一种长灯丝以及一种灯丝网的制作方法

本发明涉及一种灯丝，特别是涉及一种长灯丝和包括该长灯丝的照明网。

背景技术：

在现有技术中led灯丝一般是玻璃、透明有机材料做基板将led芯片固晶在基板上，led芯片一般是串联连接，灯丝长度一般先于20厘米，安装在玻璃壳里，做成led灯丝灯泡，灯丝四周涂荧光胶，整个灯丝四周都将蓝光变成白光，有很好的照明效果，再者由于灯丝是用小功率led晶片，单颗出光量小，虽然单根灯丝有几瓦，但是人眼直视炫目感并不是很强。现有灯丝的缺点主要是散热差、长度短、串联连接，现有灯丝周围是荧光胶不利于传热，安置在灯泡容器内更不利于传热，所以led结温都在百度左右，导致寿命远不能达到led理想的寿命（10万小时）；第2个缺点—长度短大大限制其进入大面积柔性照明的应用领域；第3个缺点—串联连接，一旦一个led芯片损坏，整串都断路，不亮。

在现有技术中灯带一般是将3个led和一个电阻构成一“串”，然后多个“串”并联，一个“串”中的led损坏，只是这个“串”灭灯，其它“串”不受影响，依然亮灯，可提高整个灯带的可靠性，同时3个led和1个电阻串联，一般可以用经济的12v开关电源供电，即这种串联有利于提高开关电源的输出电压，从而选用效率较高的恒压型开关电源，这个方案的缺点是串联了电阻大约有10-20%能量消耗在电阻上，设置电阻的原因是利用电阻负反馈作用限流，限流的原因是防止led过流加载的功率过大，引起led发热太多损坏led或减少led的寿命，目前大多数led工作在90%满负荷之下，可见这种方案即使浪费10%以上的功率也不能保证满负荷工作，更不能保证达到10万小时的工作寿命。

在现有技术中多个led并联构成一“并”，然后把多个“并”串联，这种方案的优点是没有电阻消耗功率，也容易选用效率较高的开关电源，其中一个led损坏也不会立即导致整个电路灭灯，但是不论选择恒压型或恒流型开关电源都对整灯有不利影响；选用恒流源时，当一个led损坏，总电流会分摊到同一“并”的其它led上，会加速同一“并”的其他led的损坏；选用恒压源时，当一个led损坏，流过整个电路的电流会减小，整个led灯的发光量会明显降低。

从以上对现有技术的全串联模式、先串联成“串”再并的模式、先并联成“并”再串的模式的分析看出它们都有明显的缺陷，为了克服这个缺陷，同时解决现有led灯丝散热差，不能制作米级长度的缺陷，本设计人经过不断的研究、设计、实验，终于创设出确具实用价值的本发明。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，克服现有led灯丝技术中存在的散热差、长度短、串联连接的缺点，而提供一种新型结构的led长灯丝，以及解决其散热问题和大规模柔性照明问题而提出的一种长灯丝网。所要解决的技术问题是在长灯丝基底设置了较厚的金属基底层，所采用的led晶片直接固晶或焊接在金属基底层，在编织长灯丝网时金属基底层与交错的金属丝焊接，让金属丝作为长灯丝的散热体。为了解决现有led灯丝串联可靠性差的问题，改为led晶片之间并联连接，为了解决并联电流大的问题，增加了金属增强导电体，并把金属增强导电体焊接在金属导电层上表面，这个措施还加强了长灯丝的强度；因为金属增强导电体高度高于led晶片及其引线的高度，所以和起到保护led晶片的作用，在长灯丝网编织过程，不容易损坏led晶片。为了解决现有led灯丝不能做到几米几十米的问题制作工艺采用了卷到卷的腐蚀、打孔工艺和覆膜、焊接金属增强导电体层工艺。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种长灯丝，其特征在于其包括：

