一体式条形光源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种一体式条形光源，包括其上设置有铜箔的条状基板，固定设置在基板一端的电源模块，以及固定设置在基板之上多个LED芯片，所述的铜箔包括多块沿直线间隔设置的铜箔块，所述的多个LED芯片被等分为多组，每组包括至少两个LED芯片，任两相邻的铜箔块均由一组LED芯片连通，其中，所述的LED芯片的组数与其工作电压相匹配。本发明采用LED芯片多并多串回路技术，因为采用高电压高阻抗负载型式，省却了磁芯变压器的器件，其单一回路只需要20毫安电流，充分发挥LED芯片的效能，也不需要做散热手段，更能简化条形光源结构，降低制造成本。
【专利说明】一体式条形光源
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED照明【技术领域】，特别是涉及一种能作为室内照明装修光源或商业广告牌照明光源的一体式条形光源。
【背景技术】
[0002]LED条型光源在国内发展时间己久，目前其主要应用在装饰光源的方向领域，在针对室内照明用途方面，LED照明产品价格距离民生消费需仍有一段差距，这也是目前LED明灯具不能大围普及的主要因素，其根本的原因就是因为照明灯具的内部组件过多导致产品成本和使用成本过高。
[0003]目前LED条型光源包括电源驱动板与光源板二块独立的结构，其制造工艺分为前后二阶段，前段是在自动定机台上作业的，这一块主要就是贴片加工制作光源板，也有少数的LED直插式工艺，不过比例己经大幅下降，大多是采用SMD贴片自动流程工艺，以5050，3528或是5720等标准规格制式贴片LED元器件为主，当PCB通过锡膏印刷之后，由机械手拾取LED器件并自动对位固定在PCB表面，最后通过高温的回流焊锡炉，完成了贴片焊锡的工艺流程。后段主要是电源板与光源板的连接工作，其中含驱动恒流源的电源板一般厂家是分开作业的，由厂家对开关电源供应厂下单采买。
[0004]但是，现有的条形光源因为电源驱动板和光源板的分离，导致体积过大，使用不便，同时因为制作时贴片LED器件是通过了二次高温固定，第一次封装是150度完成的，第二次是回流焊锡炉的260度高温，不同的高温下势必会在物理应力上的变化，导致硅胶包覆中的金线受到高温膨胀的外力而引起了浮动的效应，这是贴片LED会大量死灯的根本原因。同时在后端操作中大量依赖人工的焊接工艺，降低了生产效能，整理导线的工艺太原始，更造成断线的隐患，同时现场接导线作业中经常会有电线缠绕的困挠，也是经常造成焊锡不良的原因。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能作为室内照明装修光源或商业广告牌照明光源的一体式条形光源。
[0006]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
[0007]—种一体式条形光源，包括其上设置有铜箔的条状基板，固定设置在基板一端的高压恒流电源模块，以及采用多晶封装技术封装在基板之上多个LED芯片，其中，所述的高压恒流电源模块包括整流模块和与所述的整流模块的输出相连并用以给各LED芯片提供恒流的恒流模块，所述的铜箔包括多块沿直线间隔设置的铜箔块，所述的多个LED芯片被等分为多组，每组包括至少两个LED芯片，任两相邻的铜箔块均由一组LED芯片连通，其中，所述的LED芯片的组数与其工作电压相匹配。
[0008]所述的恒流模块为稳压电源调整器，所述的稳压电源调整器的输入端与恒流模块的正极输出连接，所述的稳压电源调整器的输出端与各LED芯片连接，所述的稳压电源调整器的GND端串联反馈电阻后与稳压电源调整器的输出端连接，所述的LED芯片的负极与整流模块的负极输出相连或接地。
[0009]所述的整流模块为桥堆，所述的桥堆的输入端与外部交流电连通，所述的桥堆的正极输出端与三端稳压电源调整器的输入端连接。
