本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，特別涉及一種雙面LED燈板及其制造方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的LED燈板大部分是單面的鋁基或復(fù)合陶瓷基電路板，都是單面工藝，遇到要并聯(lián)電路需要跨接導(dǎo)線的時(shí)候，一般都是用跳線貼片電阻跨接過去。然而跨接導(dǎo)線潛在隱患大，安全性低。

中國(guó)實(shí)用型新專利CN204739549U公開了一種采用復(fù)合陶瓷鋁基板的雙面LED燈板，該種雙面LED燈板在電路板的正反兩面均安裝有LED芯片，使得燈板能雙面發(fā)光。該發(fā)明的雙面燈板在鋁基板上涂覆復(fù)合陶瓷涂層，利用鋁基板的易機(jī)加工性在其上開口，同時(shí)利用復(fù)合陶瓷涂層來提高散熱性能。但是這種雙面LED燈板需要在鋁基板上涂上復(fù)合陶瓷層，制造工藝較為復(fù)雜，成本高。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中存在一種采用復(fù)合陶瓷材料一體制成的LED燈板，但由于陶瓷本身脆硬的特性，無法進(jìn)行機(jī)械加工，例如鉆孔等，因此，以復(fù)合陶瓷材料為基板的LED燈板一般為單面LED燈板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種雙面LED燈板，該種雙面LED燈板的基板由陶瓷材料一體結(jié)構(gòu)制成，摒棄了現(xiàn)有LED燈板的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，使基板結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，降低了結(jié)構(gòu)整體熱阻，提高了導(dǎo)熱性能，同時(shí)能夠在陶瓷基板上開口從而雙面安裝LED芯片以實(shí)現(xiàn)雙面發(fā)光，還提供了制造該雙面LED燈板的制造方法。

為了達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種雙面LED燈板，包括一基板和設(shè)置在所述基板正反兩面上的LED芯片和電路，所述基板設(shè)置有貫穿正反兩面的至少一個(gè)通孔，所述基板正反兩面上的電路通過所述通孔相互連接，所述基板為一體結(jié)構(gòu)的復(fù)合陶瓷基板。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合陶瓷基板包括長(zhǎng)條狀的主體部分和長(zhǎng)條狀的連接部分，所述連接部分與所述主體部分組成“y”形的結(jié)構(gòu)；所述主體部分用于安裝所述LED芯片，所述連接部分包括第一端部和第二端部，所述第一端部用于安裝固定所述復(fù)合陶瓷基板，所述第二端部連接至所述主體部分的中部。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合陶瓷基板設(shè)置有兩個(gè)通孔，該兩個(gè)所述通孔設(shè)置在所述連接部分并靠近所述第一端部，該兩個(gè)所述通孔分別作為所述電路的正極連接點(diǎn)和負(fù)極連接點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述電路的正極連接點(diǎn)設(shè)置在所述復(fù)合陶瓷基板的其中一面，所述電路的負(fù)極連接點(diǎn)設(shè)置在所述復(fù)合陶瓷基板的另一面，所述正極連接點(diǎn)和所述負(fù)極連接點(diǎn)均設(shè)置在所述連接部分并靠近所述第一端部；所述復(fù)合陶瓷基板的正反兩面的電路的電流環(huán)路方向相反。

進(jìn)一步的，所述復(fù)合陶瓷基板由復(fù)合陶瓷材料制得，所復(fù)合陶瓷材料包括改性聚硅氧烷60-70重量份、氧化鋁和氮化鋁的混合粉料30-40重量份和偶聯(lián)劑1-3重量份；所述改性聚硅氧烷分子式為[RnSiO4-n/2]n，其中R為改性部分，是含有鈦元素的基團(tuán)或苯基。

進(jìn)一步的，所述改性聚硅氧烷為經(jīng)鈦酸酯改性的聚氧硅烷，鈦酸酯占所述基團(tuán)含量不超過1.8％，其他R基為1-3個(gè)碳原子的飽和烴。

