金属基底LED灯丝及其制备方法.pdf

金属基底LED灯丝，包括金属制成的第一电极和第二电极，所述第二电极包括延伸基体，所述延伸基体上设置有至少一列串联LED晶片，所述第一电极和延伸基体末端通过绝缘树脂实现机械连接，第一电极通过金属导线和最靠近延伸基体末端的LED晶片实现电连接；还包括包裹全部LED晶片的荧光粉层。本发明还公开了一种金属基底LED灯丝制备方法。本发明根据LED的成光特性，改变传统工艺对LED晶片所发出的蓝光的利用方式，最大限度的提高蓝光的利用率，以达到更高的光效输出。相对蓝宝石基底，利用金属作为基底的方式在提高了LED灯丝生产效率的同时降低了生产成本。

权利要求书1.  金属基底LED灯丝，其特征在于，包括金属制成的第一电极和第二电极，所述第二电极包括延伸基体，所述延伸基体上设置有至少一列串联LED晶片，所述第一电极和延伸基体末端通过绝缘树脂实现机械连接，第一电极通过金属导线和最靠近延伸基体末端的LED晶片实现电连接； 还包括包裹全部LED晶片的荧光粉层。 2.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述延伸基体的边缘为波浪形状。 3.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述绝缘树脂为聚邻苯二酰胺树脂塑胶。 4.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述第一电极和第二电极表面镀银。 5.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述荧光粉层仅包裹延伸基体安装有LED晶片的一侧。 6.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述荧光粉层为黄绿色荧光粉或氮化物红色荧光粉，所述LED晶片为蓝光LED晶片。 7.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述第一电极和第二电极材质为铜。 8.  如权利要求1所述的金属基底LED灯丝，其特征在于，所述荧光粉层表面为圆弧形状。 9.  金属基底LED灯丝制备方法，其特征在于，包括如下步骤： S1将金属片压制成不同长度两种规格的金属电极，采用绝缘树脂将两条金属电极粘和在一起； S2在较长的金属电极上粘结LED晶片，利用超声波金线球焊机用键合金属线将LED晶片串联起来，较长金属电极末端最后一颗晶片的金属导线跨过绝缘树脂直接打在较短金属电极上； S3将荧光胶涂覆在金属电极上包裹LED晶片，烘烤固化。 10.  如权利要求9所述的金属基底LED灯丝制备方法，其特征在于，涂覆荧光胶时利用平头点胶针头涂覆，仅涂覆延伸基体上安装有LED晶片的一侧。

