用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法与流程

本发明涉及一种LED照明技术，特别涉及一种用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法。

背景技术：

白光LED照明被认为是潜在的，不久的未来将会替代固体光源，成为主流的照明技术。并且由于其具有体积小、节能、寿命长、无污染、重量轻等等优点，在最近十年已经被广泛应用到固态照明，户外信息显示，液晶显示，背光照明，景观照明等领域。目前市场上的LED灯丝都是属于直条类型，所能固定的芯片的个数受到限制，总体瓦数受到局限，因此在灯泡体积有限的空间内，光通量的大小不能得到有效的提高。而且，在某些特定的场合，我们需要特定形状的灯丝来达到或者营造某种氛围，如仿古照明，酒吧，KTV等娱乐场所，所述的螺旋灯丝能够迎合这一需求。虽然LED照明能够有效的解决白炽灯低光效，产热多的缺点，但钨丝由于其具有良好塑性，弯曲成螺旋状相对容易。并且该螺旋LED灯丝还涉及到固晶，点胶等复杂的工艺过程，后期的制作难度有所提升。同时，考虑到螺旋灯丝的制作成本，因此，如何设计并生产出一种可靠性较高，成本可控的螺旋LED灯丝是一种需要LED行业工作者探索的问题。

技术实现要素：

本发明是针对的问题，提出了一种用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法，能够有效地做出该灯丝，并且该制作的灯丝的发光效率高，光效大，光衰小，可靠性较高，散热好。

本发明的技术方案为：一种用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）首先准备具有良好导电性，导热性，可塑性的金属基板或者可塑性的非金属基板，对于非金属基板：在基板上贴覆上一层导电层，或者在基板上下两面均贴覆上一层导电层，然后上下两面各刷一层白油覆盖；对于金属基板，则先在金属基板上面贴覆一层绝缘层，在绝缘层上面再贴覆一层导电层，最后在导电层上面和基板下各刷一层油墨覆盖；

2）在制作好的基板有导电层一面刻蚀出灯丝设计螺旋轨迹的导电电路；

3）用机械加工的方式在基板上切割出灯丝结构的基板，得到呈现灯丝结构的柔性基板；

4）将正装芯片或者倒装芯片进行封装后，再将芯片通过绝缘胶烘烤固化或者银胶等导电胶烘烤焊接的方式固定在基板上，在焊接倒装芯片时，通过在两电极间点绝缘胶将两电极分开以防止短路；

5）在基板上进行LED固晶操作，LED芯片间的间距可以调节，固晶面选单面固晶或双面固晶；

6）用荧光红粉和黄粉混合透明硅胶涂覆，或用荧光薄膜通过旋转或者施加压力方式覆盖在固晶完好后的基板上，实现单面或者双面涂覆，经过高温烘烤，固化，得到封装完好的螺旋LED灯丝；

7）用夹具将灯丝的正负极夹住后，均匀的向外拉伸，得到所需形状的灯丝，且夹具为常规的制作灯丝的夹具；

8）给制成的灯丝的正负极通电，测量灯丝的光通量，和温升是否合格。

所述步骤2）灯丝设计螺旋轨迹为费布拉契螺线，对数螺旋或者阿基米德螺旋二维螺旋线，且螺距，极径大小根据要求调节。

所述步骤6）用制备好的荧光薄膜通过粘黏涂覆方式涂覆在基板的表面。

所述步骤7）螺旋灯丝拉伸后的形状是圆锥对数螺旋或者圆柱螺旋三维螺旋线。

本发明的有益效果在于：本发明用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法，拥有立体发光效果，且发光均匀，光衰较小，可靠性较高。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明基板为阿基米德螺旋线外观图；

图3为本发明基板为费布拉契螺线外观图；

图4为本发明基板为对数螺线外观图；

图5为本发明基板固晶后以及菱形正负极接头结构图；

图6为本发明基板固晶后以及矩形正负极接头结构图；

图7为本发明单面固晶点胶灯丝封装完毕后截面图；

图8为本发明双面固晶点胶灯丝封装完毕后截面图；

图9为本发明灯丝拉伸后的锥形圆锥示意图；

图10为本发明带阿基米德螺旋线灯丝的灯泡图；

图11为本发明带费布拉契螺线灯丝的灯泡图；

图12为本发明带对数螺线灯丝的灯泡图；

图13为本发明带两阿基米德螺旋线灯丝的灯泡图；

图14为本发明带两费布拉契螺线灯丝的灯泡图；

图15为本发明带两对数螺线灯丝的灯泡图。

具体实施方式

本发明用于球泡灯内的螺旋LED灯丝制备方法，如图1所示主要步骤如下：

1、首先准备具有良好导电性，导热性，可塑性的金属基板或者可塑性的非金属基板，（金属基板如镁基板、铜基板、铜镁复合基板等，非金属基板如复合导电塑料基板、导电橡胶基板、导电硅胶基板等）；对于非金属基板，在基板上贴覆上一层导电层，或者在基板上下两面均贴覆上一层导电层（导电层可为铜层），然后在上下面各刷一层白油覆盖；若基板为导电的金属基板（如铝板或者铜板），则需要先在铝板上面贴覆一层绝缘层，在绝缘层上面再贴覆一层导电层，最后在导电层上面和基板下各刷一层油墨覆盖（若为非金属单面，则截断面层次依次为白油，导电层，非金属基板，白油；若为金属单面，则截断面层依次为白油，导电层，绝缘层，金属基板，白油）；

