一种LED球泡灯及其制备方法与流程

本发明属于照明灯具领域，具体地说涉及一种LED球泡灯及其制备方法。

背景技术：

由于LED灯具有使用寿命长、能耗低、节约能源等优势，因此LED灯作为光源已广泛地应用于日常生活中，如LED球泡灯。

LED照明灯具主要由结构件，电源，光源组成。其中光源主要是由灯珠焊在线路板上或COB(Chip On Board，板上芯片)集成封装形成灯具的光源用导热硅脂贴在散热器上形成的热平衡结构。现有LED球泡灯结构因组装工艺及零部件公差造成热传导差异从而影响LED灯具光衰减的一致性；且线路板或COB与散热器结合热阻大，导致产品性能下降；此外，随着LED球泡灯中LED数量的增加、以及功率和亮度的提高，也使得LED灯工作时所产生的热量大幅攀升。

虽然现有的LED球泡灯本身具有散热装置，但是光源与结构件间组装复杂，散热效果差，其生产成本高，效率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术中LED球泡灯组装复杂、生产成本高、效率低、光源性能差的问题，本发明提供了一种LED球泡灯及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供一种LED球泡灯，所述LED球泡灯包括：散热基座、多个晶片、半球体结构、电源、灯头和灯罩；

所述散热基座上包含有线路结构；

所述晶片连接在所述散热基座上；

所述半球体结构，用于包覆所述晶片；

所述电源置于所述散热基座内部；

所述灯头位于所述散热基座底部，所述灯头与所述散热基座通过导线进行电性连接；

所述灯罩设置于所述散热基座顶部。

根据本发明的一个具体实施方式，所述半球体结构采用混有荧光粉的胶材构成。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述晶片通过共晶焊接或者绑定方式连接在所述散热基座上。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述晶片包括：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片和/或支架封装晶片。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述散热基座采用陶瓷或金属材料制备而成。

根据本发明的另一个方面，提供一种LED球泡灯，所述LED球泡灯包括：散热基座、多个晶片、电源、灯头和灯罩；

所述散热基座上包含有线路结构；

所述晶片连接在所述散热基座上；所述晶片上涂覆有荧光粉；

所述电源置于所述散热基座内部；

所述灯头位于所述散热基座底部，所述灯头与所述散热基座通过导线进行电性连接；

所述灯罩设置于所述散热基座顶部。

根据本发明的一个具体实施方式，所述晶片通过共晶焊接或者绑定方式连接在所述散热基座上。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述晶片包括：所述晶片包括：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片和/或支架封装晶片。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述散热基座采用陶瓷或金属材料制备而成。

根据本发明的又一个方面，提供一种LED球泡灯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

a)提供一散热基座；

b)在所述散热基座上形成线路层；

c)将所述晶片共晶焊接或绑定于散热基座的线路层上；

d)在所述晶片上方形成半球体结构；

e)在所述散热基座内部安装电源；

f)在所述散热基座的底部安装灯头；

g)在所述半球体结构外部安装灯罩。

根据本发明的一个具体实施方式，所述散热基座通过如下步骤形成：

通过钢模形成所述散热基座需求的腔体结构；

利用挤出机挤压成形；

放置于高温隧道炉中进行高温烧结形成散热基座。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述散热基座的材质包括陶瓷材质或金属散热材质。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b11)对所述散热基座进行抛光打磨，并进行清洗和烘干处理；

b12)通过印刷线路技术印刷导电浆料形成线路层；

b13)利用高温炉烧结线路。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述导电浆料包括：银，铜，锡和/或镍。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b21)对所述散热基座进行抛光打磨，并进行清洗和烘干处理；

b22)在所述散热基座上溅镀铜金属复合层；

b23)以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜；

b24)以电镀和/或化学镀沉积方式增加线路的厚度；

b25)移除所述光阻。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b31)在所述散热基座表面覆上铜金属，并进行高温加热形成复合金属基板；

b32)采用蚀刻方式备制线路。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b31)中，高温加热的温度为1065℃～1085℃。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤c)进一步为，采用固晶机将所述晶片安装在所述散热基座的线路层上，同时在所述晶片底部形成锡膏，通过高温炉将所述晶片共晶焊接于所述散热基座的线路层上。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤c)进一步为，直接固晶于所述线路层上进行高温烧结，将所述晶片共晶焊接于所述散热基座的线路层上。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述晶片包括：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片和/或支架封装晶片。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述半球体结构采用硅胶或者硅树脂材料形成。

