具有發光二極體晶片的發光棒的製作方法
2023-05-24 04:11:26 1
專利名稱：具有發光二極體晶片的發光棒的製作方法
技術領域：
本發明屬於光電技術領域，涉及發光棒，特別涉及由發光二極體構成的發光棒，該發光棒可用作液晶背光源或投射光源，也可用於照明。
背景技術：
電腦、電視液晶屏幕常用的背光源有冷陰極螢光燈、電致發光、發光棒等。
現有的發光棒的結構是在條形的電路板上間隔地排列布置多個發光二極體，每個發光二極體由殼體和封裝在殼體內的發光二極體晶片組成，發光二極體晶片的正、負端焊線與殼體兩端的管腳連接，管腳用錫焊接在電路板上，電路板的下方有起散熱作用的鋁質基板。上述結構的主要缺點是一、散熱面積小由電路板下方的一片鋁質基板散熱，而發光二極體的熱量主要由其負端產生，這些熱量首先要通過電路板才能傳導到鋁質基板，電路板本身會阻礙熱量的傳導，散熱效果差。
二、聚光效果差每個發光二極體可以看作是一個點光源，其發出的光線包括側射光和散射光，不能匯聚，降低了發光棒的亮度，必須以增加發光二極體的顆數而彌補亮度的不足。
三、長度短僅靠片狀鋁質基板支撐，結構強度差、易彎曲變形，發光棒無法做的很長，難以工業化大規模生產。
四、發光二極體晶片的正、負端焊線與殼體兩端的管腳連接，正、負端焊線是很細的黃金絲，熱阻抗低，而管腳起支承殼體的作用，管腳是較粗的鋁條，管腳用錫焊接在電路板上，焊點很大，管腳與焊點結合部位的熱阻抗高，易發熱，對發光棒產生不利影響。
正是由於上述原因，現有的發光棒未被普遍採用，市場佔有率不及10％。
發明內容
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種具有發光二極體晶片的發光棒，框架的上部帶有凹槽，凹槽的內壁形成反射牆，可將埋設在豎孔內的各發光二極體晶片射出的光線會聚成接近平行光，從而提升光高度和均勻度，框架的表面敷設有導熱塗層，散熱面積大。
本發明的目的是這樣實現的一種具有發光二極體晶片的發光棒，包括框架、電路板、多個發光二極體晶片，這些發光二極體晶片間隔地排列在電路板上，其特徵在於所述框架為長條杆狀，框架的上部有前後貫穿的橫向凹槽，框架的下部有多個用於容納發光二極體晶片的豎孔，每個豎孔的頂部與所述凹槽的底部連通，所述電路板的上表面敷設有負極焊板，該負極焊板開有多個通孔，通孔的位置與所述豎孔的位置對應，電路板有多個正極焊盤，各正極焊盤分別由負極焊板上的通孔露出，所述框架的底面固接在該負極焊板上，所述各發光二極體晶片分別嵌入於所述框架下部的豎孔中，各發光二極體晶片的正端焊線一一對應地與所述電路板的正極焊盤焊接在一起，各發光二極體晶片的負端焊線與所述電路板的負極焊板焊接在一起。
所述框架的底面噴有錫塗層，框架的底面與負極焊板壓焊固定在一起，框架的兩側和上部表面敷設有導熱塗層。
所述凹槽的內壁面為弧面。
所述負極焊板由一薄鋁片構成，該薄鋁片的表面電鍍有黃金膜。
所述正極焊盤由一薄鋁盤構成，該薄鋁盤的表面電鍍有黃金膜。
所述框架的豎孔內灌注有透明矽膠，該透明矽膠將所述發光二極體晶片覆蓋。
本發明有以下積極有益效果本發明每個發光二極體晶片以內建方式埋設在框架的豎孔內，每個發光二極體晶片不帶有單獨的殼體，所有的發光二極體晶片共同使用框架作為殼體，因此不需要使用粗大的管腳，也免除了管腳焊接的工序。
框架的上部帶有凹槽，凹槽的內壁構成了反射牆，可將發光二極體晶片的側射光和散射光折射成接近平行光射出，增加光亮度和均勻度。從而減少發光二極體晶片的顆數。
電路板的負極由一整塊薄鋁片構成，散熱面積大，框架的兩側和上表面全部都敷設有導熱塗層，使得散熱面積增加了三倍以上，散熱效果好。
本產品的電路板和框架結合成為長方體柱狀，結構穩定，不易彎曲變形，便於工業化大規模生產。