2、在制作好的基板导电层刻蚀出灯丝设计轨迹的导电电路，基板可以是单面或者双面导电层，双面刻蚀与单面刻蚀步骤相似，（若为非金属双面，则截断面层次依次为白油，导电层，非金属基板，导电层，白油；若为金属双面，则截断面层次依次为白油，导电层，绝缘层，金属基板，绝缘层，导电层，白油）所设计的导电电路的螺旋途径不受限制，对数螺旋，阿基米德螺旋，双曲螺旋等螺旋方式皆可，电路的制作途径亦不受限制，可贴片或刻蚀等，如图2-4所示外观图；

3、用机械加工的方式在基板上切割出灯丝结构的基板，得到呈现灯丝结构的柔性基板，加工的方式不限种类（如冲压，3D打印等成型方式）；

4、将正装芯片或者倒装芯片进行封装后，再将芯片通过绝缘胶烘烤固化或者银胶等导电胶烘烤焊接的方式固定在基板上。在焊接倒装芯片时，通过在两电极间点绝缘胶将两电极分开以防止短路。如图5、6所示，1为金属或者非金属基板，2为正负极焊接头；3为芯片。

5、在该金属或者非金属基板上进行LED固晶操作，LED芯片间的间距可以调节，固晶面可以任选，且既可以单面固晶也可以双面固晶，以实现180°和360°的发光效果。底板的螺旋方向既可以顺时针方向也可以逆时针方向。

6、本步骤所指的涂覆是指既可以用荧光红粉和黄粉混合透明硅胶涂覆（组分的比例不受限制），也可以用荧光薄膜通过旋转或者施加压力等方式覆盖在固晶完好后的基板上，实现单面或者双面涂覆，经过高温烘烤，固化，得到封装完好的螺旋LED灯丝。如图7、8所示为单、双面固晶点胶封装后截面图，4为硅胶封装层；5为焊接层。

7、用夹具将灯丝的正负极夹住后，均匀的向外拉伸，可以得到锥形螺旋或者圆柱螺旋的灯丝，且夹具为常规的制作灯丝的夹具，不需改装。图9为本发明灯丝拉伸后的锥形圆锥示意图。

8、给制成的灯丝的正负极通电，测量灯丝的光通量，和温升是否合格。

球形灯泡做法：（a）将该螺旋灯丝的两端拉伸，将内圈的电极焊接在灯泡内灯柱的顶端，外圈焊接在底端导电金属丝上。（b）灯泡部件包括泡壳，金属灯头，电源，螺旋灯丝，两个相反电极的电极连接杆。

如图10-15为本发明带各种灯丝的灯泡图；6为拉伸后的弯曲LED灯丝； 7为泡壳； 8为第一电极连接杆； 9为第二电极连接杆； 10为电源；11为灯头。

所述的制备LED灯丝的方法，螺旋线的形状可以是费布拉契螺线，对数螺旋或者阿基米德螺旋等二维螺旋线，且螺距，极径等大小可根据要求调节。

所述的制备LED灯丝的方法，螺旋灯丝拉伸后的形状可以是圆锥对数螺旋或者圆柱螺旋等三维螺旋线。所述的制备LED灯丝的方法,所附着的材料可以为导热塑料或者导热橡胶等既能够保护电路基板，又不影响散热的薄层材料。

所述的制备LED灯丝的方法，点胶的方式可以采用点胶机或者丝印机。胶的组分，比例均可以通过自由调节设计，以实现预期的色温，显指等光学指标。

所述的制备LED灯丝的方法，亦可以用制备好的荧光薄膜通过粘黏涂覆等方式涂覆在基板的表面。

所述的制备LED球泡灯的方法，灯丝拉伸的高度可以为0cm，8mm-12mm，18mm-22mm，28mm-32mm这四个区间。

所述的制备LED灯丝的球泡灯的方法在于灯丝两头有孔，孔可为圆或方形或菱形等几何形状，分别对应电源的正负极。

基于本灯丝的制作方法，还详述制备LED灯丝的球泡灯的方法。电极材料可以是铜，黄铜，或者导电塑料，导电橡胶等具有良好导电性能的材料。泡壳的类型可以是A60，G125 ，St14，STST等不同类型。

所述的制备LED灯丝的球泡灯的方法在于充气的种类。填充气体的种类也可以是氮气，氦气等惰性气体，或者是几种不同气体的混合气体。

所述的制备LED球泡灯的方法在于电源可以在灯头里面，或灯头外面，或者在灯丝上。

在本次发明中，所采用的铜制的金属底板比传统的陶瓷基板的散热效果好，且具有良好的散热性，柔性。在拉伸距离0mm-32mm内，最优值在区间18mm-22mm。两端拉伸后的三维螺旋灯丝拥有良好的空间，正反面涂覆荧光粉后能3D全方位发光，拥有立体发光效果，且发光均匀，光衰较小，可靠性较高。

本发明在基于以上的灯丝制作方法上，还添加设计了一种将该灯丝安装到灯泡内的途径。灯泡的填充气体既可以是氮气，也可以是氦气或者不同种稀有气体的混合气体等散热性较好，不易氧化反应的保护性气体。

灯泡内的安装的灯丝可以为一条或者两条，或者多条，灯丝连接方式既可以串联也可以并联或者串并联混合。灯丝可以横着放置也可斜着放置或者摆放成任意角度。不同灯丝的组合方式也可有多种设计。

本实验中，电源的选取可以自由设计，输入电压的选择可以根据接入的芯片的个数以及电路的连接方式来调节控制。