说明书金属基底LED灯丝及其制备方法
技术领域
本发明属于照明领域，涉及LED灯具，特别是一种金属基底LED灯丝及其制备方法。
背景技术
发光二极管（LED）是一种半导体光源，LED与其它光源诸如白炽灯相比具有很多优点，LED通常具有较长的寿命、较好的稳定性、较快的开关特性以及较低的能耗。随着LED作为新一代光源日益深入人们的生活，其应用也越来越广泛。
在合成白光方面，最常用的方式是在发蓝光的LED晶片上放置波长转换材料，例如黄色荧光粉，在LED晶片上的波长转换材料层会吸收一些LED发出的光子，并将它们向下转换（down-convert）为可见光波长的光，从而产生具有蓝色和黄色波长光的双色光源。如果产生的黄光和蓝光有正确的比例，那么人眼会感受到白光。
现有技术中最初使用碗形灯架作为LED晶片载体，但存在照明角度不足，利用效率低的问题，为达到全角度发光的目的，通常使用人造蓝宝石切割成条状作为灯丝基底，但蓝宝石材料在切割和加工时容易歪斜，在使用荧光粉覆盖时，由于荧光粉与蓝宝石基底不易完全密封造成漏光，从而使部分光线不能被荧光粉过滤，造成光色不纯，影响照明及视觉效果。
发明内容
为克服现有LED灯丝成本较高，工艺控制困难，容易漏光造成光色不纯的技术缺陷，本发明公开了一种金属基底LED灯丝及其制备方法。
本发明所述金属基底LED灯丝，包括金属制成的第一电极和第二电极，所述第二电极包括延伸基体，所述延伸基体上设置有至少一列串联LED晶片，所述第一电极和延伸基体末端通过绝缘树脂实现机械连接，第一电极通过金属导线和最靠近延伸基体末端的LED晶片实现电连接；
还包括包裹全部LED晶片的荧光粉层。
优选的，所述延伸基体的边缘为波浪形状。
具体的，所述绝缘树脂为聚邻苯二酰胺树脂塑胶。
优选的，所述第一电极和第二电极表面镀银。
优选的，所述荧光粉层仅包裹延伸基体安装有LED晶片的一侧。
具体的，所述荧光粉层为黄绿色荧光粉或氮化物红色荧光粉，所述LED晶片为蓝光LED晶片。
具体的，所述第一电极和第二电极材质为铜。
优选的，所述荧光粉层表面为圆弧形状。
本发明还公开了一种金属基底LED灯丝制备方法，包括如下步骤：
S1将金属片压制成不同长度两种规格的金属电极，采用绝缘树脂将两条金属电极粘和在一起；
S2在较长的金属电极上粘结LED晶片，利用超声波金线球焊机用键合金属线将LED晶片串联起来，较长金属电极末端最后一颗晶片的金属导线跨过绝缘树脂直接打在较短金属电极上；
S3将荧光胶涂覆在金属电极上包裹LED晶片，烘烤固化。
优选的，涂覆荧光胶时利用平头点胶针头涂覆，仅涂覆延伸基体上安装有LED晶片的一侧
本发明根据LED的成光特性，改变传统工艺对LED晶片所发出的蓝光的利用方式，最大限度的提高蓝光的利用率，以达到更高的光效输出。相对蓝宝石基底，利用金属加工电极的方式在提高了LED灯丝生产效率的同时降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明所述金属基底LED灯丝两个电极及连接方式结构图；
图2为本发明在粘结LED晶片后的示意图；
图3为本发明在将LED晶片使用金属导线连接后的示意图；
图4为本发明在荧光粉涂覆后的示意图；
图中附图标记名称为：1-第一电极 2-第二电极  3-绝缘树脂  4-延伸基体  5-LED晶片 6-金属导线 7-荧光粉层。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述金属基底LED灯丝，包括金属制成的第一电极和第二电极，所述第二电极包括延伸基体，所述延伸基体上设置有至少一列串联LED晶片，所述第一电极和延伸基体末端通过绝缘树脂3实现机械连接，第一电极通过金属导线和最靠近延伸基体末端的LED晶片5实现电连接；
还包括包裹全部LED晶片的荧光粉层7。
如图1-3所示，第二电极2和延伸基体4采用一体成型的金属材料制成，例如铜或铝等，延伸基体上布置多颗LED晶片5，利用金属导线6串联，金属导线可以选择金线、银线、铜线、镀钯线等，在延伸基体4末端的最后一颗LED晶片的金属导线6直接跨过中间的绝缘树脂层焊接在第一电极1，从而形成串联LED回路。在使用时第一电极1和第二电极2的任意一个都可以连接电源正极或负极。
本发明放弃了传统的碗杯型支架，采用金属基板作为LED晶片的载体。然后将晶片直接粘接在金属基体上。LED晶片点亮后发光就可以以270°以上的大角度辐射到周围空间之中。避免了传统碗杯型支架对蓝光的反射不充分，导致发光的利用效率低。
本发明采用金属基底制作灯丝取得了如下技术效果：①采用金属基底后，各个电极可以采用自动化机台批量制作，同时采用金属基底支架，在固晶焊线制程中克服了传统蓝宝石基板歪斜导致的固焊不良及效率低下。②采用金属基体后，由于金属基体不透明，荧光粉在严密的包裹金属基体后彻底杜绝漏光，解决了传统蓝宝石基底由于包裹不全漏光导致发光光色不纯的问题。③采用金属基体相对于蓝宝石基底，降低了成本。
绝缘树脂选择与金属粘结系数高、在LED发热高温下仍能具备一定机械强度的材料，例如聚邻苯二酰胺树脂塑胶。
为达到灯丝发白光的目的，可以选择蓝光LED晶片，荧光粉层对应的选择黄绿色荧光粉或氮化物红色荧光粉，蓝色LED晶片发射的蓝光，由于金属基体不透明，因此荧光粉层只需要包裹焊接有LED晶片的一侧，从而简化工艺，节省原料。如图4右端所示，荧光粉层7截面成圆弧形状，即荧光粉层7表面成圆弧形，提高了LED晶片经过荧光粉层的折射分布均匀度。
为提高导电性能，防止高温下的氧化腐蚀，可以在金属基体表面镀银。
所述延伸基体的边缘优选设置为波浪形状，晶片发出的蓝光可以从波浪之间的间隙穿过延伸基体，可以尽可能的减小基板对晶片所发出的蓝光的阻挡，最大限度的完全利用蓝光。
本发明所述金属基底LED灯丝可以采用如下制备方法，
将金属片压制成不同长度两种规格的金属电极，采用绝缘树脂将两条金属电极粘和在一起；
在较长的金属电极上粘结LED晶片，利用超声波金线球焊机用键合金属线将LED晶片串联起来，较长金属电极末端最后一颗晶片的金属导线跨过绝缘树脂直接打在较短金属电极上；
将荧光胶涂覆在金属电极上包裹LED晶片，烘烤固化。
涂覆荧光胶时可以利用平头点胶针头涂覆，仅涂覆延伸基体上安装有LED晶片的一侧。相对采用模具成型方式涂覆荧光胶的方法，改换成利用平头型点胶针头将配制好的荧光胶涂覆在金属基板有晶片的一面，利于达到荧光粉料半包裹金属基体的目的，行成圆弧形状，提高发光均匀度的同时节省了工序和原料。
以下给出一个制作本发明所述金属基底LED灯丝的具体实施方式
① 金属电极制作
    采用模具将金属片压制成6mm×1mm和32mm×1mm的两种规格的边缘为波浪状的金属条，分别作为第一电极和第二电极，然后电镀一层厚度为60微米的银层。完成电镀后采用聚邻苯二酰胺树脂塑胶（PPA）将两种规格的金属条粘和在一起，但不形成回路，以便形成将要使用到的正负两个极性。
② 晶片固定
采用第二电极上的延伸基体作为晶片的载体，将晶片按串联方式粘接在金第二电极上。所述LED晶片为GaN基蓝光晶片，其波长分别为450-460nm，单颗额定电压为2.8-3.4V；
③ 金线键合焊线
使用超声波金线球焊机用键合银丝将晶片串联起来，电极端的最后一颗晶片的金属导线直接打在由聚邻苯二酰胺树脂塑胶连接头隔断形成的第一电极上形成回路。
④ 荧光粉涂抹涂覆
利用平头点胶针头将配制好的荧光胶涂覆在金属基板的有晶片的一面，无晶片的一面不涂覆荧光胶。
⑤ 固化
将涂覆好荧光胶的基板送入烤箱烘烤固化，就得到基于金属基底的高效白光LED灯丝。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。