一种LED光源板及LED玻璃灯管的制作方法

本实用新型属于照明技术领域，特别涉及一种LED光源板及LED玻璃灯管。

背景技术：

LED发光二极管从实用新型至今，经过全球各政府科研院所、高校、国有企业、民营企业等机构的不懈努力，LED光源本身及其相关配套，如散热材料、驱动部件都趋于成熟，LED光源产品从遥不可及的高价位逐步回落到大众可以接受的程度，LED日光灯管正是凭借这一优势进入了民用类照明产品行列，但相比于传统荧光灯管而言，LED日光灯管还是面临着价格偏高、生产组装繁琐、超重的铝材散热等方面的制约因素。

现有技术中有一种全塑灯管，设有全塑灯管体，该全塑灯管体采用PC料挤出成型，但是PC本身耐候性较差，长期在高温下工作会导致塑料管发黄发脆从而影响到光环境健康和产品本身的品质。玻璃管一直是LED日光灯管管材使用的研究方向，现有技术中有一种玻璃灯管，其灯管内设置有铝型材，用于安装LED光源，还可以根据光源亮度需求进行高度调节，但铝材本身价格偏高，无法做到高端性能平民化价格。另外，传统LED灯管中的灯板散热问题一直是制约LED灯管性能和使用寿命的因素。并且，传统LED灯管的LED灯板以及整个灯管的制造过程也较复杂，通常需要较多的人工操作，难以规模化量产。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种LED光源板，旨在解决传统LED灯管的灯板散热性能差以及加工复杂的技术问题。

本实用新型是这样实现的，提供一种LED光源板，包括金属线、设置于所述金属线上的多个碗杯、直接连接于所述金属线上并位于所述碗杯中的多个LED芯片，以及包覆于所述金属线外周的与所述碗杯连接的胶体；所述多个LED芯片通过所述金属线电连接，所述金属线的端头穿出所述胶体形成端子；所述胶体沿着所述金属线的延伸方向开设有多个供所述金属线外露的开槽，所述胶体还设有将所述LED光源板分区的标识位。

进一步地，所述LED光源板的分区形式为每两个LED芯片为一组，所述标识位位于同一组的两个LED芯片之间，规格不同的LED芯片组采用不同的标识位。

进一步地，每组中的两个LED芯片的间距为12-20mm，所述碗杯的深度为0.1mm-0.3mm，所述LED芯片的光发散角为120度，混光距离为4.66mm-4.86mm。

进一步地，每组中的两个LED芯片并联，不同组LED芯片串联。

进一步地，每相邻两个LED芯片之间设有至少一个所述开槽，所述金属线于所述开槽外露的部分设有铬镀层。

进一步地，所述胶体完全包覆所述金属线的背面以及侧边，所述碗杯的高度大于所述胶体的厚度，在所述开槽处，所述胶体包覆所述侧边的宽度为0.2-0.5mm，在所述碗杯处，所述胶体与所述碗杯连接为一体且包覆所述侧边的宽度为0.35-1.0mm。

进一步地，所述端子包括宽度一致的伸出段和宽度渐缩的平头滑顶，所述平头滑顶的两侧边对称且成60°夹角，所述平头滑顶的末端宽度为所述伸出段的宽度的1/3-1/2。

进一步地，所述端子包括正极端子、负极端子和接地端子，所述正极端子、负极端子和接地端子从所述金属线的同一端引出。

本实用新型的另一目的在于提供一种LED玻璃灯管，包括玻璃管以及设置于所述玻璃管中的LED光源板，所述LED光源板采用权利要求1～8任一项所述的LED光源板，所述LED光源板的背部与所述玻璃管的内壁贴合，所述玻璃管的内部还设有与所述LED光源板的端子连接的LED驱动模块，所述玻璃管的两头密封有堵头，所述堵头设有与所述端子连接的堵头连接线。

