本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明光源領(lǐng)域，具體為一種雙螺旋形的貼片式LED燈條及其成形的方法。

背景技術(shù)：

近兩年來，LED照明光源產(chǎn)業(yè)在我國飛速發(fā)展，其中燈泡形的LED燈約占LED照明光源總量的60％-65％，是LED照明的主力軍。至2015年6月底，我國LED燈泡的月產(chǎn)量已達(dá)2億多只，產(chǎn)銷規(guī)模之大已逼近節(jié)能燈發(fā)展的鼎盛時期，一個以半導(dǎo)體照明取代傳統(tǒng)照明的綠色照明新時代已經(jīng)到來！

隨著LED燈泡的發(fā)展，人們對它的要求不斷提高，越來越多的用戶希望LED燈泡能夠像白熾燈、節(jié)能燈那樣全方位出光。常規(guī)的LED球泡燈的發(fā)光體多為貼片式LED燈珠貼裝在圓板型鋁基印刷電路板上所構(gòu)成，只能單面出光，無法使燈泡達(dá)到全方位出光的要求；近幾年出現(xiàn)的LED燈絲型燈泡，將LED發(fā)光體做成燈絲(或稱燈條)狀，較好地解決了全方位出光的問題，但因燈絲散熱面太小，極易使LED芯片溫度偏高，只能靠增加每瓦包含的LED芯片數(shù)量，即靠降低LED芯片實際承受的功率來維持較好的光效與壽命，由此帶來成本較高與整燈功率難以做大的弊端。上述LED燈絲(或燈條)型發(fā)光體的基本結(jié)構(gòu)均為將數(shù)十顆LED半導(dǎo)體芯片逐個直接粘結(jié)在寬度約1mm的條形基板上，然后壓焊金絲引線將芯片連成一串，且連接至兩端的正負(fù)引出電極，最后覆蓋熒光粉膠而形成LED燈條。已有的LED燈絲(燈條)主要有三種，有采用直條形透明基板的(專利：201010610092.7；201110093536.9；201310565640.2)；有采用螺旋形不透明金屬基板的(專利：201310639668.6；201420596769.X)以及采用半透光的白陶瓷基板的等等，均存在價格偏高、承受功率偏小的問題，不易推廣。

如何使LED燈泡既能做到全方位出光，又能降低成本與增大功率呢？這是目前LED燈泡急待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述難題，本發(fā)明的方案是首先將貼片式LED燈珠貼裝在直條形金屬基板的PCB上，例如貼裝在直條形鋁基印刷電路板上，制成直條形貼片式LED燈條。為使LED燈珠具有足夠大的散熱表面，可根據(jù)LED燈珠實際承擔(dān)功率的大小來確定條形鋁基板的寬度；為使此貼片式LED燈條能夠近似全方位出光，本發(fā)明將上述直條形貼片式LED燈條彎曲成雙螺旋形，且使處于螺旋頂部的LED的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，處于螺旋側(cè)面的LED的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲?，即從螺旋頂部到螺旋?cè)面，LED燈珠逐步翻轉(zhuǎn)了90度，從而使燈條上的LED燈珠的發(fā)光基本上射向“四面八方”(見圖3、圖4、圖5)；為了使上述直條形貼片式LED燈條彎成雙螺旋時不致對燈條上的LED燈珠產(chǎn)生明顯的應(yīng)力而影響其性能與壽命，本發(fā)明的獨特設(shè)計為間隔地改變直條形鋁基印刷電路板的寬度，使其具有寬板區(qū)(2)與窄板區(qū)(3)，寬板區(qū)(2)上貼裝貼片式LED燈珠(1)，窄板區(qū)(3)上不貼裝燈珠而用于在彎曲成形時產(chǎn)生形變(見圖1、圖2)。

將上述直條形LED燈條彎曲成形為雙螺旋形的方法是本發(fā)明的又一突出特征，具體方法如下(見圖15)：將上述貼裝好LED燈珠(1)的直條形燈條(8)的中心部位放在雙螺旋成形模具(10)的頂部并由擋塊(6)卡位，燈條的貼裝燈珠(1)的一面朝外，不貼裝燈珠的一面緊貼模具頂部溝槽的表面，燈條(8)的兩端用機(jī)械抓手(9)控制，使其不能跟隨雙螺旋模具(10)旋轉(zhuǎn)。開機(jī)使雙螺旋模具(10)旋轉(zhuǎn)，且一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿旋轉(zhuǎn)的軸線方向推進(jìn)，使被卡位的直條形燈條(8)順著旋轉(zhuǎn)的雙螺旋模具(10)的溝槽(7)盤旋成雙螺旋形(見 圖15)；成形完成后，使雙螺旋模具(10)反向旋轉(zhuǎn)且一邊旋轉(zhuǎn)一邊后退，使已經(jīng)彎曲成為雙螺旋形的貼片式LED燈條自動旋出模具而脫模。

