交流LED灯丝及灯丝灯的制作方法

交流led灯丝及灯丝灯
技术领域
1.本发明涉及led领域，特别是一种交流led灯丝及灯丝灯。


背景技术：

2.随着led技术的发展，led封装技术呈现多样化的发展趋势，形成了smd封装、cob封装、led灯丝封装等多种封装技术并重的技术格局。led灯丝封装，采用细长的透明或半透明基板，两端设置电源接线端子，将led芯片用透明固晶胶固晶在基板表面并排成一列，用封装胶将基板所有表面包覆，借助基板的透明特性，led芯片发出的光从基板上下两侧同时出射，从而实现通体发光的效果。led灯丝不仅光效高，而且能够实现360全周光照明，能够便利地实现仿照白炽灯的灯丝照明效果，市场前景明朗。
3.但是，由于led灯丝灯需要仿照白炽灯的外形，其驱动电源只能藏纳于灯头中，可用的空间极小，因此对led灯丝的光电集成提出了更高的要求。如何将led灯丝灯的驱动电源最简化，成为需要解决的问题。
4.中国专利cn202022082013.1和cn202022082352.x均提出了交流led灯丝结构，其共同的技术点在于，将四个二极管直接封装在led灯丝的基板上替代驱动电源所需的整流桥堆，从而能够直接用交流电点亮灯丝。在陶瓷电路基板上设有两条导电线路，每条导电线路的左右端均通过一个二极管与电源接线端子连接，同一条导电线路两端的二极管反向设置，同一电源接线端子上连接不同导电线路的二极管相互为反向设置，两条导电线路之间设有两个以上的led芯片。封装在led灯丝陶瓷基板上的四个二极管与两条导电线路构成了桥式整流，从而使得电源接线端子上输入的交流电转为在两条导电线路之间的直流电，从而实现对的led芯片直流驱动。
5.中国专利cn202022217458.6进一步在交流led灯丝电源接线端子设置限流电阻，起到限流的作用，避免电网电压波动烧毁半导体芯片，有效地提高了led灯丝的可靠性。其不足之处在于，限流电阻串联接入在电路中，成为了主要的发热元件，限流电阻的发热严重，易烧毁，限流电阻的可靠性成为主要问题。如何降低限流电阻的温度，保障其可靠性，成为新的技术瓶颈。


技术实现要素：

6.针对目前如何降低交流led灯丝限流电阻的温度，提高交流led灯丝的可靠性等问题，本技术的实施例提出了一种交流led灯丝及灯丝灯来解决以上的问题。
7.本技术的实施例提出了一种交流led灯丝，包括基板、led芯片、第一电阻、二极管和端子，基板的上表面设有第一线路层，基板的下表面设有第二线路层，led芯片设置在基板的上表面，第一电阻和二极管设置在基板靠近端部的第一线路层的表面，二极管与第一电阻和led芯片形成整流电路，端子设置在基板的两个端部，端子包括与第一线路层贴合的固定区以及从固定区沿基板的侧壁折弯至基板的下表面的折弯棘爪，第二线路层与第一线路层导热连接和/或电性连接。
8.在可选的实施例中，第一线路层包括第一线路层端部线路区、第一线路层元件线路区和第一线路层并联线路区，第一线路层端部线路区位于基板的端部，第一线路层元件线路区与第一线路层端部线路区相邻并且中间设置有第一绝缘间隙，第一电阻焊接在基板至少一个端部的第一线路层端部线路区与第一线路层元件线路区之间并覆盖第一绝缘间隙，端子的固定区与第一线路层端部线路区贴合，第二线路层与第一线路层端部线路区和第一线路层元件线路区中的至少一个区域连接。
9.在可选的实施例中，第二线路层包括第二线路层端部线路区和第二线路层元件线路区，第二线路层端部线路区和第二线路层元件线路区以基板为对称面分别与第一线路层端部线路区和第一线路层元件线路区相对称，折弯棘爪与第二线路层端部线路区紧密贴合连接，折弯棘爪成为连接第一线路层与第二线路层的热传导通道。