进一步地，所述LED驱动模块的形状与所述玻璃管的形状匹配，且对应所述端子开设有导电孔，所述端子穿过所述导电孔与所述堵头连接线通过LED驱动模块的电路连接。

本实用新型实施例提供的LED光源板具有如下技术效果：1、LED芯片直接设置在金属线上，并通过金属线进行电连接，金属线扩大了LED的PN结面积，与空气热交换面积增加，不需设置铝基板，缩短了热阻通道，在实现固晶和电路连接的同时，有效改善了LED芯片的散热；2、在胶体上开槽供金属线外露，进一步改善了LED芯片的散热；3、将LED光源板分区，通过标识位进行分区识别，有利于在制造过程中分割光源板，提高生产效率；4、将LED芯片直接设置在金属线上，采用胶体包覆，且胶体正面开槽，既不需设置笨重的基板，减小LED光源板的重量，又降低了成本。

本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管采用了上述的LED光源板作为发光体，具有优异的散热性能、简单的结构、轻便的重量及较高的安全性，使得该玻璃灯管的可靠性更好，使用寿命更长，成本更低，且玻璃本身透光率高，在内附着高扩散高透过率的环保中性材料还可以提高出光率，且玻璃材料不会如塑料材料易老化产生光污染，提供了更加健康的光环境。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的LED光源板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的侧视结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的LED驱动模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的LED驱动模块与玻璃管的连接结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的制造方法流程图；

图7是本实用新型实施例提供的LED光源板的制造方法流程图；

图8是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的制造方法中使用的光源板治具的主视结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的制造方法中使用的光源板治具的侧视结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的LED玻璃灯管的制造方法中使用的玻璃管夹具的结构示意图。

图中标记的含义为：

10-金属线；101-端子；20-碗杯；30-LED芯片；40-胶体；401-开槽；402-标识位；

1-LED光源板；2-玻璃管；3-胶水；4-LED驱动模块；41-导电孔；5-堵头；6-光源板治具；61-凹槽；7-胶线；8-玻璃管夹具；81-重力感应头；82-气动感应治具夹头；83-治具夹臂；84-弧形托槽组成。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请查阅图1，本实用新型实施例提供一种LED光源板1，包括金属线10、设置于金属线10上的多个碗杯20、直接连接于金属线10上并位于碗杯20中的多个LED芯片30，以及包覆于金属线10外周的与碗杯20连接的胶体40；多个LED芯片30通过金属线10电连接，金属线10的端头穿出胶体40形成端子101；胶体40沿着金属线10的延伸方向开设有多个供金属线10外露的开槽401，胶体40还设有将LED光源板1分区的标识位402。具体地，金属线10的数量为两条、三条或更多条，具体根据实际电路设计的需要确定。一个碗杯20中设置一个LED芯片30，且填充有封装胶。LED芯片30分组设置，各组LED芯片30的电路关系以及每组LED芯片30的电路关系根据需要设置。在外部结构上，LED芯片30的分组体现在胶体40上的标志位所标识的分区结构，每个标识位402对应一个分区，即代表一组LED芯片30的位置，分区设置的目的在于便于在制造过程中分割较长的光源板以获得想要规格的LED光源板。上述碗杯20和胶体40连接为一体，具体可以是一体成型，也可以单独制作再进行连接。胶体40的开槽401供金属线10部分外露，以便于散热。

本实用新型实施例提供的LED光源板1具有如下技术效果：LED芯片30直接设置在金属线10上，并通过金属线10进行电连接，金属线10扩大了LED的PN结面积，与空气热交换面积比单只LED封装散热面积增加了600％-1100％，从热传递路径方面，LED产生的热能直接通过金属线10与外界交换，相比LED通过铝基板再到散热体这样的双重热阻通道的导热效果更好，使得LED光源板1裸灯工作的温升小于45度，在实现固晶和电路连接的同时，有效改善了LED芯片30的散热；进一步地，在胶体40上开槽401供金属线10外露，进一步改善了LED芯片30的散热；将LED光源板1分区，通过标识位402进行分区识别，有利于在制造过程中分割光源板，提高生产效率；另外，将LED芯片直接设置在金属线10上，采用胶体40包覆，且胶体40正面开槽401，既不需设置笨重的铝基板，减小LED光源板的重量，又降低了成本。

进一步地，LED光源板1的分区形式为每两个LED芯片30为一组，每组中的两个LED芯片30之间并联，不同组LED芯片30之间串联。标识位402位于同一组的两个LED芯片30之间，规格不同的LED芯片30组采用不同的标识位402。每两个LED芯片30为一组，将标识位402设计在两个LED芯片30之间是最便于识别的方式，当光源板较长时，每个标识位402两侧的两个LED芯片为一组是最为简单且准确的辨认方式。