[0010]所述的基板的两侧面均设置有铜箔块，在所述的铜箔块上设置有贯穿所述基板的通孔，所述的通孔内设置有将前后两侧的铜箔块连通的镀铜。
[0011]所述的桥堆和三端稳压电源调整器分别设置在基板两侧。
[0012]所述的前侧的铜箔块左右两侧分别形成对应的凸块或凹口，所述的凸块对应地插入凹口内以提高LED芯片的设置均匀度。
[0013]在所述的一组或多组LED芯片上还并联地设置有滤波电容。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]本发明采用LED芯片多并多串回路技术，因为采用高电压高阻抗负载型式，省却了磁芯变压器的器件，其单一回路只需要20毫安电流，充分发挥LED芯片的效能，也不需要做散热手段，更能简化条形光源结构，降低制造成本。其可直接适应于不同地方的交流电市电，而且其长度可视需要做到20cm，60cm甚至更长。同时对于下游产品也可省却冷却结构，降低成本，提高出光面。同时因为封闭式多并回路式设计，即指回路输入端与输出端形成封密式回路再并连相接，简称多串多并回路，其与仅输入端与输出端相连接，中央回路不连接的多串开放回路不同，当发生单晶死灯情况时，电流会自动分流到同组的另外芯片，其余芯片仍在安全电流范围内，不会同时死灯。所以不会大面积死灯的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1所示为本发明的条形光源结构示意图；
[0017]图2所示为本发明的条形光源电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
[0019]如图1、2所示，本发明的一体式条形光源包括前后两侧面均设置有铜箔的条状基板1，固定设置在基板一端的高压恒流电源模块，以及采用多晶封装工艺固定设置在基板之上的多个LED芯片2，其中，所述的电源模块包括与基板固定连接的贴片电阻Rl、R2、桥堆6和稳压电源调整器7，所述的桥堆的输入端分别经电阻Rl和R2后与外部交流电连通，所述的三端稳压电源调整器的输入端与桥堆6的正极输出连接，所述的三端稳压电源调整器的输出端与各LED芯片连接以给其供能，所述的三端稳压电源调整器的GND端串联反馈电阻R3后与三端稳压电源调整器的输出端连接，所述的LED芯片的负极与桥堆的负极输出相连，优选地，在所述的桥堆的正极输出端以及三端稳压电源调整器的输出端还分别并联设置有高压滤波电容Cl和C2，所述的高压滤波电容Cl和C2另一端接地或与所述的桥堆的负极输出相连。
[0020]需要说明的是，所述的整流电路可采用任意形式的整流技术，所述的稳压电源调整器并不局限于三端，按本发明的思路对应连接该稳压电源调整器即可，即将地端以输出为参考并对应调整反馈电阻均可实现本发明的宗旨。其中，所述的三端稳压电源调整器优选为78系列，如78L05，78L09，78L12等。将三端稳压电源调整器的地端经反馈电阻与输出端连通，创造性地将稳压电源调整器作为恒流控制器，其可以广泛适用于交流电高压，如220VU00V和IlOv等，其自身压降根据型号不同而互异，一般在几伏或者十几伏，同时其可恒定地输出O-1OOmA的电流，通过改变反馈电阻即可便捷调整输出的恒定电流大小。将稳压电源调整器作为恒流源，尤其是对高压负载时其自身工作电流小，发热小，无热点，再提供恒流的同时无需设置散热装置，且结构精简，成本低，有效提高市场竞争力。
[0021]所述的铜箔包括多块沿直线间隔设置的铜箔块3，所述的多个LED芯片被等分为多组，每组包括多个LED芯片，任两相邻的铜箔块均由一组LED芯片连通，即多组LED芯片依次串联并与稳压电源调整器的输出连接，其最末一组的LED芯片的N极与所述的桥堆的负极输出相连。图1中只是示意了基板前侧的贴片位置和LED芯片，其中另一面的布局与图1类似，也设置有多块沿直线间隔设置的铜箔块，前后两侧的铜箔块一一对应。其中，所述的LED芯片的组数与其工作电压相匹配。即，以直接适用于220V交流电的条形光源为例，如果采用3V20mA的LED芯片，交流电在经过桥堆和三端稳压电源调整器后电压大概在215V，则需要设置72组串联的LED芯片以满足其工作电压需求。优选地，每组包括3个LED芯片，A，B, C，即在基板上设置216个LED芯片，那么对应地三端稳压电源调整器提供的恒流为60mA。