金属基底层、绝缘层、金属导电层、金属增强导电体、发光体晶片、荧光胶保护层；

多个发光体晶片，以并联连接，其热沉或具有热沉功能的电极焊接在所述金属基底层；

绝缘层设置在所述金属导电层和金属基底层之间并使二者绝缘，其宽度大于金属导电层，且延伸出金属导电层的边缘，其上没有金属导电层处且需要焊接所述倒装式发光体晶片的电极或固晶正装式发光体晶片之处开孔打穿所述绝缘层露出所述金属基底层；

金属增强导电体宽度小于金属导电层，焊接在所述金属导电层上表面；

荧光胶保护层覆盖在所述金属导电层、金属增强导电体、发光体晶片、绝缘层上表面。

进一步，所述金属基底层厚度范围0.1-1mm，宽度0.5-2mm；所述绝缘层、金属导电层厚度范围0.01-0.1mm，宽度0.5-2mm；金属增强导电体厚度范围0.1-2mm，宽度0.5-1mm，高度高于所述发光体晶片的高度，或者发光体晶片的引线的高度；所述金属基底层、绝缘层、金属导电层、金属增强导电体长度范围1米-1百米。

进一步，所述发光体晶片是发光二极管（led）晶片或者激光二极管（ld）晶片，其架构是正装、倒装、垂直、薄膜形式。

进一步，所述金属基底层、金属导电层、金属增强导电体表面镀锡。

依据本发明提出的第一种制作所述长灯丝的工艺，其特征在于其包括：

a）用整卷的单面fpc的上表面金属层作所述金属导电层，用fpc的聚亚酰胺基底作所述绝缘层，用卷到卷模式对fpc上表面金属导电层腐蚀形成电路图形；在fpc的无金属导电层面（即背面）用覆膜工艺涂胶层；对腐蚀掉金属导电层部分的fpc按照设置所述发光体晶片的需要打孔；

b）在上述工艺的基础上，用覆膜工艺将整卷的所述金属基底层粘合在下表面，得到金属基底层-绝缘层-金属导电层复合体；用卷到卷模式在金属基底层-绝缘层-金属导电层复合体上表面按照所述发光体晶片的需要制作焊盘；

c)在上述工艺的基础上，当所述在发光体晶片是正装晶片时采用固晶和连线工艺，当所述在发光体晶片是倒装晶片时进行焊接工艺，将发光体晶片固定在所述金属基底层-绝缘层-金属导电层复合体；

d）在上述工艺的基础上，用覆膜工艺将切割成细条的所述金属增强导电体贴敷在所述金属基底层-绝缘层-金属导电层复合体的金属导电层上表面，并焊接为一体；

e）在上述工艺的基础上，在所述金属导电层、金属增强导电体、发光体晶片、绝缘层上表面覆盖所述荧光胶保护层；纵切分条。

依据本发明提出的第二种制作所述长灯丝的工艺，其特征在于其包括：

a）从整卷的薄铜基板开始，用所述薄铜基板的上表面金属层作所述金属导电层，用所述薄铜基板的绝缘层作所述绝缘层，用所述薄铜基板的基底薄铜板作金属基底层；做用卷到卷模式对薄铜基板上表面金属导电层腐蚀形成电路图形；对腐蚀掉金属导电层部分的薄铜基板按照设置所述发光体晶片的需要打固晶孔和焊线焊盘孔，击穿所述绝缘层，露出所述金属基底层；

b）在上述工艺的基础上，用卷到卷模式在薄铜基板上表面按照所述发光体晶片的需要制作焊盘；

c)在上述工艺的基础上，当所述在发光体晶片是正装晶片时采用固晶和连线工艺，当所述在发光体晶片是倒装晶片时进行焊接工艺，将发光体晶片固定在薄铜基板上；

d）在上述工艺的基础上，用覆膜工艺将切割成细条的所述金属增强导电体贴敷在铜基板的金属导电层上表面，并焊接为一体；

e）在上述工艺的基础上，在所述金属导电层、金属增强导电体、发光体晶片、绝缘层上表面覆盖所述荧光胶保护层；纵切分条。

依据本发明提出的一种灯丝网，其特征在于其包括上述长灯丝和导热细丝，长灯丝和导热细丝横纵编织而成网。

进一步，所述导热细丝是金属细丝或者石墨纤维丝，丝径为0.05毫米-1毫米；所述编织的方式是平纹编织或斜纹编织或缎纹编织，所述网的孔是方形或菱形；所述灯丝网的层数是单层网或多层堆叠网，其网孔密度为5目-60目；所采用的织机是有梭织机、或剑杆织机、或编织袋织机、或织带机。

