一种LED支架、LED支架的制造方法和LED发光装置与流程

一种led支架、led支架的制造方法和led发光装置
技术领域
1.本发明属于led生产技术领域，尤其涉及一种led支架、led支架的制造方法和led发光装置。


背景技术：

2.目前的led发光装置，包括led支架，支架包括封装体和与封装体结合的金属基板，其中所采用的切割式led支架的结构是支架侧边四面均有塑料(即形成封装体的材料之一)包裹，四边漏出的金属基板的金属材料均由塑料包覆，这种结构使得灯珠塑料的使用量高而增加生产成本，且散热点仅限于底部焊盘，散热路径受限。此外，支架在切割时，金属基板的至少一部分会和封装体同时被刀具切割，使得切割面外露的部分金属基板与封装体外侧面共面，因金属基板材料和封装体的材料特性不同，故对切割刀具的作用力反馈不一致，切割时金属基板受到刀具作用产生的应力传递到塑料可能会引起支架破裂或影响金属基板与封装体结合的气密性，使用效果欠佳。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种led支架、led支架的制造方法和led发光装置，其使用效果佳且生产成本低。
4.本发明的技术方案是：一种led支架，包括金属基板和封装体，所述金属基板至少部分嵌设于所述封装体内，所述金属基板包括板体和设于板体外围的基脚，所述基脚的背面具有裸露区和嵌条区且设置有缺槽，所述缺槽至少设置于所述嵌条区，所述封装体包括主体部和嵌条部，所述主体部成型于所述金属基板的正面且覆盖至所述板体的边缘，所述嵌条部成型于所述嵌条区且一体连接于所述主体部；所述基脚对应于所述裸露区处裸露于所述封装体，所述基脚对应于所述嵌条区处具有所述嵌条部。
5.具体地，所述嵌条部的两端于所述基脚的两侧处一体成形于所述主体部。
6.具体地，所述金属基板向底面方向的投影包括中央区域和基脚区域，所述基脚区域包括与所述裸露区对应的裸露区域和与所述嵌条区对应的嵌条区域，所述嵌条部向底面方向的投影为嵌条区域，所述中央区域和所述裸露区域由所述嵌条区域隔开。
7.具体地，所述缺槽同时设置于所述裸露区和所述嵌条区，所述裸露区和所述嵌条区平齐或呈台阶状，或者，所述缺槽仅设置于所述嵌条区，且所述裸露区与所述金属基板的底面平齐。
8.具体地，所述封装体的外周平面形状呈四角具有缺口的矩形形状，所述基脚的裸露区裸露于所述缺口处，所述封装体的中央设置有发光体安装孔；所述金属基板包括相对分离设置的两个子基板，每个子基板设置有两个所述基脚且各基脚设于两个子基板相互远离的一侧；在所述led支架的外侧面上向所述封装体高度方向上的投影，所述基脚的外侧面和所述封装体的外侧面没有重合的部分。
9.本发明还提供了一种led支架的制造方法，用于制造上述的一种led支架，包括以
下步骤：
10.在一整块金属板上通过冲压工艺或蚀刻工艺制备具有基脚和板体的所述金属基板的基板框架，所述基板框架包括外框和设于外框内阵列排布的多个所述金属基板，其中各所述金属基板之间相邻的基脚一体成型连接，所述阵列排布的多个金属基板与所述外框通过所述基脚连接，除所述金属基板和所述外框的区域外的区域为镂空部；
11.于所述基板框架通过注塑或模压工艺成型所述封装体以形成包含多个阵列排布的led支架的支架料片，所述封装体的主体部成型于所述板体及所述基脚对应于所述嵌条区处的正面处，所述封装体的嵌条部成型于所述基脚对应于所述嵌条区处且一体连接于所述主体部，所述镂空部至少部分被所述封装体覆盖且所述封装体覆盖至所述板体的边缘。
12.具体地，于所述基板框架通过注塑或模压工艺成型所述封装体时，所述基脚的裸露区被模具夹持，所述嵌条区位于夹持位置之外。
13.具体地，于所述基板框架通过注塑或模压工艺成型所述封装体以形成包含多个阵列排布的led支架的支架料片的步骤中，靠近所述外框处的镂空部未全部被封装体填满，仍留有部分镂空。