進(jìn)一步的，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。

進(jìn)一步的，所述氧化鋁和氮化鋁的質(zhì)量比為7:3，混合粉料的粒度1-3μm，純度99％以上。

進(jìn)一步的，還包括1-3重量份的陶瓷性能助劑，所述陶瓷性能助劑選自氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅或云母中的一種或幾種，粒度在10微米以內(nèi)，純度99％以上。

為了達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種制造如權(quán)利要求1所述的雙面LED燈板的方法，包括以下步驟，(1)制造復(fù)合陶瓷基板，并在復(fù)合陶瓷基板鉆通孔；(2)采用銀膠把LED芯片固定在復(fù)合陶瓷基板的一面，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱中進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為130-150℃，烘烤時(shí)間為60-90min；然后在另一面重復(fù)該步驟；(3)采用金絲作為導(dǎo)線，把LED芯片的連接點(diǎn)與通孔電連接；(4)采用圍壩膠在復(fù)合陶瓷基板的一面的LED芯片的外圍點(diǎn)膠圍壩，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱中進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為150-180℃，烘烤時(shí)間為90-120min；然后在另一面重復(fù)該步驟；(5)采用熒光粉與透明膠按照1:15-1:20的比例進(jìn)行混合得到熒光硅膠，把熒光硅膠填入圍壩內(nèi)并覆蓋LED芯片，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為120-150℃，烘烤時(shí)間為150-180min；然后在另一面重復(fù)該步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、采用一體結(jié)構(gòu)的復(fù)合陶瓷基板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝簡(jiǎn)單、熱阻小、散熱性能極佳；

2、雙面安裝LED芯片，并經(jīng)由開設(shè)在一體結(jié)構(gòu)的復(fù)合陶瓷基板上的通孔實(shí)現(xiàn)兩個(gè)面上的電路連接，從而實(shí)現(xiàn)燈板的雙面發(fā)光。

附圖說明

圖1是雙面LED燈板的其中一種實(shí)施方式的正視圖；

圖2是雙面LED燈板的另一種實(shí)施方式的正視圖；

圖3是雙面LED燈板的側(cè)視圖；以及

圖4是雙面LED燈板組裝成LED燈芯時(shí)的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖4顯示了本發(fā)明的一種雙面LED燈板及其應(yīng)用。下面將對(duì)這種雙面LED燈板的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、應(yīng)用方式、制造方法和特點(diǎn)做詳細(xì)描述。

基板

這種雙面LED燈板包括一體結(jié)構(gòu)的復(fù)合陶瓷基板，而非一般復(fù)合陶瓷基板所具有的鋁+陶瓷層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，復(fù)合陶瓷基板的材料可以是本申請(qǐng)人所持有的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN105565786A所公開的一種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料。申請(qǐng)人在對(duì)CN105565786A中該種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料作進(jìn)一步研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用該種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料所制得的復(fù)合陶瓷基板具有易鉆孔、易進(jìn)行表面金屬化處理以及散熱效果極佳，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中雙面LED燈板制造時(shí)所面臨的問題，認(rèn)為該種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料是制造雙面LED燈板的基板的極佳選擇。該種復(fù)合陶瓷材料包括改性聚硅氧烷60-70重量份、氧化鋁和氮化鋁的混合粉料30-40重量份和偶聯(lián)劑1-3重量份；改性聚硅氧烷分子式為[R_nSiO_4-n/2]_n，其中R為改性部分，是含有鈦元素的基團(tuán)或苯基。優(yōu)選地，改性聚硅氧烷為經(jīng)鈦酸酯改性的聚氧硅烷，鈦酸酯占基團(tuán)含量不超過1.8％，其他R基為1-3個(gè)碳原子的飽和烴。優(yōu)選地，述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。優(yōu)選地，氧化鋁和氮化鋁的質(zhì)量比為7:3，混合粉料的粒度1-3μm，純度99％以上。優(yōu)選地，還包括1-3重量份的陶瓷性能助劑，陶瓷性能助劑選自氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅或云母中的一種或幾種，粒度在10微米以內(nèi)，純度99％以上。在本發(fā)明中未記載的與該種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料有關(guān)的優(yōu)選配比以及該種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料的制造方法等可參考中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN105565786A。

