第39卷第1期2021年1月
佛山科学技术学院学报(自然科学版)
Journal of Foshan University(Natural Sciences Edition)
Vol.39No.1
Jan.2021
文章编号：1008-0171（2021）01-0050-03
LED成品灯具中铝基板通用不同品牌3030-LED 傅海勇，李顺康
（广东穗名光电有限公司，广东佛山528329）
摘要：从4款3030LED灯珠型号设计成一种通用焊盘入手，使用AutoCAD进行尺寸分析比对设计完成通
用的铝基板焊盘和锡膏钢网后，对4款3030LED灯珠型号分别通过贴片机设备Mirae Mx200L进行灯珠贴片，并采用回流焊设备Mirai K8进行焊接。使用X射线透视机进行分析对比发现,4款3030LED灯珠在通用一种焊盘的情况下，空洞率＜10%，不会影响LED灯珠的散热，符合技术指标。该方法可以大大提升铝基板对应不同LED 灯珠的通用性，在生产过程中根据订单中的亮度、区、显指等要求随意更换不同规格的3030LED灯珠，从而缩短Led成品灯具的生产周期，节省研发成本。
关键词:LED灯具；灯珠焊盘；铝基板
中图分类号:TN312.8文献标志码:A
随着我国经济改革开放的深入，人们的经济和生活水平逐步提升，对各种用品的要求也随着提高。由于科技的快速发展，近年来在灯具行业中出现了一款新型LED灯具。
LED灯具具有发光效率高、节能效果好、无污染、寿命长等特点，逐渐受到人们的喜爱，出现了各种各样的LED灯具。LED灯具作为一款灯具，它的主要功能就是照明，其照明的源头称为光源［1］，LED灯具的光源是由铝基板和LED灯珠两部分组成。现在市面上的灯珠五花八门，每一个品牌的灯珠都有着自己不同的亮度、区、电压、显指、电流和焊盘结构等。为了生产便利，本研究在设计铝基板的时候通常会按灯珠的焊盘来进行设计，这样做会大大减低铝基板的通用性。随着不同的生产需求，每一款灯都会出现更换不同光源的情况，而铝基板和LED灯珠焊盘匹配的原因导致每更换一次光
源就需要重新开发一款新的铝基板，无形中增加了产品的生产周期和研发成本。因此，本文以不同品牌3030LED灯珠作基础，设计一款可以通用不同品牌3030灯珠的铝基板。
1灯珠选型和焊盘设计
1.1灯珠选型
选择4款3030LED灯珠，分别为天电3030LED灯珠、德润达3030LED灯珠、同一方3030LED灯珠和CREE3030LED灯珠。利用AutoCAD将这4款灯珠焊盘结构绘制出来，分别如图1所示。
1.2通用焊盘设计
根据图1分析出这4款3030LED灯珠焊盘的通用部分，设计出通用焊盘，如图2所示。
收稿日期:2019-11-20
作者简介：傅海勇（1989-），男，江西新干人，广东穗名光电有限公司工程师。
第1期傅海勇等：LED成品灯具中铝基板通用不同品牌3030-LED灯珠焊盘的设计51
图1各3030LED灯珠焊盘
b天电3030c德润达3030d同一方3030e CREE3。3。
图2铝基板通用焊盘与LED灯珠焊盘组装
2灯珠贴片验证
下面来验证这个方案的可行性，其步骤如下所述。
（1）设计刷锡膏用的钢网，钢网尺寸如图3所示。
（2）将钢网和铝基板放到设备Mirai A3中，将锡膏透过钢网刷到
铝基板中。本设计采用中温锡膏，含有铅、Sn64.7/Bi35/Ag0.3，其熔点为
178~180七，回流焊接温度为210~220
防震型投光灯
（3）将涂好锡膏的铝基板放到设备Mirae Mx200L中进行灯珠贴
片，并将贴好灯珠的铝基板放到设备Mirai K8中进行回流焊接。回流
焊接的速度为1.5m/min，温区参数分别为：第1温区上、下温区均为
120第2温区上、下温区均为145第3温区上、下温区均为170
第4温区上、下温区均为190第5温区上、下温区均为220T，
第6温区上、下温区均为240第7温区上、下温区均为215第8
温区上、下温区均为175T o
（4）将焊接好的铝基板利用设备ZHUNCE-
ZC6005QE进行点亮测试，如图4所示。
煤矿井下定位系统由图4可以看出，本文设计的通用焊盘可以进行
点亮巴表明验证成功。
值得注意的是,LED灯珠贴片会出现以下几种原图4点亮测试
水润滑轴承
、烘烤去除湿度;2）贴片生产时，灯珠表面受到外界压力；3）灯珠防静电、贴片机接地;4）铝基板喷
锡层不好上锡，不合理;5）铝基板平整度、灯珠间的相距尺寸误差;6）SMT温度和时间不合理;7）锡膏使用不当。
太阳影子定位技术贴片前需做好除湿、防静电、SMT温度及锡膏使用等问题的处理。
3空洞率测试
在回流焊接的过程中，焊锡会因为空气或助焊剂等化学物质的膨胀而出现空洞，空洞率过高时，在