根据本发明的又一个方面，提供一种LED球泡灯的制备方法，所述制备方法包括步骤：

a)提供一散热基座；

b)在所述散热基座上形成线路层；

c)将所述晶片共晶焊接或绑定于散热基座的线路层上；在所述晶片上涂覆有荧光材料；

d)在所述散热基座内部安装电源；

e)在所述散热基座的底部安装灯头；

f)在所述晶片外部安装灯罩。

根据本发明的一个具体实施方式，所述散热基座通过如下步骤形成：

通过钢模形成所述散热基座需求的腔体结构；

利用挤出机挤压成形；

放置于高温隧道炉中进行高温烧结形成散热基座。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述散热基座的材质包括陶瓷材质或金属散热材质。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b11)对所述散热基座进行抛光打磨，并进行清洗和烘干处理；

b12)通过印刷线路技术印刷导电浆料形成线路层；

b13)利用高温炉烧结线路。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述导电浆料包括：银，铜，锡和/或镍。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b21)对所述散热基座进行抛光打磨，并进行清洗和烘干处理；

b22)在所述散热基座上溅镀铜金属复合层；

b23)以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜；

b24)以电镀和/或化学镀沉积方式增加线路的厚度；

b25)移除所述光阻。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b)进一步包括：

b31)在所述散热基座表面覆上铜金属，并进行高温加热形成复合金属基板；

b32)采用蚀刻方式备制线路。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤b31)中，高温加热的温度为1065℃～1085℃。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤c)进一步为，采用固晶机将所述晶片安装在所述散热基座的线路层上，同时在所述晶片底部形成锡膏，通过高温炉将所述晶片共晶焊接于所述散热基座的线路层上。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤c)进一步为，直接固晶于所述线路层上进行高温烧结，将所述晶片共晶焊接于所述散热基座的线路层上。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述晶片包括：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片和/或支架封装晶片。

本发明提供的LED球泡灯将光源与结构件一体化设计，改变了以前LED照明灯具的结构。由于在结构件上直接封装光源，实现了快速的热平衡提升一致性，减少了线路板，支架，导热硅脂，贴片……等材料及组装工序，从而提升产品特性，降低了生产成本、提升了生产效率。

本发明减小了灯珠生产工艺中的分光编带环节，减小了SMT(Surface Mount Technology，表面贴装技术)贴灯珠环节；简化了电路板及安装电路板到散热基片环节；同时减小了各个包装运输环节，整合了光源生产供应链；节约了社会资源；真正做到了节能环保。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的一个具体实施方式的结构示意图；

图2所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的另一个具体实施方式的结构示意图；

图3所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的制备方法的一个具体实施方式的流程示意图；

图4所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的制备方法的另一个具体实施方式的流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

参见图1，本发明提供的LED球泡灯包括：散热基座50、多个晶片20、荧光胶体结构30、电源10、线路层60、灯头40和灯罩70。所述散热基座可采用Al₂O₃、AlN等陶瓷材料或铝、铜等金属材料制备而成。所述散热基座50上包含有线路结构。所述晶片20连接在所述散热基座50上。

其中，所述晶片20通过共晶焊接或者绑定方式连接在所述散热基座50上。优选的，所述晶片20通过共晶焊接的方式连接在所述散热基座50上。优选的，所述晶片20包括但不限于：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片(晶片尺寸无支架封装)和/或支架封装晶片。

所述荧光胶体结构30为半球体结构，用于包覆所述晶片20。其中，优选的，所述荧光胶体结构采用混有荧光粉的胶材构成。

所述电源10置于所述散热基座50内部。所述电源10由集成电路(integrated circuit，IC)、复数个电阻、电容、电感、桥堆等元器件组成。

所述灯头40位于所述散热基座50底部，所述灯头40与所述散热基座50通过导线进行电性连接。所述灯罩70设置于所述散热基座50的顶部，优选的，通过粘合剂与散热基座50进行结合。