[0022]其中，LED芯片两侧设置有铝线或金线作为与铜箔块连通的连接线，铝线或金线导电的同时也可作为导热体将LED发出的热量散发出来。
[0023]可以理解的是，按本发明的设计理念，可以生产出不同的功率与光谱的条形光源，如5瓦白光，10瓦暖白光，或者是红蓝相间的植物灯条光源均可，甚至可以串接为更长的条型光源或者色彩更为丰富的条形光源，其可以产生单串，封闭二并，封闭三并，与不同光谱混合，更适合植物灯的条型光源远流长，供农业大棚专用条型光源等等。
[0024]即本发明采用HV LED驱动技术，利用交流电直接驱动各LED芯片工作，省却了降压步骤，避免了二次谐波产生，同时减少了降压发生的热量和制作成本，简化了整体体积。
[0025]其中，在所述的铜箔块上设置有通孔4，所述的通孔内设置有将前后两侧的铜箔连通的镀铜或者其他金属。镀铜可以导电，又同时可以导热，即利用基板后侧的铜箔表面积散热。
[0026]具体地说，其中，所述的基板，如F R 4基板表面的铜箔是I盎司厚度，是基板原料本身就已经做好覆铜，没有特殊工艺要求，所以容易取得，成本合理化，当操作技术员在自动固晶机台上作业时，透过编程软件，精密的视觉检查软件，可以自动分辨芯片的固晶位置，就可以将LED芯片固定在基板的铜箔表面，以银胶将LED芯片固定完成，最后进行硅胶封装，同时可在硅胶中加入荧光粉以制备不同的产品，此处多晶封装与现有技术类似，在此不再赘述。其中，铜箔的表面要求电镀金层，以保护铜箔不会氧化。
[0027]桥堆与78L05是最成熟也是最简化的电源控制，因为后段光源是属于高电压低电流的LED光源模块，多个串并联的LED芯片本身己经形成了高阻抗负载，不需要使用变压器做电源转化，对78L05也自然形成一种保护作用。因为低电流工作不会产生热点，全部电压完全转化到LED芯片负载端，所以78L05仅仅发挥了恒流效用，78L05可工作到100毫安电流，此处仅仅应用到60毫安电流，不会有电压过高的热点效应，整体采用LED芯片多晶封装技术，达成了微小化的妙用，仅仅占用极小的基板空间。[0028]本发明采用LED芯片多并多串回路技术，主要特征就是回路电流较小，产生温升效应较低，因为采用高电压高阻抗负载型式，因而没有磁芯变压器的器件，其单一回路只需要20毫安电流，是按LED芯片规格的要求，如此小的工作电流，LED芯片的工作温度是在75-80度，未超过规格的上限110度，充分发挥LED芯片的效能，也不需要做散热手段，更能简化条形光源结构，降低制造成本。同时因为封闭式多并回路式设计，当发生单晶死灯情况时，以每组两个LED芯片为例，电流会自动分流到同组的另一芯片，对芯片而言工作电流为20mA+20mA=40mA,按芯片规格书所记载,最大极限70mA电流,仍在安全电流范围内，不会同时死灯。所以不会大面积死灯的问题，不同于单串或多串开放回路的主要缺点。如果采用三并多串回路设计，单晶死灯时，其同组的另外两颗HVLED工作电流变为30mA，同样在安全电流范围之内，可以保证没有大面积死灯的风险。
[0029]本发明将电源板和光源板为一体化，利用LED多晶封装技术的微小化的优势，只占用很少的基板空间，所以当多晶封装工艺完成时，意味着电源与光源两者己经完成连接了，可以直接导入AC电源点亮条型光源，使下游的组装工厂，简化流程更容易做好组装，产品质量有更好的保证。