基板上的芯片和電路

復(fù)合陶瓷基板的正反兩面均設(shè)置有LED芯片131和電路，LED芯片131連接電路。正反兩面的LED芯片131可以不止有一個(gè)，優(yōu)選地，每個(gè)面上的LED芯片有多個(gè)。借助于COB工藝安裝在復(fù)合陶瓷基板上。

在本實(shí)施例中，如圖3所示，優(yōu)選地，LED芯片131與復(fù)合陶瓷基板之間設(shè)置有銀膠，銀膠用于固定LED芯片131，并把LED芯片131產(chǎn)生的熱量導(dǎo)到復(fù)合陶瓷基板。優(yōu)選地，LED芯片131的外圍通過圍壩膠進(jìn)行圍壩，在圍壩內(nèi)填充熒光硅膠132，熒光硅膠132覆蓋LED芯片131，根據(jù)不同的發(fā)光需要更換不同類型的熒光硅膠132。

在本實(shí)施中，LED芯片131與通孔111之間通過金絲連接，當(dāng)然，也可以在復(fù)合陶瓷基板的正反兩面均直接復(fù)合電路層，例如通過蝕刻等工藝獲得電路層。上述替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

基板的整體形態(tài)

在本實(shí)施例中，如圖1和圖4所示，雙面LED燈板1的復(fù)合陶瓷基板包括長(zhǎng)條狀的主體部分12和長(zhǎng)條狀的連接部分11，主體部分12用于安裝LED芯片131，主體部分12的每一面上的多個(gè)LED芯片131沿著主體部分12的長(zhǎng)度方向排布，優(yōu)選地，均勻分布。連接部分11包括第一端部112和第二端部113，第一端部112用于把該復(fù)合陶瓷基板安裝固定，第二端部113與主體部分12中部連接，這里的主體部分12的中部，并不嚴(yán)格限定在主體部分的中點(diǎn)，而是相對(duì)于兩端而言，處于大致中間的位置。從本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來看，主體部分與連接部分的連接位置可以在主體部分的正中間，或者向兩端之一偏離一段距離。

連接部分11相對(duì)于主體部分12傾斜一定的角度，連接部分11與主體部分12組成“y”形的結(jié)構(gòu)。傾斜是為了更大程度地利用光源，使光線能夠覆蓋的范圍更大。傾斜的角度是根據(jù)光源的具體發(fā)光角度而定，如圖1和圖4所示，連接部分11相對(duì)于主體部分12傾斜的角度優(yōu)選為70-85度。

本發(fā)明中的雙面LED燈板優(yōu)選但不僅限于這種“y”形結(jié)構(gòu)，而是可以根據(jù)燈具的設(shè)計(jì)需求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

基板上的通孔

復(fù)合陶瓷基板設(shè)置有貫穿其正反兩面的通孔111，通孔111通過在復(fù)合陶瓷基板上鉆孔獲得，當(dāng)然通過其他一體成型技術(shù)形成也是可以的。復(fù)合陶瓷基板的正面的電路通過通孔111與復(fù)合陶瓷基板的反面的電路連接，從而使得電源能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)復(fù)合陶瓷基板正反兩面的LED芯片發(fā)光。

如圖1所示，為雙面LED燈板的其中一種實(shí)施方式，其中通孔111優(yōu)選地設(shè)置兩個(gè)，該兩個(gè)通孔111分別作為正極連接點(diǎn)和負(fù)極連接點(diǎn)，電流在復(fù)合陶瓷基板的正面和反面上均是從正極流向負(fù)極。在該實(shí)施例中，優(yōu)選通孔111設(shè)置在連接部分11并靠近第一端部。