本產品是將發光二極體晶片直接壓焊在框架下部的豎孔中，工序簡化，生產線不需要添購自動貼片機和管腳焊接設備，可大幅度降低投資成本，生產速度提高30％以上。
圖1是現有發光棒的結構示意圖。
圖2是圖1的局部放大圖。
圖3是圖2中一個發光二極體的放大分解圖。
圖4是圖3的後視圖。
圖5是本發明的結構示意圖。
圖6是圖5的局部放大剖視圖。
圖7是圖6的分解圖。
圖8是圖7的A局部的放大圖。
圖9是圖8中的電路板與負極焊板分解後的結構示意圖。
圖10是圖9中B局部的放大圖。
圖11是圖9中C局部的放大圖。
圖12是圖5的局部放大剖視圖。
圖13是圖12的D-D剖視放大圖。
圖14是本發明的工作原理示意圖。
具體實施例方式
圖中標號1.電路板2.發光二極體 201.上蓋 202.底座3.發光二極體晶片 301.負端焊線 302.正端焊線4.管腳 401.錫焊點5.管腳501.錫焊點6.鋁質基板 7.框架701.凹槽 702.豎孔8.電路板9.發光二極體晶片 901.負端焊線 902.正端焊線11.負極焊板 111.通孔 12.正極焊盤 13.透明矽膠為了便於更好的理解本發明的實質特點，首先介紹一下現有發光棒的結構。請參照圖1、圖2、圖3、圖4，現有的發光棒的結構是在條形的電路板1上間隔地排列布置多個發光二極體2，每個發光二極體2由殼體和封裝在殼體內的發光二極體晶片3組成，殼體由上蓋201和底座202組成。殼體的兩端有管腳4、5，發光二極體晶片3的負、正端焊線301、302與殼體兩端的管腳4、5連接，管腳4、5用錫焊接在電路板1上，電路板1的下方有起散熱作用的鋁質基板6。為了支承發光二極體2的殼體，管腳4、5採用粗鋁條，焊接後，錫焊點401、501較大，管腳4、5與錫焊點401、501結合部位的熱阻抗高，易發熱，對發光棒造成不利影響。
下面介紹本發明的發光棒的結構。
請參照圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11，本發明是一種具有發光二極體晶片的發光棒，包括框架7、電路板8、多個發光二極體晶片9，這些發光二極體晶片9間隔地排列在電路板8上，框架7為長條杆狀，框架7的上部有前後貫穿的橫向凹槽701，框架7的下部有多個用於容納發光二極體晶片9的豎孔702，每個豎孔702的頂部與凹槽701的底部連通。發光二極體晶片9的正端焊線902和負端焊線901都是很細的黃金絲，電路板8的上表面敷設有負極焊板11，負極焊板11由一薄鋁片構成，該薄鋁片的表面電鍍有一層黃金膜，與負端焊線901的材質相同，通過焊線機焊接固定在一起後，熱阻抗低，焊接部位牢固，抗拉強度大，該負極焊板11開有多個通孔111，通孔111的位置與豎孔702的位置對應，電路板8有多個正極焊盤12，各正極焊盤12分別由負極焊板11上的通孔111露出。請參照圖8，正極焊盤12的外邊緣與通孔111的內邊緣之間有一定的間隙，從而相互絕緣。
框架7的底面噴塗有錫層，框架7的底面與負極焊板11壓焊在一起，各發光二極體晶片9分別嵌入於框架7的豎孔702中，每個發光二極體晶片9的正端焊線902與電路板的一個正極焊盤12焊接在一起，各個發光二極體晶片9的負端焊線901與負極焊板11焊接在一起。正極焊盤12由一薄鋁盤構成，該薄鋁盤表面電鍍有一層黃金膜，與正端焊線902的材質相同。
各發光二極體晶片9之間呈相互並聯的關係，發光二極體晶片9的正端焊線902和負端焊線901都是很細的黃金絲，熱阻抗率很低，通過焊線機焊接固定時，每個發光二極體晶片9的正端焊線902與電路板的正極焊盤12的接合部位為極小的黃金焊點。各個發光二極體晶片9的負端焊線901與負極焊板11的接合部位為極小的黃金焊點。熱阻抗低，焊接部位牢固，抗拉強度大。