[0030]其中，所述的条形光源的AC接入端分别设置在基板两侧以便于和外部电路连通，所述的基板的左右两端分别形成有用以与交流电连接的圆孔8、9，可以通过弹簧片与AC电源接接导电，也可以采用接插件方式形成串连延长导通。优选地，所述的AC相线接入端位于电源模块端，AC的地线接入端经沿基板长度方向延伸的铜箔导带10连通至桥堆的接入端，其中，所述的桥堆和稳压电源调整器分别设置在基板两侧以便于贴片设置，其贴片方式与现有技术类似，在此不再展开描述。
[0031]同时，所述的铜箔块前后两侧分别形成对应的凸块或凹口，所述的凸块对应地插入凹口内以提高LED芯片的设置均匀度，即通过凸块和凹口配合的迂回式设计，使得两相邻的铜箔块相邻面积增大，能提高每组内多颗LED芯片的固定位置的选择性和设置密度，即采用高密度排列的多晶集成封装工艺能进一步提高发光的均匀性，使其更接近于一个面光源。优选地，所述的铜箔块右侧呈E字形，左侧形成有可匹配插入E字形上下横条间的凸块11，同时在所述的凸块中部形成有允许所述的E字形中间横条插入其中的凹口 12，即通过接触线的迂回设计，增大可选位置同时也便于EMI的设计要求。采用小功率LED芯片邦定，高电压低电流做高密度排列布局设计，与电源模块的器件SMD贴片混合作业，最终的光效是完整的条型面光效应，且没有散热器件的需求。
[0032]更近一步地，在所述的一组或多组，如图2所示的每9组LED芯片上还并联地设置有滤波电容C3，具体地说，即在后侧的铜箔块间设置有每九组连通的连接线并在连接线上设置滤波电容。电源回路上采用高压陶瓷滤波电容，滤除直流电源中的涟波与多次谐波，减少LED的闪频效应，高密度的LED芯片排列，没有点光效应，稳定光源.[0033]即采取合理的数据排列，使LED芯片依编程邦定固晶，与大尺寸的自动化机械手，进行一次点胶封装完成光源，并且又更好的将多晶集成封装与SMD微小化贴片工艺的结合，利用机械化生产，还能保持产品质量的统一性和稳定性，并能降低成本。
[0034]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种一体式条形光源，其特征在于，包括其上设置有铜箔的条状基板，固定设置在基板一端的高压恒流电源模块，以及采用多晶封装技术封装在基板之上多个LED芯片，其中，所述的高压恒流电源模块包括整流模块和与所述的整流模块的输出相连并用以给各LED芯片提供恒流的恒流模块，所述的铜箔包括多块沿直线间隔设置的铜箔块，所述的多个LED芯片被等分为多组，每组包括至少两个LED芯片，任两相邻的铜箔块均由一组LED芯片连通，其中，所述的LED芯片的组数与其工作电压相匹配。
2.如权利要求1所述的一体式条形光源，其特征在于，所述的恒流模块为稳压电源调整器，所述的稳压电源调整器的输入端与恒流模块的正极输出连接，所述的稳压电源调整器的输出端与各LED芯片连接，所述的稳压电源调整器的GND端串联反馈电阻后与稳压电源调整器的输出端连接，所述的LED芯片的负极与整流模块的负极输出相连或接地。
3.如权利要求2所述的一体式条形光源，其特征在于，所述的整流模块为桥堆，所述的桥堆的输入端与外部交流电连通，所述的桥堆的正极输出端与三端稳压电源调整器的输入端连接。
4.如权利要求3所述的一体式条形光源，其特征在于，所述的基板的两侧面均设置有铜箔块，在所述的铜箔块上设置有贯穿所述基板的通孔，所述的通孔内设置有将前后两侧的铜箔块连通的镀铜。
5.如权利要求4所述的一体式条形光源，其特征在于，所述的桥堆和三端稳压电源调整器分别设置在基板两侧。
6.如权利要求5所述的一体式条形光源，其特征在于，所述的前侧的铜箔块左右两侧分别形成对应的凸块或凹口，所述的凸块对应地插入凹口内以提高LED芯片的设置均匀度。
7.如权利要求4所述的一体式条形光源，其特征在于，在所述的一组或多组LED芯片上还并联地设置有滤波电容。
【文档编号】F21Y101/02GK103486479SQ201310456897
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】田景明, 张荣民 申请人:天津金玛光电有限公司