10.在可选的实施例中，基板至少一个端部的第二线路层端部线路区与第二线路层元件线路区之间焊接有第二电阻，折弯棘爪成为连接第一线路层与第二线路层的第一导电通道，第一线路层元件线路区和第二线路层元件线路区之间设置有第二导电通道，实现第一电阻与第二电阻并联。
11.在可选的实施例中，第一线路层设置有与元件线路区贴合的跨接扣环，跨接扣环从所基板的侧壁折弯至基板的下表面与第二线路层的元件线路区紧密贴合连接，跨接扣环为具有高热导率的导电金属，跨接扣环成为连接第一线路层与第二线路层的第二导电通道。
12.在可选的实施例中，基板设置有穿过第一线路层元件线路区与第二线路层元件线路区的第一过孔，第一过孔内设有连接金属，连接金属成为连接第一线路层与第二线路层的第二导电通道。
13.在可选的实施例中，第一线路层还包括设置在第一线路层端部线路区和第一线路层元件线路区之间的串联线路层，串联线路层与第一线路层端部线路区、第一线路层元件线路区之间均分别存在第二绝缘间隙，第一电阻焊接于第一线路层端部线路区与串联线路层之间并覆盖第二绝缘间隙。
14.在可选的实施例中，第二线路层包括门形线路区和位于门形线路区的门形区域内的中心线路区，中心线路区与门形线路区之间存在第三绝缘间隙，折弯棘爪紧密紧密贴合基板下表面，第二线路层上还设置有第三电阻，第三电阻焊接于门形线路区与中心线路区之间并覆盖第三绝缘间隙。
15.在可选的实施例中，基板上设置有第二过孔和第三过孔，第二过孔和第三过孔内设有连接金属，第二过孔连接第一线路层的串联线路层与第二线路层的中心线路区，第三过孔连接第一线路层元件线路区与第二线路层的门形线路区，使得第一电阻与第三电阻串联。
16.在可选的实施例中，还包括封装胶，封装胶至少包覆基板、led芯片和二极管。
17.在可选的实施例中，第二线路层设置有位于折弯棘爪之外区域的第二线路层端部线路区和第二线路层元件线路区，基板设置有连接第一线路层元件线路区与第二线路层元件线路区的第四过孔，第四过孔内设有高热导率金属，第二线路层的端部线路区和元件线路区上设置有散热鳍片，散热鳍片的高度高于封装胶的厚度。
18.在可选的实施例中，二极管设置在第一线路层元件线路区上。
19.在可选的实施例中，基板的一个端部的第一线路层上设有第一线路层端部线路区和第一线路层元件线路区，第一线路层元件线路区与第一线路层端部线路区相邻并且中间设置有第四绝缘间隙，第一电阻焊接在一个端部的第一线路层端部线路区和第一线路层元件线路区上方并覆盖第四绝缘间隙，基板的另一个端部的第一线路层上仅设有第一线路层端部线路区，二极管设置在另一个端部的第一线路层端部线路区上。
20.在可选的实施例中，并联线路区包括分别靠近基板边缘的第一并联线路区和第二并联线路区，led芯片设置在第一线路层的第一并联线路区和第二并联线路区之间，多个led芯片串联成列，其中一个led芯片与第一并联线路区通过引线连接，另一个led芯片与第二并联线路区通过引线连接，二极管与并联线路区通过引线连接。
21.在可选的实施例中，第二线路层还包括第二线路层并联线路区，第二线路层并联线路区以基板为对称面分别与第一线路层并联线路区相对称。
22.在可选的实施例中，折弯棘爪为高热导率的导电金属。
23.在可选的实施例中，基板为透明基板，其材质包括氧化铝陶瓷、玻璃和蓝宝石中的一种。
24.第二方面，本技术的实施例还提出了一种灯丝灯，包括泡壳、灯头以及上述的交流led灯丝，交流led灯丝的端子还包括直柄区，交流led灯丝的一端通过直柄区固定在灯头，交流led灯丝的另一端设置在泡壳内。
25.本技术的实施例公开了一种交流led灯丝及灯丝灯，通过在基板上设置第一线路层和第二线路层，第一线路层与第二线路层存在连接的部分，将分压电阻发出的热量从单纯地聚集于基板上表面，变成分散至基板的上下表面的第一线路层和第二线路层，从而避免了热聚集，有效降低电阻本体的温度，避免灯丝内部局部高温造成封装胶劣化，实现高可靠性的交流led灯丝，本技术的实施例还提出一种灯丝灯，该灯丝灯包括上述的交流led灯丝，可以提高灯丝灯的寿命以及设计的多样性。