进一步，所述灯丝网的经线是长灯丝或者导热细丝或者部分长灯丝部分导热细丝；所述网的纬线是长灯丝或者导热细丝或者部分长灯丝部分导热细丝。

进一步，所述金属导热细丝表面镀锡，交错的金属导热细丝焊接，金属导热细丝与所述长灯丝的金属基底层交错处焊接。

进一步，所述灯丝网还包括汇流条，所述汇流条是三层结构，下层是金属基底层，中间是绝缘层，上层是金属导电层，所述金属导热细丝焊在汇流条的一个表面，所述长灯丝的金属增强导电体焊在汇流条的另一个表面。

由以上技术方案可知,本发明—一种长灯丝至少具有下列优点：采用全并联结构，比现有的全串联模式、先串联成“串”再并的模式、先并联成“并”再串的模式可靠性有大大的提升，而支撑这种提升的除了增加金属增强导电体以加大通电流能力，更主要的是本发明的长灯丝以及灯丝网有足够强的散热能力使led即使工作在超负荷数倍的状态结温任然处于正常状态，从而保证led不损坏。为了减小热阻led晶片直接固晶在金属基底层或者焊接在金属基底层，灯丝网是导热细丝与长灯丝的金属基底层紧密接触、焊接，灯丝网的导热细丝之间在交叉点处也紧密接触、焊接。本发明揭示的长灯丝+灯丝网方案可以使led晶片-金属基底层-导热细丝-空气，这一散热途径最顺畅、最经济，每平米灯丝网可承载数千瓦led晶片。

本发明揭示的二种工艺利用了已经成熟的fpc、铜基板制作工艺、卷到卷pcb制作工艺、覆膜工艺、打孔工艺、丝网编织工艺，所以可以工业化大规模实施。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明第一实施例一种长灯丝的结构示意图，其中俯视图（上）前视图（下）。

图2是本发明第二实施例一种长灯丝的结构示意图，其中俯视图（上）前视图（下）。

图3是本发明一种长灯丝的第一种制作工艺流程图，其中俯视图（上）前视图（下）（权利要求5）。

图4是本发明一种长灯丝的第二种制作工艺流程图，其中俯视图（上）前视图（下）（权利要求6）。

图5是本发明一种灯丝网结构示意图，其中左视图（左），俯视图（右）。

图6是本发明一种灯丝网中的汇流条的结构示意图，其中仰视图（上）前视图（下）。

1、金属基底层2、绝缘层3、金属导电层4、金属增强导电体5、发光体晶片（倒装式）6、环氧荧光胶保护层7、金属导电层上的矩形焊盘8、绝缘层开孔9、在8位置，在金属基底层制作的焊盘10、焊锡11、fpc下的胶粘层

20、发光体晶片（正装式）21、绝缘层开孔，用于暴露金属基底层制作的固晶位22、绝缘层开孔，用于暴露金属基底层制作的引线焊盘23、在金属导电层上的焊盘24、固晶胶25、引线26、在金属基底层制作的焊盘