标识位402的形状可以是由多个微槽构成的跑道形、阵列形、曲线形等易于辨认的形状，本实施例不进行限制，且微槽优选为使金属线10外露的微槽，以进一步改善散热效果。

进一步地，每组中的两个LED芯片30的间距为12mm-20mm，通过光学分析软件可以确定选择16.5mm可以更好的达到均匀光分布的条件设定。碗杯20的深度为0.1mm-0.3mm，通过光学分析软件可以确定优选为0.183mm，可以提升LED光线出光能量达到理论设定98.75％。规格为1017的LED芯片30发出的光经过较浅碗杯20的反射和折射以120度的发散角发射出去后，可以在4.66mm-4.86mm高度位置均匀混光，以4.76mm混光效果最佳。以上设计可减小LED光线在杯体内往返折射造成的光损，提升LED出光率20％。将整个LED光源板1置于圆形玻璃管中制作的玻璃灯管可以输出335°发散角的光线。

在本实施例中，每相邻两个LED芯片30之间设有至少一个开槽401，以加快散热，开槽401的宽度可以等于或者大于碗杯20的宽度，为了保护LED芯片30不受外界高温和空气氧化，在金属线10于开槽401外露的部分设有铬镀层，该铬镀层的厚度优选为0.1～0.15μm。另外，为了方便LED芯片30的焊接，优选在金属线10对应LED芯片的区域设置银镀层。

进一步地，胶体40完全包覆金属线10的背面以及侧边，胶体40和碗杯20连接为一体以加强胶体40和金属线10的连接，碗杯20为满足光线调整的需要具有一定的高度，胶体40的厚度在满足与金属线10的结合强度要求下，可以小于碗杯20的高度，一方面节约材料和重量，一方面也可以减小胶体40对散热的影响。在开槽401处，胶体40包覆金属线10侧边的宽度为0.2mm-0.5mm，优选为0.2mm，在碗杯20处，胶体40进一步内收0.15-0.5mm，优选为0.15mm，胶体40与碗杯20连接为一体，加强与金属线10的连接，此时胶体40包覆侧边的宽度为0.35mm。可见开槽401的宽度大于碗杯20的宽度，开槽401处的胶体40宽度做到尽量小以在满足于金属线10的结合力的情况下最大程度的改善散热效果。

在本实施例中，金属线10的端子101包括正极端子、负极端子和接地端子，正极端子、负极端子和接地端子可以从金属线10的同一端引出，便于驱动设计和安装。每个端子101均包括宽度一致的伸出段和宽度渐缩的平头滑顶，以便于顺利滑入LED驱动模块的导电孔进行电连接。进一步地，平头滑顶的两侧边对称且成60°夹角，平头滑顶的末端为直线型，其宽度为伸出段的宽度的1/3-1/2。具体地，伸出段的宽度可以为6mm，平头滑顶的末端宽度为2mm-3mm。

在本实施例中，金属线10为由铜、铝、铁及稀土合成的超导体金属线10，本实施例称之为“新能金”，该超导体金属线10能有效抵抗空气、水气、硫等不利环境的侵蚀，导热系数可以达到238W/m·K，电阻率为0.02251mm^2/m,导电率为46.03。该胶体40为由纳米活性碳酸钙(CaCO₃)、γ一环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、氯铂酸(H2PtCl6·6H20)、四甲基二乙烯基二硅氧烷(MMVi)以及表面改性的气相二氧化硅促变剂在磁力恒温水浴锅中于110℃温度下合成的白色胶体40，本实施例称之为“新能胶”，该新能胶具有良好的收缩包覆率，良好的绝缘性能，可以和金属线10良好结合。

请参阅图2和图3，本实用新型实施例进一步提供一种LED玻璃灯管，包括玻璃管2，以及设置于玻璃管2中的如上所述的LED光源板1，该LED光源板1的背部与玻璃管2的内壁通过胶水3贴合，玻璃管2的内部还设有LED驱动模块4，LED玻璃管2的两头密封有堵头5，LED光源板1的端子101与LED驱动模块4连接。具体地，该玻璃管2可以是条形圆管，LED光源板1与玻璃管2的长度方向平行。

