上，然后在透明盖板42周围包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘，如图12所示；或者，如图10所示，在LED相关元器件41上直接包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明胶45上设有开口区域，用于露出焊盘。所述透明盖板42和/或光机模板43上还涂敷有荧光粉并加涂保护层；或者所述透明盖板42和/或光机模板43为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为1:10配制制成。所述光机模板43为圆形板，如图14所示，圆形板两侧对称地切除圆形板所在圆的两个弓形，形成两个对称缺口 ；所述光机模板43上还设有带对位销的圆孔，圆孔用于与电气接插件11对位连接；以de直径，对称X轴以IeS长度，we为弦长，切下圆的两边形成缺口。缺口的用途为当光机模组用于液态散热方案时，被加热的透明绝缘导热液可从缺口处进行热循环，参见图15。在光机模板43的X轴正2mm处为圆心,开出8mm直径圆，圆上设有电气接插件11的对位销431，如图14所示；柔性转接电路44与LED相关元器件41接点焊接。所述圆形板所在圆的直径de为18mm或25mm ;当圆形板所在圆的直径de为18mm时，被切除的两个弓形的弦长为8.2_，两条弦之间的距离为16_ ;当圆形板所在圆的直径dG为25mm时,被切除的两个弓形的弦长为9.8mm,,两条弦之间的距离为23mm ;所述的带对位销的圆孔直径为8mm,其圆心在偏离圆形板圆心2mm处,且圆孔中心与两个缺口的距离相等，即在光机模板43的X轴正2mm处为圆心,开出8mm直径圆，圆上设有电气接插件11的对位销431。所述LED相关元器件41通过柔性转接电路44将焊盘设置于圆孔所在处，所述电气接插件11插入圆孔后与焊盘相焊接，如图13所示。本发明的光机模组用于组装LED灯泡的方法:电气接插件11通过固定端15固定在导热支架3上，电气接插件11插入光机模板43的带对位销的圆孔与柔性转接电路44上的焊盘焊接，LED灯泡光机模组设有凹形内罩61，最终LED灯泡光机模组悬空于导热支架3和凹形内罩61之间密闭空间内， LED灯泡光机模组的光机模板43外径与凹形内罩61的内径紧密贴合。这样就构成了一个LED灯泡的核心结构，最后在凹形内罩61内注入透明绝缘导热液(凹形内罩61上设有泄压孔61.1和密封用的泄压膜61.2)，如图15所示。图13和图15所示的结构均是直接在光机模板上做过渡外延层的方案。参见图23，是使用本发明方法生产的中尺寸光机模组来组建的一种LED灯泡结构应用图例，在凹形内罩61外还可设置配光光学透镜7，配光光学透镜7通过内卡环81和透镜卡环8固定在导热支架3上；灯泡固定螺钉105作灯泡安装时固定用。参见图27，是利用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在一种筒灯上的结构应用图例，带法兰电气接插件母头10通过固定螺钉25固定在挤压散热器103上，灯罩101通过固定螺钉104固定在挤压散热器103上，透明灯罩片IOlA卡在灯罩片支撑盖110上，灯泡102通过固定螺钉105固定在挤压散热器103并对接连到电气接插件母头10上，然后盖上灯罩片支撑盖110即组可一个LED筒灯。弹簧固定卡107在筒灯安装时使用。实施例3:—种LED灯泡光机模组，包括在现行LED衬底上做过渡外延层形成的薄型外延片46，外延片46进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关兀器件41,外延片46与光机模板43粘合,所述光机模板43与外延片46的外形相同，且光机模板43和外延片46的两侧均设有缺口 ；或者直接在光机模板43上做过渡外延层，进入反应炉并在其上分层生长形成LED晶片及相关电路，并焊接上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件。LED晶片、相关电路及相关元器件形成了 LED相关元器件41 ;所述LED相关元器件41上使用透明封胶45和/或透明盖板42进行覆盖，仅露出LED相关元器件41上的关连焊盘。所述透明封胶45和/或透明盖板42透明盖板对LED相关元器件
41进行覆盖的方法是:在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板42之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板43相同的透明盖板42加盖其上，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘，如图17所示；或者，在LED相关元器件41的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板42之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓小于光机模板43的透明盖板42加盖其上，然后在透明盖板42周围包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明盖板42上设有开口区域，用于露出焊盘，如图18所示；或者，在LED相关元器件41上直接包覆透明封胶45，使透明封胶45的轮廓与光机模板43齐平，透明胶45上设有开口区域，用于露出焊盘和固定孔，如图16。所述光机模板43如图19所示，为圆形板，圆形板的两侧设有两个对称缺口，每个缺口沿圆形板所在圆的一条弦切割而成的，而且所述弦两端向外倾斜120度，并通过圆弧过渡到圆形板所在圆。