30、导热细丝31、长灯丝32、汇流条33、汇流条的金属基底层34、汇流条的绝缘层35、汇流条的金属导电层36、汇流条的焊盘

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种长灯丝以及灯丝网的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1是本发明的第一实施例提出的一种长灯丝的俯视图（上）前视图（下）的示意图。金属基底层（1）长100厘米，宽1000微米，厚200微米，绝缘层（2）厚50微米，金属导电层（3）厚15微米，经腐蚀后宽度为650微米，金属增强导电体（4）宽400微米，厚200微米，发光体晶片（倒装式）（5）长300微米，宽200微米，厚度140微米，功率50毫瓦。从图1示出金属导电层（3）宽度小于绝缘层（2）是为了防止金属导电层（3）与金属基底层（1）、灯丝网的导热细丝（30）短路，从图1示出金属增强导电体（4）高度高于发光体晶片（倒装式）（5）是为了在编织灯丝网时保护发光体晶片（倒装式）（5），在金属导电层（3）、金属增强导电体（4）、发光体晶片（5）、绝缘层（2）上表面涂环氧荧光胶保护层（6）。从图1示出（7）（8）位置没有焊发光体晶片（倒装式）（5），（7）是在金属导电层（3）上制作的矩形焊盘，（8）是在绝缘层（2）开孔，（9）是在8位置，在金属基底层制作的焊盘，（9）用于焊接发光体晶片（倒装式）（5）散热能力较强的引脚，（7）用于焊接发光体晶片（倒装式）（5）散热能力较弱的引脚，焊接是用焊锡（10）焊接。

如图3是本发明的第一种工艺流程，工艺起始于fpc，所采用的fpc材料宽250mm，长1米，所制作长灯丝宽1毫米，扣除边缘夹持宽度2厘米，经纵向切割后可得到230根长灯丝。a步骤用子图a1-a4表示，俯视图在上，前视图在下，a1子图表示的是单面fpc，（2）是聚酰亚胺薄层即所述绝缘层，（3）是铜箔薄层即所述金属导电层，a2子图表示湿法腐蚀了部分金属导电层形成电路图形，a3子图表示在fpc的背面用覆膜工艺粘了一层胶粘层（11），a4子图表示在绝缘层开通孔（8）。b步骤用子图b1-b2表示，b1子图表示fpc的背面用覆膜工艺粘覆金属基底层（1），b2子图表示在金属导电层上做矩形焊盘（7），在（8）位置金属基底层制作的焊盘（9）。c步骤用子图c表示，c子图表示将倒装发光体晶片（5）用焊锡（10）焊接在焊盘（7）（9）上。d步骤用子图d表示，d子图表示用覆膜、焊接工艺将金属增强导电体（4）设置在金属导电层（3）上表面，其高度高于发光体晶片（5）上表面。e步骤用子图e表示，e子图表示在金属导电层（3）、金属增强导电体（4）、发光体晶片（5）、绝缘层（2）上表面涂环氧荧光胶保护层（6）。

如图2是本发明的第二实施例提出的一种长灯丝的俯视图（上）前视图（下）的示意图。金属基底层（1）长100厘米，宽1000微米，厚200微米，绝缘层（2）厚50微米，金属导电层（3）厚15微米，经腐蚀后宽度为500微米，金属增强导电体（4）宽400微米，厚200微米，发光体晶片（正装式）（20）长300微米，宽200微米，厚度140微米，功率50毫瓦。从图2示出金属导电层（3）宽度小于绝缘层（2）是为了防止金属导电层（3）与金属基底层（1）、灯丝网的导热细丝（30）短路，从图2示出金属增强导电体（4）高度高于发光体晶片（正装式）（20）是为了在编织灯丝网时保护发光体晶片（正装式）（20）和其引线（25），在金属导电层（3）、金属增强导电体（4）、发光体晶片（5）、绝缘层（2）上表面涂环氧荧光胶保护层（6）。从图2示出（21）位置没有固晶发光体晶片（正装式）（20），（23）是在金属导电层（3）上制作的圆形焊盘，（22）是在绝缘层（2）开圆形通孔，在金属基底层（1）制作的焊盘（26），（21）是在绝缘层（2）开方形通孔用于固晶（20），发光体晶片（正装式）（20）用固晶胶（24）直接固晶在金属基底层（1）有利于散热，发光体晶片（正装式）（20）的二个电极用引线（25）与分别与二个焊盘（23）（26）连接。