如圖2所示，為雙面LED燈板的其中一種實(shí)施方式，電路的正極連接點(diǎn)141設(shè)置在復(fù)合陶瓷基板的正面101，電路的負(fù)極連接點(diǎn)142設(shè)置在復(fù)合陶瓷基板的反面102，正極連接點(diǎn)141和負(fù)極連接點(diǎn)142均設(shè)置在連接部分并靠近第一端部，通孔可設(shè)置在復(fù)合陶瓷基板上的任意位置，復(fù)合陶瓷基板的正面101的電路通過通孔111連接復(fù)合陶瓷基板的反面102的電路。這樣，電流在復(fù)合陶瓷基板的正面101上是從正極連接點(diǎn)141流向通孔111，電流在復(fù)合陶瓷基板的反面102上是從通孔111流向負(fù)極連接點(diǎn)142，使得復(fù)合陶瓷基板的正反兩面的電路的電流環(huán)路方向相反，可使相對(duì)稱的正反兩面上的電路所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，從而可以減少燈板對(duì)外界的磁場(chǎng)干擾。

在本發(fā)明公開的圖4所示的應(yīng)用方式下，電路的正極連接點(diǎn)和負(fù)極連接點(diǎn)均設(shè)置在連接部分11的嵌入注塑體2的一段中，即靠近第一端部，這樣能夠使導(dǎo)線隱藏在注塑體2中，使LED燈芯的電連接結(jié)構(gòu)不外露，更穩(wěn)定，不易損壞。當(dāng)然這并非必需的設(shè)計(jì)，也就是說正極連接點(diǎn)和負(fù)極連接點(diǎn)可設(shè)置在非靠近第一端部，也非嵌入注塑體2中或隱藏在其他安裝結(jié)構(gòu)中，也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。

雙面LED燈板的制造工藝

本發(fā)明的一種制造該雙面LED燈板的方法，其包括以下步驟：(1)采用復(fù)合陶瓷材料制造復(fù)合陶瓷基板，并在復(fù)合陶瓷基板鉆通孔。(2)采用銀膠把LED芯片131固定在復(fù)合陶瓷基板的一面，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱中進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為130-150℃，優(yōu)選為140℃，烘烤時(shí)間為60-90min，優(yōu)選為70min，對(duì)銀膠進(jìn)行固化；然后在另一面重復(fù)該步驟。(3)采用金絲作為導(dǎo)線，使用超聲波焊接設(shè)備把LED芯片131的連接點(diǎn)與通孔電連接。(4)采用圍壩膠在復(fù)合陶瓷基板的一面的LED芯片131的外圍點(diǎn)膠，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱中進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為150-180℃，優(yōu)選為160℃，烘烤時(shí)間為90-120min，優(yōu)選為100min，對(duì)圍壩膠進(jìn)行固化；然后在另一面重復(fù)該步驟。(5)采用熒光粉與透明膠按照1:15-1:20的比例進(jìn)行混合得到熒光硅膠132，優(yōu)選熒光粉與透明膠的比例為1:18，把熒光硅膠132填入圍壩內(nèi)并覆蓋LED芯片131，把復(fù)合陶瓷基板放入烘箱進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為120-150℃，優(yōu)選為130℃，烘烤時(shí)間為150-180min，優(yōu)選為160min，對(duì)熒光硅膠132進(jìn)行固化；然后在另一面重復(fù)該步驟。通過上述方法即制得本發(fā)明的雙面LED燈板，得到如圖2所示結(jié)構(gòu)的雙面LED燈板。