發光二極體晶片9的熱量主要由其負端產生，本發明電路板的負極由一整塊負極焊板11構成，面積很大，便於傳導熱量，負極焊板11與框架7的底面緊密接觸，框架7的兩側和上部表面敷設有導熱塗層。該導熱塗層可以是鍍鉻塗層，導熱塗層的邊緣與框架7底面錫層的邊緣銜接，使負極焊板11產生的熱量能向上傳遞，各發光二極體晶片9負端產生的熱量經過負極焊板11傳導到框架7的兩側和上部表面，由導熱塗層散發掉，因此本產品有很好的散熱效果。
請參照圖12、圖13，框架7的每個豎孔702內灌注有透明矽膠13，該透明矽膠13將發光二極體晶片9覆蓋。透明矽膠13具有防水密封的作用，透明矽膠13內摻雜有添加劑，添加劑可以是三基色氮化物或螢光粉，添加劑具有增亮和改變透射光顏色的作用。發光二極體晶片發出的光線通過透明矽膠13後，光線受三基色氮化物或螢光粉的影響，亮度會增強，顏色也會相應發生改變，從而更符合實際需求。
框架7的上部帶有凹槽701，凹槽701的內壁面為弧面。凹槽701的內壁構成了反射牆，請參照圖14，發光二極體晶片9發出的光線經過透明矽膠13後，其中的側射光或散射光M、N遇到凹槽701的內壁發生折射，呈接近平行光射出，增加了發光棒的光亮度和均勻度。
權利要求
1.一種具有發光二極體晶片的發光棒，包括框架、電路板、多個發光二極體晶片，這些發光二極體晶片間隔地排列在電路板上，其特徵在於所述框架為長條杆狀，框架的上部有前後貫穿的橫向凹槽，框架的下部有多個用於容納發光二極體晶片的豎孔，每個豎孔的頂部與所述凹槽的底部連通，所述電路板的上表面敷設有負極焊板，該負極焊板開有多個通孔，通孔的位置與所述豎孔的位置對應，電路板有多個正極焊盤，各正極焊盤分別由負極焊板上的通孔露出，所述框架的底面固接在該負極焊板上，所述各發光二極體晶片分別嵌入於所述框架下部的豎孔中，各發光二極體晶片的正端焊線一一對應地與所述電路板的正極焊盤焊接在一起，各發光二極體晶片的負端焊線與所述電路板的負極焊板焊接在一起。
2.如權利要求1所述的具有發光二極體晶片的發光棒，其特徵在於所述框架的底面噴有錫塗層，框架的底面與負極焊板壓焊固定在一起，框架的兩側和上部表面敷設有導熱塗層。
3.如權利要求1所述的具有發光二極體晶片的發光棒，其特徵在於所述凹槽的內壁面為弧面。
4.如權利要求1所述的具有發光二極體晶片的發光棒，其特徵在於所述負極焊板由一薄鋁片構成，該薄鋁片的表面電鍍有黃金膜。
5.如權利要求1所述的具有發光二極體晶片的發光棒，其特徵在於所述正極焊盤由一薄鋁盤構成，該薄鋁盤的表面電鍍有黃金膜。
6.如權利要求1所述的具有發光二極體晶片的發光棒，其特徵在於所述框架的豎孔內灌注有透明矽膠，該透明矽膠將所述發光二極體晶片覆蓋。
全文摘要
本發明是一種具有發光二極體晶片的發光棒，包括長條杆狀的框架、電路板、多個發光二極體晶片，框架的上部有橫向凹槽，下部有多個豎孔，每個豎孔的頂部與凹槽的底部連通，電路板的上表面敷設有負極焊板，該負極焊板開有多個通孔，通孔的位置與豎孔的位置對應，電路板有多個正極焊盤，各正極焊盤分別由負極焊板上的通孔露出，框架的底面固接在該負極焊板上，各發光二極體晶片分別嵌入於框架下部的豎孔中，各發光二極體晶片的正端焊線一一對應地與電路板的正極焊盤焊接在一起，各發光二極體晶片的負端焊線與電路板的負極焊板焊接在一起。凹槽的內壁形成反射牆，可將發光二極體晶片射出的光線會聚成接近平行光，從而提升光高度和均勻度。
文檔編號F21V23/00GK1971906SQ20061016774
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者黃虎鈞 申請人:黃虎鈞