如图4是本发明的第二种工艺流程，工艺起始于薄铜基板，所采用的薄铜基板宽250mm，长1米，所制作长灯丝宽1毫米，扣除边缘夹持宽度2厘米，经纵向切割后可得到230根长灯丝。a步骤用子图a1-a3表示，俯视图在上，前视图在下，a1子图表示的是单面薄铜基板，（2）是铜基板的绝缘层，是聚酰亚胺薄层即所述绝缘层，（3）是薄铜基板的铜箔层即所述金属导电层，（1）是铜基板的基底即所述金属基底层；a2子图表示湿法腐蚀了部分金属导电层形成电路图形；a3子图表示在绝缘层（2）挖方形孔（21）且挖穿绝缘层（2）用于发光体晶片（20）固晶，在绝缘层（2）挖圆形孔（22）且挖穿绝缘层（2）用于发光体晶片（20）的引线焊盘制作。b步骤用子图b表示，b子图表示在金属导电层（3）做焊盘（23），在方形孔（21）位置涂固晶胶（24），在圆形孔（22）位置，在金属基底层制作的引线焊盘（26）。c步骤用子图c表示，c子图表示将正装发光体晶片（20）用固晶胶（24）粘牢，把发光体晶片（20）的2个电极分别用引线（25）与焊盘（23）（26）连接。d步骤用子图d表示，d子图表示用覆膜、焊接工艺将金属增强导电体（4）设置在金属导电层（3）上表面，其高度高于正装发光体晶片（20）上表面和引线（25）。e步骤用子图e表示，e子图表示在金属导电层（3）、金属增强导电体（4）、正装发光体晶片（20）、绝缘层（2）上表面涂环氧荧光胶保护层（6）。

图5是本发明一种灯丝网结构示意图，其中左视图（左），俯视图（右）。导热细丝（30）是镀锡紫铜丝，直径0.2毫米，灯丝网的经线（竖直线）全部是导热细丝（30），经线距离1毫米，灯丝网的纬线（水平线）每9根导热细丝（30）编入1根长灯丝（31），长灯丝（31）是按照第一或第二实施例制作，导热细丝（30）纬线距离1毫米，二相邻长灯丝（31）间距约1厘米，因为1厘米长灯丝安装10颗50毫瓦led晶片，相当1平方厘米灯丝网安装0.5瓦led晶片，符合散热量要求。汇流条（32）在灯丝网左右二边，作为经线用平织工艺织在灯丝网中，编织中通过综框上下拉动控制使汇流条（32）始终在各条长灯丝（31）的上面，便于长灯丝（31）的金属增强导电体（4）焊接在汇流条（32）的下表面；同样通过综框上下拉动控制使汇流条（32）始终在各条导热细丝（30）纬线的下面便于各条导热细丝（30）纬线焊接在汇流条（32）的上表面。

如图6所示，汇流条（32）宽1厘米，长与灯丝网长度相同，汇流条（32）用覆膜工艺将汇流条的金属基底层（33）、汇流条的绝缘层（34）、汇流条的金属导电层（35）做成整体，汇流条的金属基底层（33）厚度0.2毫米，汇流条的绝缘层（34）厚度0.1毫米，汇流条的金属导电层（35）厚度0.4毫米，并按照长灯丝（31）间距在汇流条的金属导电层（35）制作焊盘（36），汇流条的金属导电层（35）比较厚是因为并联电路的电流是数安培量级到数十安培量级。将长灯丝（31）的金属增强导电体（4）焊接在汇流条的焊盘（36），长灯丝（31）的二端保留一定距离不安装发光体晶片，不涂环氧荧光胶保护层（6），条导热细丝（30）纬线焊接在汇流条的金属基底层（33）。导热细丝（30）、长灯丝（31）的金属基底层（1）表面镀有低温焊锡，经加热处理，它们之间的交叉点焊为整体。将汇流条的金属导电层（35）接恒压型开关电源（图中未示出）正极，导热细丝（30）接恒压型开关电源负极，即可工作。发光体晶片产生的热量经过金属基底层（1）传导给导热细丝（30），再经过导热细丝（30）传到空气中去，传导热阻、对流热阻都达到极小。

以上所述，仅是本发明的一个实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。