14.本发明还提供了一种led发光装置，包括上述的一种led支架。
15.进一步地，所述led发光装置还包括电路板，所述电路板上设有预制电路和与所述预制电路电连接的第一焊盘，所述板体背面与所述焊盘焊接；所述电路板还设有散热体和与所述散热体电连接的第二焊盘，所述第二焊盘与所述基脚焊接。
16.本发明所提供的一种led支架、led支架的制造方法和led发光装置，嵌条部和主体部分设于金属基板的两面且一体成型，基脚局部裸露于封装体外，封装体可以在金属基板的背面形成封闭合围边，使得金属基板板体的四边被封装体覆盖，增加了支架的气密性，同时塑料四角镂空的部分单独将基脚漏出，减少封装体的用料，降低生产成本，同时基脚可以作为灯珠焊接点连接散热部件以增加散热路径，使用效果好，且基脚的裸露区未被封装体包覆，切割时切割刀具不会同时切到金属基板和封装体，减少切割过程中传到塑料中的应力，降低了led支架破裂风险，提高生产良率，利于降低成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的一种led支架的立体示意图；
19.图2是本发明实施例提供的一种led支架的另一立体示意图；
20.图3是本发明实施例提供的一种led支架的俯视图；
21.图4是本发明实施例提供的一种led支架的仰视图；
22.图5是本发明实施例提供的一种led支架中封装体的立体示意图；
23.图6是本发明实施例提供的一种led支架中封装体的另一立体示意图；
24.图7是本发明实施例提供的一种led支架中金属基板的立体示意图；
25.图8是本发明实施例提供的一种led支架中金属基板的另一立体示意图；
26.图9是本发明实施例提供的一种led支架中金属基板的俯视平面示意图；
27.图10是本发明实施例提供的多个金属基板阵列排布一体形成的基板框架的正面平面示意图；
28.图11是本发明实施例提供的多个金属基板阵列排布一体形成的基板框架的背面平面示意图；
29.图12a是本发明实施例提供的一种led支架生产方法中模具在开模状态的剖面(对应图10中整版在a-a处剖面)的局部示意图；
30.图12b是本发明实施例提供的一种led支架生产方法中模具在合模状态的剖面(对应图10中整版在a-a处剖面)的局部示意图；
31.图13是本发明实施例提供的一种led支架生产方法中模具在合模状态的剖面(对应图11中整版在b-b处剖面)的局部示意图；
32.图14是本发明实施例提供的多个led支架阵列排布一体形成的led支架料片(正面)的切割示意图；
33.图15是本发明实施例提供的多个led支架阵列排布一体形成的led支架料片(背面)的切割示意图；
34.图16是本发明实施例提供的一种led支架中另一种形式金属基板的立体示意图；
35.图17是本发明实施例提供的一种led支架组装形成led发光装置的立体示意图；
36.图18是本发明实施例提供的一种led发光装置连接电路板上的立体示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
39.另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
41.如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种led支架，包括金属基板10和封装体20，封装体20可为聚酯树脂(塑料)等。所述金属基板10至少部分嵌设于所述封装体20内，所述金属基板10包括板体11和基脚12，基脚12可以至少部分外露于封装体20，以便于进行焊