為使成形后的雙螺旋形貼片式LED燈條上的LED燈珠的發(fā)光面的指向符合要求，即處于螺旋頂部的LED的發(fā)光面朝向螺旋的軸線方向向外，處于螺旋側(cè)面的LED的發(fā)光面轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚵菪膹较蛳蛲猓枋篃魲l寬板區(qū)(2)的板面從螺旋頂部到螺旋側(cè)面要逐步翻轉(zhuǎn)90度，這一點通過改變雙螺旋成形模具中槽溝(7)的表面傾斜角度來達(dá)到(見圖12、圖13、圖14)。

依據(jù)雙螺旋燈條各部分彎曲曲率的不同，窄板區(qū)(3)的長度可以相應(yīng)改變，例如燈條中間部位曲率較大，該處的窄板區(qū)的長度對應(yīng)加長(見圖2)，以防止此處的鋁基板彎曲時開裂。根據(jù)燈條功率的不同、彎曲曲率的不同以及金屬基板材料的不同，寬板區(qū)(2)與窄板區(qū)(3)的寬度之比可在20∶1至2∶1之間選擇；寬板區(qū)(2)與窄板區(qū)(3)的長度之比在1∶10至20∶1之間選擇，寬板區(qū)(2)的寬度在1mm至30mm之間選擇。

一般而言，每一片寬板區(qū)上只貼裝一顆貼片式LED燈珠，但在某些特殊需要的情況下，例如必須在不增加燈條長度的前提下提高燈條電壓或電流時，每一片寬板區(qū)上也可貼裝2至6顆LED燈珠，這些燈珠可根據(jù)不同要求采用串聯(lián)，或并聯(lián)，或串、并聯(lián)混合連接。

本發(fā)明的雙螺旋形的貼片式LED燈條有三種基本結(jié)構(gòu)形式，第一種為螺旋中每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑相等，其外觀輪廓呈圓桶形，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖如圖3所示；第二種為螺旋中每圈螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨距螺旋頂端的距離增大而增大，其外觀輪廓呈圓錐形，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖如圖4所示；第三種為螺旋中靠近頂端的螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑隨距頂端的距離增大而增大，使此部分螺旋的外觀輪廓呈圓錐形，如此旋轉(zhuǎn)2至10圈的預(yù)定圈數(shù)后，螺旋的旋轉(zhuǎn)半徑不再變化， 即等半徑旋轉(zhuǎn)，直至螺旋的尾端，使這部分螺旋的外觀輪廓呈圓筒形，從而使此種雙螺旋的整體外觀輪廓呈子彈頭形，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖如圖5所示。

綜合上述，本發(fā)明的雙螺旋形的貼片式LED燈條因具有金屬基板(常用鋁基板)顯著加大了LED芯片的散熱面積而有效增大了燈條的額定功率，從根本上解決了LED燈條發(fā)光型燈泡功率做不大的難題；另一方面又因改善了散熱條件而可大大減少每瓦功率所需的LED芯片數(shù)量，顯著降低了成本。此外，因雙螺旋燈條上的LED燈珠的發(fā)光面從螺旋頂部到螺旋側(cè)面逐步翻轉(zhuǎn)了90度，使整個雙螺旋LED燈條的發(fā)光面向四面八方，從而十分有效地做到了全方位出光。因此，本發(fā)明全面解決了前述LED燈泡所面臨的難題，將十分有效地提高LED燈泡的性價比，有利于加速綠色照明的推廣。

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明進(jìn)一步加以說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的直條形鋁基印刷電路板的結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。

圖2是實施例1成形前的直條形貼片式LED燈條結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。

圖3、圖4、圖5分別是實施例1、實施例2、實施例3的外形結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖。

圖6、圖7、圖8分別是實施例1、實施例2、實施例3的外形結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。

圖9、圖10、圖11分別是實施例1、實施例2、實施例3的雙螺旋模具結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。