参考图2，图2所示为本发明提供的LED球泡灯的另一个实施方式，该LED球泡灯包括：散热基座50、多个晶片20、电源10、线路层60、灯头40和灯罩70。所述散热基座可采用Al₂O₃、AlN等陶瓷材料或铝、铜等金属材料制备而成。所述散热基座50上包含有线路结构。所述晶片20连接在所述散热基座50上，并且所述晶片20上涂覆有荧光粉。

其中，所述晶片20通过共晶焊接或者绑定方式连接在所述散热基座50上。优选的，所述晶片20通过共晶焊接的方式连接在所述散热基座50上。优选的，所述晶片20包括但不限于：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片(晶片尺寸无支架封装)和/或支架封装晶片。

所述电源10置于所述散热基座50内部。所述电源10由集成电路(integrated circuit，IC)、复数个电阻、电容、电感、桥堆等元器件组成。

所述灯头40位于所述散热基座50底部，所述灯头40与所述散热基座50通过导线进行电性连接。所述灯罩70设置于所述散热基座50的顶部，优选的，通过粘合剂与散热基座50进行结合。

参见图2，图2所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的制备方法的一个具体实施方式的流程示意图。

步骤S101，提供一散热基座50。所述散热基座50的材质包括陶瓷材质或金属散热材质。优选的，所述陶瓷可以为Al₂O₃、AlN等；所述金属可以为铝、铜等。进一步的，所述散热基座50通过如下步骤形成：首先通过钢模形成所述散热基座需求的腔体结构；然后利用挤出机挤压成形；最后放置于高温隧道炉中进行高温烧结形成散热基座50。如此制备的散热基座50可以达到很好的热平衡。

步骤S102，在所述散热基座50上形成线路层60。线路层60的形成可以由多种方式，可以根据需要选择最适合的方式。以下对线路层60的形成进行详细描述。

方法一：

首先，对所述散热基座50进行抛光打磨，以保证线路层表面的平整度；并进行清洗和烘干处理；

其次，通过印刷线路技术印刷导电浆料形成线路层；

最后，利用高温炉烧结线路，使导电浆与散热基座50充分结合。优选的，上述导电浆材质可是银、铜、锡、镍等导电材质。

方法二：

首先，对所述散热基座50进行抛光打磨，以保证线路层表面的平整度；并进行清洗和烘干处理；

其次，在所述散热基座50上溅镀铜金属复合层。优选的，利用薄膜专业制造技术-真空镀膜方式于散热基座50上溅镀铜金属复合层。优选的，所述铜金属复合层为：CuAlO₂和CuAl₂O₄。

再次，以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜；

之后，以电镀和/或化学镀沉积方式增加线路的厚度；

最后，移除所述光阻。

方法三：

首先，在所述散热基座50表面覆上铜金属，并进行高温加热形成复合金属基板。优选的，所述高温加热的温度为1065℃～1085℃，例如：1065℃、1075℃或者1085℃。更为优选的，所述高温加热的温度为1070℃～1080℃，例如：1070℃、1075℃或者1080℃。高温加热的温度对于形成符合金属基板至关重要，只有在合适的温度才能形成最佳的复合金属基板。

之后，采用蚀刻方式备制线路。

进一步的，执行步骤S103，将所述晶片20共晶焊接或绑定于散热基座50的线路层上。

优选的，晶片20为平面型结构或倒装结构，在散热基座50的线路层高温烧结后，采用固晶机将所述晶片20安装在所述散热基座50的线路层上，同时在所述晶片20底部形成锡膏，通过高温炉将所述晶片20共晶焊接于所述散热基座50的线路层上。

优选的，还可以在散热基座50的线路层高温烧结前，直接固晶于所述线路层上进行高温烧结，将所述晶片20共晶焊接于所述散热基座50的线路层上。

优选的，所述晶片20包括但不限于：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片(晶片尺寸无支架封装)和/或支架封装晶片。