具体地，请参阅图4和图5，LED驱动模块4的形状与玻璃管2的形状匹配，为圆形，且设有导电孔41，当LED光源板1的端子包括正极端子、负极端子和接地端子时，导电孔41也设有三个，分别供三个端子穿出，且各自标记为“+”“-”“N”。正极端子、负极端子和接地端子的平头滑顶能够顺利滑入导电孔41，并外露一段距离，与堵头5连接。堵头5可以设置堵头连接线，与上述各端子连接。

该玻璃灯管采用上述LED光源板1作为发光体，LED芯片30直接贴于金属线10上，具有优异的散热性能、简单的结构、轻便的重量及较高的安全性，使得该玻璃灯管的可靠性更好，使用寿命更长，成本更低，且玻璃本身透光率可以达到88.8％，在内附着高扩散高透过率的环保中性材料还可以提高出光率，且玻璃材料不会如塑料材料易老化产生光污染，提供了更加健康的光环境。

进一步参考图6，本实用新型实施例进一步提供一种LED玻璃灯管的制造方法，包括下述步骤：

在步骤S101中，制备LED光源板1；即制备本实施例所述的LED光源板1。

在步骤S102中，准备光源板治具6，光源板治具6设有可容纳LED光源板1的凹槽61，将LED光源板1背部朝上放置于凹槽61中，在LED光源板1的背部沿其长度方向打胶。如图8和图9。

具体地，凹槽61宽度4mm、深度2mm，凹槽61从治具顶端向治具尾端延伸1.5米，LED光源板1放置在治具的凹槽61内，通过自动化打胶机，在LED光源板1背面按170米/秒的速度从顶端向尾端喷射胶体40，形成2mm宽胶线7。

在步骤S103中，采用玻璃管夹具8夹持玻璃管2，控制光源板治具6携带LED光源板1向玻璃管2中移动至指定位置，玻璃管夹具8包括用于夹紧玻璃管的夹紧治具以及设置于夹紧治具上方的重力感应头81。

如图10，具体地，夹紧治具由气动感应治具夹头82、治具夹臂83、弧形托槽84组成，气动感应治具夹头82设置于治具夹臂83的两端，用于夹紧玻璃管2的侧壁，弧形托槽84设置于治具夹臂83的内侧，用于托起玻璃管2，玻璃管2的底部与弧形托槽84的底部相切，夹紧治具与重力感应头81组成连接动作机构。重力感应头81位于夹紧治具的正上方，用于感应LED光源板1是否运行到玻璃管2内的指定位置，并向上吸引LED光源板1。

在步骤S104中，通过重力感应头81感应到LED光源板1到达指定位置时吸引LED光源板1，使LED光源板1脱离光源板治具6向上运动，使LED光源板1背部的胶线7受挤压而填充LED光源板1和玻璃管2之间的空隙，将LED光源板1和玻璃管2粘牢，经过预定时间后重力感应头81归位，完成LED光源板1与玻璃管2的连接；

在步骤S105中，将光源板治具6移出玻璃管2；

具体地，光源板治具6从玻璃管2中分离后，将玻璃管2正向放置10-15分钟后，粘接胶体40固化，LED光源板1与玻璃管2达到牢固粘接。

在步骤S106中，待LED光源板1与玻璃管2之间的胶体40固化后，安装LED驱动模块4，将LED光源板1的端子101与LED驱动模块4连接；

在步骤S107中，在玻璃管2的两头安装堵头5。

LED驱动模块4为圆形，直径与玻璃管2的内径匹配，并开设有供LED光源板1的金属线10的端子101穿过的导电孔41。具体地，LED驱动模块4正向垂直推入玻璃管2，LED驱动模块4外直径24mm，驱动边缘开设3个导电孔41，接地端子101“N”、正极端子101“+”和负极端子101“-”的平头滑顶滑入对应的导电孔41，接地端子“N”和正极端子“+”的导电孔设计为直径0.8mm、间距1.7mm，负极端子“-”的导电孔设计为直径1mm、与正极端子“+”的导电孔的间距设计为2mm。平头滑顶超出LED驱动模块0.5mm，将该组装用锡炉固定，实现装配。然后在玻璃管2两端焊接堵头5连接线，在堵头5内侧均匀上胶，玻璃管2套入堵头5，完成整机装配。