附图说明
26.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
27.图1为本技术的实施例一的交流led灯丝的侧视图；
28.图2为本技术的实施例一的交流led灯丝的光路图；
29.图3为本技术的实施例一的交流led灯丝的基板侧视图；
30.图4为本技术的实施例一的交流led灯丝的基板俯视图；
31.图5为本技术的实施例一的交流led灯丝的基板仰视图；
32.图6为本技术的实施例二的交流led灯丝的基板侧视图；
33.图7为本技术的实施例二的交流led灯丝的基板俯视图；
34.图8为本技术的实施例二的交流led灯丝的基板仰视图；
35.图9为本技术的实施例三的交流led灯丝的基板侧视图；
36.图10为本技术的实施例三的交流led灯丝的基板俯视图；
37.图11为本技术的实施例三的交流led灯丝的基板仰视图；
38.图12为本技术的实施例四的交流led灯丝的基板侧视图；
39.图13为本技术的实施例四的交流led灯丝的基板俯视图；
40.图14为本技术的实施例四的交流led灯丝的基板仰视图；
41.图15为本技术的实施例五的交流led灯丝构成的灯丝灯的截面示意图；
42.图16为本技术的实施例五的交流led灯丝的基板侧视图；
43.图17为本技术的实施例五的交流led灯丝的基板俯视图；
44.图18为本技术的实施例五的交流led灯丝的基板仰视图；
45.图19为本技术的实施例六的交流led灯丝的基板侧视图；
46.图20为本技术的实施例六的交流led灯丝的基板俯视图；
47.图21为本技术的实施例六的交流led灯丝的基板仰视图。
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
49.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
50.实施例一
51.请参考图1，本技术的实施例中提供了一种交流led灯丝，包括基板1、位于基板1两端的端子2、led芯片3、第一电阻4、二极管5和封装胶6，基板1的上表面设有第一线路层，基板1的下表面设有第二线路层7，第一线路层包括第一线路层端部线路区8、第一线路层元件线路区9和第一线路层并联线路区10，第一线路层元件线路区9与第一线路层端部线路区8相邻并且中间设置有第一绝缘间隙12，第一电阻4设置在基板1至少一个端部的第一线路层端部线路区8和第一线路层元件线路区9上方并覆盖第一绝缘间隙12，第二线路层7与第一线路层完全对称，第二线路层7也同样具有第二线路层端部线路区、第二线路层元件线路区和第二线路层并联线路区。led芯片3、二极管5均通过引线11与第一线路层连接实现电导通。引线11为合金线或者金线。
52.参考图2，将led芯片3用透明固晶胶固晶在基板1表面并排成列，第一电阻4焊接在基板1的第一线路层上，led芯片3封装在基板1的上表面，二极管5设置于第一线路层上。封装胶6将基板1、led芯片3、第一电阻4、二极管5的所有表面包覆，基板1包括氧化铝氧化铝陶瓷、玻璃、蓝宝石等，例如可以选择氧化铝陶瓷基板，借助基板1的透明特性，led芯片3发出的光从基板1上下两侧同时出射，从而实现通体发光的效果。
53.在具体的实施例中，参考图3
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5，第一线路层端部线路区8位于基板1的两个端部，且设置有左侧第一线路层端部线路区81和右侧第一线路层端部线路区82，两者以基板的中心线为对称线，对称地设置在基板1的左右两个端部。第一线路层元件线路区9设置有左侧第一线路层元件线路区91和右侧第一线路层元件线路区92，两者以基板1的中心线为对称线，对称地设置。第一线路层并联线路区10设置于左侧第一线路层元件线路区91和右侧第一线路层元件线路区92之间，且第一线路层并联线路区10包含上侧第一线路层并联线路区