圖12、圖13、圖14分別是實施例1、實施例2、實施例3的雙螺旋模具結(jié)構(gòu)示意圖的正視圖。

圖15是實施例1將直條形貼片式LED燈條在雙螺旋模具上彎曲成形為雙螺 旋形的的示意圖。

圖中1為貼片式LED燈珠；2為直條形鋁基印刷電路板的寛板區(qū)；3為直條形鋁基印刷電路板的窄板區(qū)；4為燈條的正負(fù)引出電極；5為直條形鋁基印刷電路板的導(dǎo)電層；6為雙螺旋模具上的卡位塊；7為雙螺旋模具上的溝槽；8為直條形貼片式LED燈條；9為控制燈條兩端的機(jī)械抓手；10為雙螺旋模具。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例1為一額定功率9W、光通量不低于800Lm、色溫3000K、顯色指數(shù)大于80的外觀輪廓呈圓桶形的雙螺旋貼片式LED燈條，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖與俯視圖分別如圖3、圖6所示。根據(jù)燈條額定功率與輸出光通量的要求，采用74顆色溫與顯色指數(shù)符合要求的0.2W、閃測光通量25Lm的貼片式LED燈珠(2835型)。直條形鋁基電路板具有間隔分布的74個寬板區(qū)(2)與76個窄板區(qū)(3)，表面導(dǎo)電層電路圖形如圖1所示。其中寬板區(qū)(2)的寬度與長度均為5mm；窄板區(qū)(3)的寬度與長度分別為1.5mm與1mm，但燈條中間部位的6處窄板區(qū)長度加長為2mm；導(dǎo)電層之間的間隔為0.2mm，導(dǎo)電層離開邊緣0.1mm至0.2mm。直條形鋁基電路板的兩端為正、負(fù)引出電極區(qū)(4)，其上安裝有正、負(fù)引出電極片。引出電極區(qū)的寬度為3mm，長度為10mm。直條形鋁基印刷電路板的厚度為1mm，總長度為472mm。將74顆LED燈珠分別貼裝在直條形鋁基印刷電路板的74個寬板區(qū)上，制成所需的直條形貼片式LED燈條，示意圖的俯視圖如圖2。本實施例1的雙螺旋模具示意圖的俯視圖與正視圖分別如圖9與圖12所示，雙螺旋模具的側(cè)面溝槽底面的直徑為30mm。將上述貼裝好LED燈珠的直條形燈條裝入由雙螺旋模具組成的燈條雙螺旋成形機(jī)器中彎曲成形為內(nèi)徑30mm的雙螺旋貼片式LED燈條。

實施例2為一額定功率3W、光通量不低于300Lm、色溫3000K、顯色指數(shù) 大于80的外觀輪廓呈圓錐形的小功率雙螺旋貼片式LED燈條，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖與俯視圖分別如圖4、圖7所示。采用34顆色溫與顯色指數(shù)符合要求的0.1W、閃測光通量13Lm的貼片式LED燈珠(1430型)。直條形鋁基電路板具有間隔分布的34個寬板區(qū)(2)與36個窄板區(qū)(3)，其中寬板區(qū)(2)的寬度與長度均為3mm；窄板區(qū)(3)的寬度與長度分別0.7mm與1mm，直條形LED燈條總長度為145mm；本實施例2的雙螺旋模具示意圖的俯視圖與正視圖分別如圖10與圖13所示，雙螺旋模具溝槽底面的的直徑從頂部的20mm逐步擴(kuò)大為30mm。其它均與實施例1類似。

實施例3為一額定功率30W、光通量不低于2700Lm、色溫3000K、顯色指數(shù)大于80的外觀輪廓呈子彈形的大功率雙螺旋貼片式LED燈條，其結(jié)構(gòu)示意圖的斜視圖與俯視圖分別如圖5、圖8所示。采用150顆色溫與顯色指數(shù)符合要求的0.5W、閃測光通量68Lm的貼片式LED燈珠(2835型)。直條形鋁基電路板具有間隔分布的150個寬板區(qū)(2)與152個窄板區(qū)(3)，其中寬板區(qū)(2)的寬度與長度分別為10mm與8.5mm；窄板區(qū)(3)的寬度與長度分別2mm與1mm，但燈條中間部位的20處窄板區(qū)長度加長為2mm；直條形LED燈條總長度為1467mm；本實施例3的雙螺旋模具示意圖的俯視圖與正視圖分別如圖11與圖14所示，雙螺旋模具溝槽底面的的直徑從頂部的30mm盤旋3圈逐步擴(kuò)大為65mm，此后維持65mm溝槽底面直徑旋轉(zhuǎn)5圈至8圈。其它均與實施例1類似。