它的形状是，以de直径，对称X轴以Ie为长度，wG为弦长，在弦长端向外倾斜120度，以R=L Omm圆弧向直径de过度，切下圆的两边形成缺口。缺口的用途为当光机模组用于液态散热方案时，被加热的透明绝缘导热液可从缺口处进行热循环。如图18所述圆形板所在圆的直径de为20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦长减去两端向外倾斜的部分后长度为10mm，过渡用的圆弧的半径为Imm;两个缺口所对应的两条弦相互平行；当圆形板所在圆的直径de为20mm时,两条弦之间的距离为15mm ;当圆形板所在圆的直径de为38mm时,两条弦之间的距离为33mm ;当圆形板所在圆的直径de为50mm时,两条弦之间的距离为45mm。所述 焊盘位于圆形板的缺口内侧，各个焊盘分别设在两个缺口内侧或集中设在其中一个缺口内侧，接插件11通过柔性转接电路44与焊盘相连。所述透明盖板42和/或光机模板43上还涂敷有荧光粉并加涂保护层；或者所述透明盖板42和/或光机模板43为模具成型的透明荧光体。透明荧光体为荧光材料与透明材料按重量比为1:10配制制成；所述光机模板43上还设有用于固定的固定孔。所述固定孔的数量为两个，两个固定孔关于圆形板的圆形中心对称，且两个固定孔之间的距离为de-6，固定孔的直径为2.2mm;两个固定孔的连线，与两个缺口中心的连线相互正交，如图19 ;当dG=20mm时,单边开一个固定孔。本发明的光机模组用于组装LED灯泡的方法:导热支架3的上设有开孔，接插件11插入开孔并通过固定端15固定在导热支架3上，电气接插件11通过柔性转接电路44与LED相关元器件41上的焊盘焊接，LED灯泡光机模组设于导热支架3和凹形内罩61之间密闭空间内，凹形内罩61上设有台阶，LED灯泡光机模组搁置在台阶上，并用通过光机模板外沿与台阶固定，且LED灯泡光机模组的光机模板外径与凹形内罩61的内径紧密贴合。不同于实施例1和2的地方在于，接插件位于凹形内罩61之外，它通过柔性转接电路44与凹形内罩61内的LED相关元器件41的焊盘相连，最后在凹形内罩61内注入透明绝缘导热液(凹形内罩61上设有泄压孔61.1和密封用的泄压膜61.2)，这样就构成了一个LED灯泡的核心结构，如图20所示，其结构是直接在光机模板上做过渡外延层的方案。图24是使用本发明方法生产的大尺寸光机模组来组建的一种LED灯泡结构应用图例，在凹形内罩61外还可设置配光光学透镜7，配光光学透镜7通过内卡环81和透镜卡环8固定在导热支架3上；内环罩62作为装饰件遮住柔性电路44与电气接插件11的焊点；灯泡固定螺钉105作灯泡安装时固定用。参见图25，是利用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在一种路灯上的结构应用图例，灯罩101及带照明控制的驱动电源106通过固定螺钉固定在安装界面板103A上，带散热器的灯泡102通过固定螺钉固定在安装界面板103A上，灯泡102上带螺母防水接插件公头IOA与带照明控制的驱动电源106连接，安装界面板103A通过固定螺钉固定在灯杆108上。参见图26，是利用本发明方法生产的光机模组所组建的LED灯泡在隧道灯上的结构应用图例，带照明控制的驱动电源106通过螺钉固定在散热器支架117上，散热器支架117上通过螺钉118固定在挤压散热器103上，灯泡102通过固定螺钉固定在挤压散热器103上。灯泡102上带螺母防水接插件公头IOA与带照明控制的驱动电源106连接，组成隧道灯。以上三个实施例，实现了以下7种规格的LED光机模组，这7种规格的光机模组能够满足大部分的照明要求:
权利要求
1.一种LED照明灯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: ①在衬底上作过渡外延层，形成外延片； ②外延片进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关线路，LED晶片生长完成后不分割，检测合格后，得到产品A，在产品A上固晶上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件，得到产品B; ③将产品B直接组装成光机模组； ④使用光机模组与灯泡配件进行LED灯泡的组装； ⑤使用步骤④中组装的LED灯泡与终端市场的灯具和/或照明控制产品来组装LED照明灯。
2.根据权利要求1所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述步骤①中直接以光机模板为衬底，或者以形状与光机模板相同的现行LED薄型衬底作为衬底；所述步骤③的具体步骤是在产品B的LED相关元器件(41)上使用透明封胶(45)和/或透明盖板(42)进行覆盖，仅露出LED相关元器件(41)上的关连焊盘；当步骤①中以形状与光机模板相同的薄型衬底作为衬底时，步骤③中就还需将产品B与光机模板(43)进行粘合；所述光机模板(43)的两侧设有缺口 ；所述LED相关元器件(41)包括LED晶片、相关线路和相关元器件；所述的灯泡配件主要包括导热支架(3)、配光光学透镜(7)、透镜卡环(8)、电气接插件公头(11)、柔性转接电路(44)、灯泡凹形内罩(61)、内环罩(62)和内卡环(81)。