101和下侧第一线路层并联线路区102，上侧第一线路层并联线路区101和下侧第一线路层并联线路区102分别设置于基板1靠近边缘的两侧。
54.led芯片3设置于上侧第一线路层并联线路区101和下侧第一线路层并联线路区102之间。多颗led芯片3串联成列，其中一颗led芯片与上侧第一线路层并联线路区101连接，其中一颗led芯片与下侧第一线路层并联线路区102连接。二极管5为垂直电极结构，二极管5设置有一正一负两个电极，两个电极分别设置在二极管5的上下表面，二极管5的一个电极焊接在第一线路层上，另一个电极通过引线与第一线路层并联线路区10连接。
55.具体地，二极管5分为第一二极管51、第二二极管52、第三二极管53、第四二极管54。第一二极管51正极焊接在左侧第一线路层元件线路区91上，负极朝上，并且负极与上侧第一线路层并联线路区101通过引线连接。第二二极管52负极焊接在左侧第一线路层元件线路区91上，正极朝上，并且正极与下侧第一线路层并联线路区102通过引线连接。第三二极管53正极焊接在右侧第一线路层元件线路区92上，负极朝上，并且负极与上侧第一线路层并联线路区101通过引线连接。第四二极管54负极焊接在右侧第一线路层元件线路区92上，正极朝上，并且正极与下侧第一线路层并联线路区102通过引线连接。
56.第一电阻4设置有左侧第一电阻41和右侧第一电阻42，两者阻值相等。左侧第一电阻41焊接在左侧第一线路层端部线路区81与左侧第一线路层元件线路区91之间，右侧第一电阻42焊接在右侧第一线路层端部线路区82与右侧第一线路层元件线路区92之间。
57.端子2设置有左右两个，分别连接在左侧第一线路层端部线路区81和右侧第一线路层端部线路区82上。端子2包括直柄区、固定区21和折弯棘爪22，固定区21的下表面与第一线路层的第一线路层端部线路区8连接并且电导通。折弯棘爪22从固定区21沿基板1的侧壁折弯至基板1的下表面，基板4的下表面设置有第二线路层7，因此通过折弯棘爪22与第二线路层7连接并且电导通，从而第二线路层7与第一线路层的第一线路层端部线路区8电导通，通过测试是否有电导通判断折弯棘爪22是否与第一线路层和第二线路层7是否贴合，只有紧密贴合才能保证导热，第二线路层7可以有效增大散热面积，折弯棘爪为高热导率的导电金属，该金属的热导率不低于30w/m
·
k，其材质包括铜、铝、银等。二极管5设置在第一线路层上与第一电阻4和led芯片3形成桥式整流电路，二极管5与第一线路层并联线路区10构成桥式整流电路，从而能够将输入的交流电转为直流电供给led芯片3，使得led芯片3在直流电驱动下工作。同时，第一电阻4对称地设置两个，且设置于端子2与桥式整流电路之间，为交流电的正负半周提供相同的电阻分压保护，保证了电流的稳定，避免交流电波动造成的led芯片3烧毁。
58.端子2材质为金属，具有良好的导热性能，例如铝等。由于第一电阻4发热较大，需要为其提供良好的散热，避免灯丝内部局部高温造成封装胶劣化。由于基板1采用氧化铝陶瓷，垂直热传导的热阻较大。借助第一线路层的第一线路层端部线路区8将第一电阻4发出的热量传导至端子2，再由端子2传导至第二线路层7，形成从基板1正面到基板1背面的热传导途径，扩大了有效的热能力，提高了对第一电阻4的散热。
59.当led芯片3为蓝光芯片，灯丝为蓝光灯丝时，封装胶6为透明光学胶；当led芯片3为蓝光芯片，灯丝为绿光灯丝时，封装胶6为透明光学胶内混有绿色荧光粉而得；当led芯片3为蓝光芯片，灯丝为红光灯丝时，封装胶6为透明光学胶内混有红色荧光粉而得；当led芯片3为绿光芯片，灯丝为绿光灯丝时，封装胶6为透明光学胶；当led芯片3为红光芯片，灯丝