接。所述基脚12的背面具有裸露区121和嵌条区122(参考图8)且设置有缺槽120(参考图8和图9)，所述缺槽120至少设置于所述嵌条区122，本实施例中缺槽120包括裸露,121和嵌条区122，所述封装体20包括主体部211和嵌条部212，所述主体部211成型于所述金属基板10的正面且覆盖至板体11的边缘，本实施例中，正面指led支架中led芯片的设置面，背面(底面)指led支架用于与外部电路电连接的焊接面(板体11的背面可作为与外部电路的焊接区)。led芯片可设置于金属基板10的正面，所述嵌条部212成型于所述嵌条区122且一体连接于所述主体部211；所述基脚12对应于所述裸露区121(参考图2和图4)处裸露于所述封装体20，所述基脚12对应于所述嵌条区122处(参考图9)设置有所述嵌条部212，即嵌条部212和主体部211分设于金属基板10的两面且一体成型，基脚12局部裸露于封装体20外，基脚12与板体11交接处(即嵌条区122处)的两面均有封装体20，封装体20可以在金属基板10的背面形成封闭合围边(参考图4中阴影面外围所示的区域)，使得金属基板10主体的四边被封装体20(可为塑料)包围，增加支架的气密性和金属基板10与封装体20的结合强度，同时将基脚12的裸露区121漏出，可以在支架生产过程中，在切割前作为多个支架之间连接处，还可以作为焊接点，还可与外部金属部件焊接以增加接触导热面积，使用效果好，且裸露区无需覆盖封装体，生产成本低。此外，嵌条区122和嵌条部212设于基脚12与板体11连接的最窄处，使得裸露区121外露的金属基板与封装体的结合面尽可能小，可减小水汽侵入支架的路径。
42.具体地，所述嵌条部212的两端于所述基脚12的两侧处一体成形于所述主体部211(参考图4中阴影面所示的区域)，即从led支架的背面看，嵌条部212在平面上将基脚12的裸露区121与板体11隔开，这样的结构可使得封装体20与金属基板10紧密结合的同时可保持基板本体背面有较大的散热和焊接面积。
43.本实施例中，所述金属基板10向底面方向的投影包括中央区域(板体11的区域)和基脚区域，所述基脚区域包括与所述裸露区121对应的裸露区域(与图4中121所指区域对应)和与所述嵌条区122对应的嵌条区域(与图4中122所指区域对应)，所述嵌条部212向底面方向的投影为嵌条区域，所述中央区域和所述裸露区域由所述嵌条区域隔开，使led支架的背面形成有封闭形状的封装体20，基脚12(裸露区121)位于封闭形状外，板体11位于封闭形状内。图4中，阴影线区域即为封装体20的区域，无剖面线区域即为金属基板10的区域(led支架从底面看)。
44.具体地，所述嵌条部212的底面与所述金属基板10的底面平齐，使得封装体与金属基板的结合强度好，气密性佳，可简化生产模具结构，便于制造，且不影响散热。
45.具体地，如图1至9所示，所述封装体20的外周平面形状呈四角具有缺口201的矩形形状(参考图5和图6)，所述基脚12的裸露区121裸露于所述缺口201处，以减少封装体20使用量，生产成本低。所述封装体20的中央设置有发光体安装孔203(参考图1)，发光体(led芯片)可以设置于发光体安装孔203内且连接于板体11(参考图17)；所述金属基板10包括两个分离设置的子基板(参考图7、图8、图9所示)，每个子基板10设置有两个所述基脚12且各基脚设于两个子基板相互远离的一侧，本实施例中两个子基板对称设置。本实施例中，板体11呈矩形，其外侧相邻的两个角部设置为倒角。所述基脚12自倒角处一体向外延伸形成。所述缺槽120可通过蚀刻工艺形成于基脚12的背面。使基脚12的缺槽120与板体11的背面形成台阶结构，嵌条部212则成型于台阶处靠近于板体11。在led支架的外侧面(参考图1、图2、图3、