通过该方法制作LED玻璃灯管，在组装LED光源板1和玻璃管2时，采用光源板治具6承载LED光源板1并进行背部打胶，采用玻璃管夹具8夹持玻璃管2，通过机械设备移动光源板治具6入玻璃管2，通过重力感应头81感应LED光源板1到达指定位置，吸附LED光源板1，使之与玻璃管2粘合，而后重力感应头81复位，光源板治具6退出玻璃管2，完成LED光源板1和玻璃管2的组装，然后装配LED驱动模块4和堵头5。上述LED光源板1的打胶、LED光源板1与玻璃管2的组装、LED驱动模块4的装配和堵头5的安装均可以通过机械设备完成，整个过程高度自动化，利于规模化生产，提高了生产效率。

进一步参考图7，在上述步骤S101中，具体可以这样制作LED光源板1：

在步骤S201中，准备金属线10，对金属线10进行表面处理和分区。

具体地，取金属线10，在预定贴设LED芯片30的区域镀银层，在预定开槽401的区域镀铬层，铬层的厚度为0.1～0.15μm。

在步骤S202中，根据分区布局在金属线10上成型碗杯20。

在步骤S203中，将LED芯片30设置在金属线10上并位于碗杯20中，并完成电路连接。

具体地，该碗杯20的高度根据使用LED芯片30的规格、间距和混光距离的要求进行设计，本实施例采用规格为1017的芯片，每组LED芯片30的间距为12mm-20mm，优选为16.5mm，碗杯20深度为0.1mm-0.3mm，优选为0.183mm，在4.66mm-4.86mm，更具体为4.76mm高度位置实现均匀混光，将整个LED光源板1置于圆形玻璃管2中制作的玻璃灯管可以输出335°发散角的光线。

在步骤S204中，在完成芯片安装的金属线10外周形成胶体40，胶体40与碗杯20连接，在胶体40上开槽401使金属线10部分外露，并在胶体40上制作用于分区的标识位402。

具体地：采用上述的新能胶包覆金属线10，金属线10的背部和侧边完全由胶体40包覆，金属线10的正面在碗杯20处与碗杯20连接，不与碗杯20连接的部位开槽401并预留设置标识位402的区域，开槽401宽度可以大于碗杯20的宽度，具体地，在开槽401处，胶体40包覆金属线10侧边的宽度为0.2mm-0.5mm，优选为0.2mm，在碗杯20处，胶体40继续内收0.15mm-0.5mm，优选为0.15mm，包覆金属线10侧边的宽度为0.35mm-1mm。在设置标识位402的区域，优选开设微槽，多个微槽排列成预定的形状作为标识位402。具体可以排列成跑道形、阵列形或者曲线形等等易于辨识的形状。不同组的LED芯片30，如果类型不同，可以设计不同形状的标识位402。

在步骤S205中，分割覆盖了胶体40的金属线10，并对金属线10的端部进行处理得到端子101，获得预定规格的LED光源板1。

具体地，根据标识位402分割金属线10后，可以获得若干个半成品，对该半成品的一端或者两端进行处理，将每根金属线10的端部加工成宽度不变的伸出段，再进一步将伸出段的末端加工成宽度渐缩的平头滑顶，获得正极端子101、负极端子101和接地端子101。优选地，伸出段的宽度为0.6mm，平头滑顶的两侧边对称且成60°夹角，平头滑顶的末端为直线型，宽度为2-3mm。

在制作LED玻璃灯管的步骤S106中，采用的LED驱动模块4设有与LED光源板1的正极端子、负极端子和接地端子配合的导电孔41，将LED驱动模块4沿着玻璃管2的轴向置入玻璃管2，然后将LED光源板1的正极端子、负极端子和接地端子的平头滑顶滑入LED驱动模块4的导电孔41，并焊接固定。

通过上述方法制备LED光源板1，在金属线10上成型碗杯20、镀银层、镀铬层、固晶、焊线、封胶及包封胶体及开槽等均可基于自动化设备完成，结合后续与玻璃管2的装配，整个制造LED光源板1及组装玻璃灯管的过程均可通过全自动机械操作，为规模化生产提供了保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。