为红光灯丝时，封装胶6为透明光学胶；当led芯片3为蓝光芯片，灯丝为白光灯丝时，封装胶6为透明光学胶内混有红色荧光粉和绿色荧光粉而得；当led芯片3为白光芯片，灯丝为白光灯丝时，封装胶6为透明光学胶。
60.本技术的实施例还提出一种灯丝灯，该灯丝灯包括灯头、泡壳以及上述提到的交流led灯丝，交流led灯丝的一端与灯头固定，另一端置于灯泡泡壳的中央。交流led灯丝的一端通过直柄区固定在灯头。
61.实施例二
62.参考图6
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8，实施例二与实施例一的区别在于：第二线路层7设置于基板1下表面，并且于第一线路层完全对称。第一线路层设置有左侧第一线路层端部线路区81和右侧第一线路层端部线路区82，第一线路层的元件线路区设置有左侧第一线路层元件线路区91和右侧第一线路层元件线路区92。第二线路层7设置有左侧第一线路层端部线路区83和右侧第一线路层端部线路区84，第二线路层的元件线路区设置有左侧第一线路层元件线路区93和右侧第一线路层元件线路区94。第二线路层7对应于第一线路层的上侧第一线路层并联线路区101和下侧第一线路层并联线路区102下方未设置线路层，为裸露的基板1。
63.具体地，还设置有第一跨接扣环121和第二跨接扣环122。第一跨接扣环121下表面与第一线路层的左侧第一线路层元件线路区91电导通，第一跨接扣环121从基板1的侧壁折弯至基板1的下表面，并且第一跨接扣环121与第二线路层7的左侧第一线路层元件线路区93连接并且电导通。第二跨接扣环122下表面与第一线路层的右侧第一线路层元件线路区92连接并且电导通，第二跨接扣环122从基板1的侧壁折弯至基板1的下表面，并且第二跨接扣环122与第二线路层右侧第一线路层元件线路区94连接并且电导通。
64.在还设置有左侧第二电阻43和右侧第二电阻44，两者阻值相等。左侧第二电阻43焊接在第二线路层7的左侧第一线路层端部线路区83与左侧第一线路层元件线路区93之间，右侧第二电阻44焊接在第二线路层7的右侧第一线路层端部线路区84与右侧第一线路层元件线路区94之间。其余部分与实施例一相同，通过跨接扣环的导通，左侧第一电阻41与左侧第二电阻43并联，右侧第二电阻42与右侧第二电阻44并联，从而将单个电阻上的发热量减小，同时发热量分散至基板1的上下两侧，避免局部的热集中。
65.实施例三
66.参考图9
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11，实施例三与实施例二的区别在于：基板1设置有穿过第一线路层的第一线路层元件线路区9与第二线路层7的元件线路区的第一过孔，第一过孔内设有连接金属。具体地，第一过孔包括第一金属化过孔131和第二金属化过孔132。第一金属化过孔131将第一线路层的左侧第一线路层元件线路区91与第二线路层左侧第一线路层元件线路区93电导通。第二金属化过孔132将第一线路层的右侧第一线路层元件线路区92与第二线路层右侧第一线路层元件线路区94电导通。其余与实施例二相同。
67.利用陶瓷基板可以采用金属化过孔导通上下表面线路层的特性，将第一线路层与第二线路层7连接并导通，从而将单个电阻上的发热量减小，同时发热量分散至基板1的上下两侧，避免局部的热集中。
68.实施例四
69.参考图12
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13，实施例四与实施例三的区别在于：第一线路层的左侧第一线路层端部线路区81与左侧第一线路层元件线路区91之间还设置有串联线路层85，左侧第一线路层