3.根据权利要求2所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于，所述使用透明封胶(45)和/或透明盖板(42)对LED相关元器件(41)进行覆盖的方法是:在LED相关元器件(41)的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板(42)之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓与光机模板(43)相同的透明盖板(42)加盖其上，透明盖板(42)上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，在LED相关元器件(41)的元件间填充少许透明胶找平，使LED晶片表面与透明盖板(42)之间尽可能少地形成透明胶，再采用轮廓小于光机模板(43)的透明盖板(42)加盖其上，然后在透明盖板(42)周围包覆透明封胶(45)，使透明封胶(45)的轮廓与光机模板(43)齐平，透明盖板(42)上设有开口区域，用于露出焊盘；或者，在LED相关元器件(41)上直接包覆透明封胶(45)，使透明封胶(45)的轮廓与光机模板(43)齐平，透明胶(45)上设有开口区域，用于露出焊盘。
4.根据权利要求2所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述光机模板(43)为圆形板，圆形板的两侧对称设有两个内圆弧缺口，圆弧缺口的圆心在圆形板外部的同心圆上；所述光机模板(43)上还设有用于与电气接插件(11)的插针相连的圆孔，所述焊盘在LED相关元器件(41)上并位于圆孔所在处，电气接插件(11)的插针插入圆孔后与焊盘相焊接。
5.根据权利要求2所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述光机模板(43)为圆形板，圆形板两侧对称地切除圆形板所在圆的两个弓形，形成两个对称缺口 ；所述光机模板(43)上还设有带对位销的圆孔，圆孔用于与电气接插件(11)对位连接；所述LED相关元器件(41)通过柔性转接电路(44)将焊盘设置于圆孔所在处，所述电气接插件(11)插入圆孔后与柔性转接电路(44)上的焊盘相焊接。
6.根据权利要求2所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述光机模板(43)为圆形板，圆形板的两侧设有两个对称缺口，每个缺口沿圆形板所在圆的一条弦切割而成的，而且所述弦两端向外倾斜120度，并通过圆弧过渡到圆形板所在圆；所述焊盘位于圆形板的缺口内侧，焊盘分别设在两个缺口内侧或集中设在其中一个缺口内侧。
7.根据权利要求4所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述圆形板所在圆的直径de为Ilmm或16mm ;当圆形板所在圆的直径de为Ilmm时,两个圆弧缺口的圆心在直径dG为13mm的圆上,两个圆弧缺口的半径为3.2mm ;当圆形板所在圆的直径de为16mm时,两个圆弧缺口的圆心在直径为19mm的圆上，两个圆弧缺口的半径为3.6mm;所述的与电气接插件(11)的插针相连的圆孔为4个，等间距对称分布，间距3.5mm，4个圆孔的中心在偏离圆形板圆心2mm处,且4个圆孔的中心与两个缺口的距离相等。
8.根据权利要求5所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述圆形板所在圆的直径de为18mm或25mm ;当圆形板所在圆的直径de为18mm时,被切除的两个弓形的弦长为8.2mm,两条弦之间的距离为16mm ;当圆形板所在圆的直径de为25mm时,被切除的两个弓形的弦长为9.8mm,两条弦之间的距离为23mm ;所述的带对位销的圆孔直径为8mm,其圆心在偏离圆形板圆心2mm处,且圆孔中心与两个缺口的距离相等。
9.根据权利要求6所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述圆形板所在圆的直径de为20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦长减去两端向外倾斜的部分后长度为IOmm,过渡用的圆弧的半径为Imm ;两个缺口所对应的两条弦相互平行；当圆形板所在圆的直径de为20mm时,两条弦之间的距离为15mm ;当圆形板所在圆的直径de为38mm时,两条弦之间的距离为33mm ;当圆形板所在圆的直径de为50mm时,两条弦之间的距离为45mm ;所述光机模板(43)上还设有用于固定的固定孔，所述固定孔的数量为两个，两个固定孔关于圆形板的圆形中心对称，且两个固定孔之间的距离为de-6,固定孔的直径为2.2mm ;两个固定孔的连线，与两个缺口中心的连线相互正交；当de=20mm时,单边开一个固定孔。
10.根据权利要求3所述的LED照明灯的生产方法，其特征在于:所述透明盖板(42)和/或光机模板(43)上还涂敷有荧光粉并加涂保护层；或者所述透明盖板(42)和/或光机模板(43)为模具成型的透明荧 光体。
全文摘要
本发明公开了一种LED照明灯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤①在衬底上作过渡外延层，形成外延片；②外延片进入反应炉分层生长形成LED晶片及相关线路，LED晶片生长完成后不分割，检测合格后，得到产品A，在产品A上固晶上相关元器件，再打金线连接LED晶片及相关元器件，得到产品B；③将产品B直接组装成光机模组；④使用光机模组与灯泡配件进行LED灯泡的组装；⑤使用步骤④中组装的LED灯泡与终端市场的灯具和/或照明控制产品来组装LED照明灯。本发明可以使LED照明产品实现规模化和集约化的生产，并大规模减少LED照明灯的制造成本。
文档编号F21S2/00GK103216757SQ20131014010
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者张继强, 张哲源 申请人:贵州光浦森光电有限公司