以上是針對(duì)本發(fā)明的雙面LED燈板的描述。下面介紹一下本發(fā)明的雙面LED燈板應(yīng)用在LED燈芯中的一種方式。

LED燈芯應(yīng)用例

圖4顯示了一種使用本發(fā)明的雙面LED燈板組裝成LED燈芯的應(yīng)用方式。采用多塊雙面LED燈板1圍繞一個(gè)中心安裝部件組裝成一個(gè)LED燈芯，LED燈芯具有適于與燈座連接的連接端子21。當(dāng)電路接通時(shí)，LED燈芯實(shí)現(xiàn)發(fā)光。因此中心安裝部件應(yīng)適于將LED燈板上的電路與燈座電氣連通，并在LED燈板發(fā)光時(shí)導(dǎo)熱、散熱。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，LED燈芯包括一個(gè)形狀大致為圓柱體的注塑體2作為中心安裝部件，該注塑體2優(yōu)選采用本申請(qǐng)人所持有的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN105565786A所公開的一種低溫復(fù)合高導(dǎo)熱陶瓷材料注塑得到。多塊雙面LED燈板1均勻地圍繞在其周圍，組成一種新型LED燈芯。即多塊雙面LED燈板1以該注塑體2的軸線為中心圓形陣列均勻設(shè)置于該圓柱體的側(cè)面。在本實(shí)施例中設(shè)置有四塊雙面LED燈板1。每塊雙面LED燈板1的兩個(gè)相對(duì)面采用垂直方式放置，平行于注塑體2的軸線。這樣，四個(gè)LED燈板1的主體部分12共同限定出一個(gè)圍繞該注塑體2的截錐形。采用這樣的方式配置，相對(duì)的這樣四塊雙面LED燈板1上的八個(gè)發(fā)光面不但能夠覆蓋圍繞注塑體2周圍的360度方向，而且能夠朝向截錐形頂點(diǎn)方向發(fā)射光線，滿足多角度照明。

在圖4所示的本發(fā)明的任意一個(gè)組裝完成的LED燈芯產(chǎn)品中可以看到，每塊雙面LED燈板1的第一端部在注塑體2注塑成型時(shí)嵌入注塑體2并在成形后固定在其中。LED燈板1上的電路在注塑體2注塑成型之前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與外部電路的物理連接，并且部分電路也隨著注塑成型埋入注塑體2。注塑成型具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：在注塑前把雙面LED燈板1固定在模具，并把雙面LED燈板1的連接部分11插入模具的型腔，注塑成型后連接部分11便直接嵌入并固定在注塑體2上，形成一體化LED燈芯。LED燈板1的連接部分11的縱長(zhǎng)方向與注塑體2的中心軸線垂直，使得包括多個(gè)LED燈板1的該種LED燈芯呈樹狀，其結(jié)構(gòu)較為松散，其內(nèi)部通風(fēng)好，有利于熱能被快速帶走；此外，雙面LED燈板1直接嵌入到注塑體2中，便于熱能的傳導(dǎo)，有利于熱能的散發(fā)。

注塑體2設(shè)置有連接端子21，連接端子21通過導(dǎo)線與雙面LED燈板1的正極連接點(diǎn)和負(fù)極連接點(diǎn)連接，為L(zhǎng)ED芯片供電。該連接端子21也嵌入并固定于注塑體2，其固定于注塑體2的方法與雙面LED燈板1固定于注塑體21的方法一致。導(dǎo)線設(shè)置于注塑體2之內(nèi)，這樣不影響LED燈芯的外觀，也保護(hù)導(dǎo)線。

可以想見的是，本發(fā)明的雙面LED燈板1并不局限于注塑固定在注塑體2中這一種安裝方式，可以采用任何合適的中心安裝部件來實(shí)現(xiàn)雙面LED燈板的空間定位和布置，例如中心安裝部件采用高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷或金屬材料制成，只要能夠?qū)㈦p面LED燈板的連接部分的一端適當(dāng)?shù)乇３止潭ú⒈ＷC接頭處足夠好的熱傳導(dǎo)系數(shù)即可。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。