图4)，基脚12的外侧面与封装体20的外侧面平齐；且在led支架的外侧面的长度方向上各基脚12的外侧面与封装体20外侧面相邻；在led支架的外侧面向封装体20高度方向(即垂直于led支架正面的方向)上的投影，基脚12的外侧面和封装体20的外侧面没有重合的部分(即基脚12的上下两侧都没有封装体20覆盖)。这样的结构设计使得led在制造过程中，在切割时(下文相关描述)，切割刀具只会单独切到封装体20或基脚12，而不会同时切割到基脚12和封装体20，避免因金属基板材料和封装体的材料特性不同，对切割刀具的作用力反馈不一致，而可能导致支架破裂或影响金属基板10与封装体20结合的气密性。
46.本发明实施例还提供了一种led支架的制造方法，用于制造上述led支架，包括以下步骤：
47.参考图10、图11所示，在一整块金属板上通过冲压工艺或蚀刻工艺，制备具金属基板10的基板框架130，所述基板框架130包括外框133和设于外框133内阵列排布的多个金属基板10，其中各金属基板10之间相邻的基脚一体成型连接，阵列排布的多个金属基板10与所述外框133通过所述基脚12连接，除金属基板10和外框133的区域外的区域为镂空部(即图中空白的区域)；
48.其中基脚12背面的缺槽120也是在上述步骤中通过蚀刻或冲压工艺形成，缺槽120至少设置于嵌条区122，本实施例中缺槽包括了裸露区和嵌条区；
49.(参考图12a至图15所示，并结合参考图1、图2、图4)于所述金属基板10通过注塑或模压工艺成型封装体20以形成包含多个阵列排布的led支架料片140，所述封装体20的主体部211成型于所述板体11的正面处及所述基脚12对应于所述嵌条区122处的正面处(即与嵌条区122相对处，嵌条区122处于基脚12的背面)，且所述封装体20包覆板体11的边缘但不包覆基脚12，所述封装体20的嵌条部212成型于所述基脚12对应于所述嵌条区122处且一体连接于所述主体部211，即嵌条部212和主体部211分设于金属基板10的两面且一体成型，封装体20可以在金属基板10的背面形成封闭合围边，使得金属基板10主体的四边被塑料包围，增加支架的气密性，同时将基脚12(裸露区121)漏出，可以作为各支架之间切割前的连接处，还可以作为焊接点与外部金属部件连接以增加接触导热面积，使用效果好。
50.若金属缺口(即缺槽120)在注胶成型时如果不做特殊处理，塑料可能会全部进入金属缺口，为了形成金属缺口，故本实施例在注胶成型封装体20时，金属缺口位置被模具夹持着，塑料不会进入金属缺口，可减少塑料的使用量。嵌条区212未被模具夹持可被塑料填充形成嵌条部212。
51.具体应用中，如图10所示为基板框架130的正面平面示意图，各所述基脚12向外周方向凸出于所述金属基板10的侧面；网格线部分为金属实体，金属实体包括多个(4行4列)一体连接的金属基板10，无网格线部分为镂空结构。如图11所示为基板框架130的背面平面示意图，无网格线、无阴影线的部分为镂空结构。外框阴影线部分和内部阴影线对应的平面等高，基脚12对应的较大网格线区域为第一蚀刻区(对应本实施例中缺槽120部分)，小网格线为第二蚀刻区，第一蚀刻区、第二蚀刻区对应的平面均低于外框阴影线部分和内部阴影线对应的平面。基板框架130设置于注胶模具中成型封装体，如图12a所示为模具及基板框架130对应于图10中基板框架130在a-a处的剖面示意图(开模状态)，模具包括对合设置的上模31、下模32。上模31、下模32对合可以夹持基板框架130以注胶形成封装体20。如图12b所示为模具及基板框架130对应于图10中基板框架130在a-a处的剖面示意图(合模状态)，
如图13所示为模具及基板框架130对应于图11中基板框架130在b-b处的剖面示意图(合模状态)。图中缺槽120有部分未被上模31、下模32夹持，注胶时将形成嵌条部212。