步骤S104，在所述晶片20上方形成半球体结构，所述半球体结构即为荧光胶体结构30。优选的，所述半球体结构采用采用混有荧光粉的胶材构成。更为优选的，所述胶材为硅胶或者硅树脂材料。

步骤S105，在所述散热基座50内部安装电源10。

步骤S106，在所述散热基座50的底部安装灯头40。

步骤S107，在所述半球体结构30外部安装灯罩70。

参考图3，图3所示为根据本发明提供的一种LED球泡灯的制备方法的另一个具体实施方式的流程示意图。

步骤S201，提供一散热基座50。所述散热基座50的材质包括陶瓷材质或金属散热材质。优选的，所述陶瓷可以为Al₂O₃、AlN等；所述金属可以为铝、铜等。进一步的，所述散热基座50通过如下步骤形成：首先通过钢模形成所述散热基座需求的腔体结构；然后利用挤出机挤压成形；最后放置于高温隧道炉中进行高温烧结形成散热基座50。如此制备的散热基座50可以达到很好的热平衡。

步骤S202，在所述散热基座50上形成线路层60。线路层60的形成可以由多种方式，可以根据需要选择最适合的方式。以下对线路层60的形成进行详细描述。

方法一：

首先，对所述散热基座50进行抛光打磨，以保证线路层表面的平整度；并进行清洗和烘干处理；

其次，通过印刷线路技术印刷导电浆料形成线路层60；

最后，利用高温炉烧结线路，使导电浆与散热基座50充分结合。优选的，上述导电浆材质可是银、铜、锡、镍等导电材质。

方法二：

首先，对所述散热基座50进行抛光打磨，以保证线路层表面的平整度；并进行清洗和烘干处理；

其次，在所述散热基座50上溅镀铜金属复合层。优选的，利用薄膜专业制造技术-真空镀膜方式于散热基座50上溅镀铜金属复合层。优选的，所述铜金属复合层为：CuAlO₂和CuAl₂O₄。

再次，以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜；

之后，以电镀和/或化学镀沉积方式增加线路的厚度；

最后，移除所述光阻。

方法三：

首先，在所述散热基座50表面覆上铜金属，并进行高温加热形成复合金属基板。优选的，所述高温加热的温度为1065℃～1085℃，例如：1065℃、1075℃或者1085℃。更为优选的，所述高温加热的温度为1070℃～1080℃，例如：1070℃、1075℃或者1080℃。高温加热的温度对于形成符合金属基板至关重要，只有在合适的温度才能形成最佳的复合金属基板。

之后，采用蚀刻方式备制线路。

进一步的，执行步骤S203，将所述晶片20共晶焊接或绑定于散热基座50的线路层60上。

优选的，晶片20为平面型结构或倒装结构，在散热基座50的线路层高温烧结后，采用固晶机将所述晶片20安装在所述散热基座50的线路层上，同时在所述晶片20底部形成锡膏，通过高温炉将所述晶片20共晶焊接于所述散热基座50的线路层上。

优选的，还可以在散热基座50的线路层60高温烧结前，直接固晶于所述线路层60上进行高温烧结，将所述晶片20共晶焊接于所述散热基座50的线路层60上。

优选的，所述晶片20包括但不限于：正装晶片、倒装晶片、CSP封装晶片(晶片尺寸无支架封装)和/或支架封装晶片。优选的，在CSP封装晶片和支架封装晶片上涂有荧光材料。

步骤S204，在所述散热基座50内部安装电源10。

步骤S205，在所述散热基座50的底部安装灯头40。

步骤S206，在所述晶片20外部安装灯罩70。

本发明将线路层和晶片均直接形成于散热基座上，避免了如现有技术般将灯珠(晶片)焊接于电路板，再将电路板贴在散热器(散热基片)上的复杂操作，提高了生产效率，降低了生产成本。

可以理解，为了实现本发明的技术效果，能够适用于本发明的芯片也可以替代晶片焊接于电热板，实现本发明的功能。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。