端部线路区81与串联线路层85之间设置有第二绝缘间隙，左侧第一线路层元件线路区91与串联线路层85之间设置有第二绝缘间隙。左侧第一电阻41焊接在第一线路层的左侧第一线路层端部线路区81与串联线路层85之间并覆盖第二绝缘间隙。第一线路层右侧也对称设置，图中未示出。
70.第二线路层7在左右侧均设置有门形线路区96和中心线路区95，折弯棘爪22所在区域均未设置第二线路层。中心线路区95位于门形线路区96的门形区域内，中心线路区95与门形线路区96之间存在第三绝缘间隙。基板1上设置有第二过孔和第三过孔，第二过孔连接第一线路层的串联线路层85与第二线路层的中心线路区95，第三过孔连接第一线路层元件线路区91与第二线路层的门形线路区96，第二过孔和第三过孔内设有连接金属分别形成第三金属化过孔133和第四金属化过孔134。
71.第一线路层串联线路层85与第二线路层中心线路区95之间通过第四金属化过孔134导通，第二线路层门形线路区96与第一线路层的左侧第一线路层元件线路区91之间通过第三金属化过孔133导通。第三电阻45焊接在第二线路层门形线路区96和中心线路区95之间，从而使得左侧第一电阻41与第三电阻45形成串联连接。其余与实施例三相同，通过金属化过孔将第一线路层和第二线路层7连接，并实现电阻的串联，从而将单个电阻上的发热量减小，同时发热量分散至基板的上下两侧，避免局部的热集中。
72.实施例五
73.参考图15
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18，实施例五与实施例四的区别在于：第一线路层不设置右侧第一线路层元件线路区92，第一线路层上仅设置左侧第一电阻41一个电阻，第三二极管53和第四二极管54焊接在第一线路层的右侧第一线路层端部线路区82上，其余与实施例四相同。在灯丝灯整灯应用中，灯丝的另一端的电阻所在位置(图中虚线位置)不发光且会遮挡光的出射从而会形成一个阴影，影响整体的外观效果。由于在基板1的右侧第一电阻42不存在，从而避免了灯丝灯整灯中存在灯丝顶部暗影的问题。
74.实施例六
75.参考图19
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21，实施例六与实施例三的区别在于：第二线路层7上原本焊接第二电阻的位置改为焊接散热鳍片46和47，且散热鳍片46和47的高度高于封装胶6的厚度，从而散热鳍片46和47的外表面露出于所述封装胶6外部，能够进行热辐射或热对流散热，实现跟交流led灯丝所处环境之间的热交换，提高散热能力。第二线路层7设置有位于折弯棘爪22之外区域的第二线路层端部线路区和第二线路层元件线路区，折弯棘爪22所在区域均未设置第二线路层7，基板1设置有连接第一线路层元件线路区9与第二线路层元件线路区的第四过孔，第四过孔内设有高热导率金属，该金属的热导率不低于30w/m
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k。实现纵向热传导，其余与实施例三相同。
76.以上描述了本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
77.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。措词
‘
包括’并不排除在权利要求未列出的元件或步骤的存在。元
件前面的措词“一”或“一个”并不排除多个这样的元件的存在。在相互不同从属权利要求中记载某些措施的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于改进。在权利要求中的任何参考符号不应当被解释为限制范围。