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冷热冲击的环境下，会引起气泡的热胀冷缩，从而导致焊锡开裂，使灯珠的稳固性降低。此外，空洞率过高会导致焊锡的热阻增高、导热系数下降。一般业内认为空洞率10%以下不会影响散热叫其空洞率计算公式为
空洞率=(灯珠焊盘内空洞面积/灯珠焊盘面积)x100%。(1)利用X射线透视机可以直观观察灯珠和铝基板的焊接情况，从而计算出焊盘的空洞率。4款灯珠的测试结果分别为:D1区域1空洞率为2.7%，区域2空洞率为6.3%，总空洞率为4.5%；D2区域1空洞率为0.9%，区域2空洞率为2.9%，总空洞率为1.9%；D3区域1空洞率为2.1%，区域2空洞率为2.6%，总空洞率为2.4%；D4区域1空洞率为3.7%，区域2空洞率为9%，总空洞率为6.3%。
由此可知，本设计的通用焊盘空洞率均在10%以内，表明其散热结果合格⑷。
4小结
穿孔管
该通用焊盘的设计可以大大提升铝基板对应不同LED灯珠的通用性，在生产过程中能够根据订单中的亮度、区以及显指等要求随意更换不同规格的3030LED灯珠，从而大大缩短了LED灯具的生产周期，节省了研发成本。
参考文献：
[1]黎伟强，傅海勇，杨胜晖.COB光源及SMD光源LED路灯共用一种外壳组件的机械设计[J].机电工程技术,2017,46
(3):123-125.
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三通管接头[3]傅海勇.浅谈半导体灯具的散热机构设计[J].科技资讯,2017,15(4):86-87.
[4]傅海勇，周先保.一种会呼吸的LED玉米灯散热系统的研究与开发[J].机电工程技术,2017,46(3):59-60.
【责任编辑：任小平***************] Design of3030-LED bead pad with different brands for aluminum substrate in LED finished lamps
FU Hai-yong,LI Shun-kang
(Guangdong Suiming Photoelectric Co.,Ltd.,Foshan528329,China)
Abstract:Starting with the design of a universal pad for four types of3030LED lamp beads,the paper analyzes and compares the dimensions with AutoCAD,and designs the universal aluminum substrate pad and solder paste steel mesh.After that,the four types of3030LED lamp beads are respectively pasted by the placement machine mirae mx200l and welded by the reflow soldering equipment Mirai K8.Through the analysis and comparison with the X-ray fluoroscopy machine,it is found that the cavity rate of the four types of3030LED lamp beads is less than10%in the case of a common pad,which will not affect the heat dissipation of the LED lamp beads and meets the technical indicators.This method can greatly improve the versatility of aluminum substrate corresponding to different LED lamp beads,and can replace3030LED lamp beads of different specifi
cations according to the requirements of brightness,color area and indication in the production process,so as to save the production cycle and R&D cost of LED finished lamps.
Key words:LED lamps;lamp chip pads;aluminum PCB board
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