52.如图14和图15所示，多个金属基板10可以整体与led封装体20成型成led支架料片140，经过固晶工艺和封装工艺(固晶工艺和封装工艺为led封装领域的制造工艺，本技术在此不做赘述)后可进行切割形成单个led灯珠(参考图17所示)。支架料片140上相邻led支架之间的区域和外框133与led支架之间为切割道区域，切割道区域包括纵横交错的切割道131、132，在所述切割道区域，所述基脚12和所述封装体20在厚度上不重叠，避免在切割时刀具同时切割基脚12和封装体20。如图14所示，基板框架130通过注塑或模压工艺成型封装体以形成包含多个阵列排布的led支架的支架料片140的步骤中，靠近外框133处的镂空部未全部被封装体填满，仍留有部分镂空(图中网格线覆盖的区域)，剩余镂空部分可减少封装体的用量以降低生产成本且便于在切割时，减少刀具受到的阻力。
53.切割后基脚12与封装体20的侧面是共面的，切割道131、132沿切割方向，基脚12的切割面和封装体20的切割面是连续的，但是切割道131、132要么只切到封装体20，要么只切到基脚12，即基脚12和封装体20在切割道131、132不重叠，避免同时切割基脚12和封装体20，减少切割过程中传到塑料中的应力，降低了破裂风险，提高生产良率，利于降低成本。
54.而且，本实施例中，通过缺槽120的设置，可以有效防止基脚12在切割时向下弯折而凸出基板底面而导致的最终制造的led灯珠的底面不平整而导致led灯珠通过基板的板体11焊接在pcb板上时出现焊接不良的情况。在基板框架130切割时，由于切割应力的作用，基脚12容易略为向下翘曲，通过缺槽120的设置，即使基脚12向下翘曲，其也不会超过板体11的底面，避免led支架在焊接时接触不良的情况，可靠性更高。
55.具体应用中，所述缺槽120同时设置于所述裸露区121和所述嵌条区122，所述裸露区121和所述嵌条区122可平齐(等高)或呈台阶状(不等高)，但从金属基板的背面(具有缺槽120的一面为背面)看，均低于板体11。作为另一种可选实施例，如图16、17所示，所述缺槽仅设置于所述嵌条区122，从金属基板的背面(具有缺槽120的一面为背面)看，所述裸露区121与所述金属基板(板体11)的底面平齐，这种结构在切割时应将基板框架翻转(将金属基板底面朝上放置)放置切割，可避免基脚翘曲而凸出基板底面。
56.如图17所示，本发明实施例还提供了一种led发光装置，本实施例提供的发光装置为led灯珠100，其包括上述的一种led支架还包括设于支架正面的发光体安装孔203内的led发光芯片30，发光芯片30焊接在金属基板10的板体11正面。led发光装置的金属基板10主体的四边被塑料(封装体20)包围，增加支架的气密性，同时将基脚12(裸露区121)漏出，参考上文实施例的说明，基脚12可以作为在基板框架130中，各支架之间切割前的连接处，还可减少切割过程中传到塑料中的应力，降低破裂风险。
57.参考图18所示，本实施例提供的发光装置还包括电路板40，电路板40设有预制电路(印刷或埋设于电路板，未图示)和与预制电路电连接的第一焊盘41，led灯珠100的板体11背面与焊盘41焊接，本实施例中，第一焊盘41有两个，分别与led灯珠背面的两个板体11(参考图2和图8)焊接；电路板40还设有散热体(印刷或埋设于电路板，未图示)和与散热体电连接的第二焊盘42，所述第二焊盘42与基脚12焊接，本实施例中第二焊盘42有4个，分别与各基脚12的裸露区焊接，可见，基脚12还可以作为焊接点与外部散热部件连接，增加接触导热面积，且可以增加led灯珠100与电路板焊接的稳固性，使用效果好。在本实施例中，散
热体可以为设于电路板表面的铜层，且散热体不具有电路功能。此外，在某些应用中，基脚12也可以与电路板上的电路连接，起到给led灯珠供电的作用。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。