基于csp芯片的柔性曲面底板的配光结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，包括：柔性塑料底板、金属线路层和CSP芯片。具有结构简单和成本低等优点。
【专利说明】基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种CSP芯片LED配光结构，特别涉及一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构。
【背景技术】
[0002]LED是一种有着明显方向性的半导体发光器件，要实现良好的LED照明效果，离不开良好的光学设计。二次光学处理的主要办法，就是通过各种类型的光学透镜，反光材料，光学扩散材料来实现，决定了照明器件的系统光效。限于光学透镜等材料的原因，所有LED光学系统，经过上述光学透镜等材料之后，不可避免地会造成光强度的极大损失(通常达到10%-30%左右)。且目前市场流行的产品都是外形固定、光型固定的产品。还有，目前二次光学材料的耐候性、耐高温特性对CSP芯片系统具有超长寿命而言，往往成为主要影响因素之一。
[0003]CSP(即芯片尺寸封装)是LED新一代的芯片封装技术，CSP芯片与普通LED芯片相比，这种芯片具有散热表现更佳，高流明密度，且在同样装置达到更高流明值，省略打线制程，产品可靠度提升，高封装密度，采用SMD贴合、简化基板，贴合方式具弹性等优点。
[0004]自由曲面在二次光学设计方面，应用于设计曲面透镜或者给LED灯具增加曲面反射杯/反射碗。而柔性自由曲面底板配光是一次配光,通过曲面上的弧度对LED进行配光，克服了 LED照明发光角度小和光损大的问题，而且改善了由LED与传统光源不同的配光分布带来的照明系统能量利用率低下的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的首要目的在于提供一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，该配光结构对CSP芯片配光的LED灯具，其柔性底板不仅起到支撑CSP芯片、简化灯具结构、降低整个灯具系统热阻的作用。
[0006]本实用新型的另一目的在于提供一种制备所述基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构的制备方法，该制备方法使灯具能够根据使用情况，弯曲折叠塑料衬底，以达到各种不同的配光要求。
[0007]本实用新型的首要目的通过以下技术方案实现:一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，包括:柔性塑料底板、金属线路层和CSP芯片，所述柔性塑料底板上设置有金属线路层，CSP芯片连接于金属线路层上。
[0008]所述柔性塑料底板采用高导热塑料制成，并具有柔性。
[0009]所述CSP芯片焊接于金属线路层上。
[0010]所述CSP芯片采用CSP封装，至少两个所述CSP芯片组合使用。
[0011]作为优选，所述配光结构还包括驱动电路，所述CSP芯片与驱动电路相连，所述驱动电路用于控制CSP芯片。
[0012]一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构具有自由曲面柔性塑料底板，所述柔性塑料底板为高导热塑料，具有可弯曲折叠的特性，所述底板的自由曲面上布有金属线路层，CSP芯片焊接于金属线路层上。
[0013]所述CSP芯片为CSP封装。
[0014]所述塑料衬底优选采用高导热工程塑料制成，如帝斯曼导热塑料PA46。
[0015]所述自由曲面底板的下表面是塑料散热翅片。
[0016]所述自由曲面可根据不同用途、不同配光需要，达到最佳配光效果。
[0017]所述自由曲面上直接镀上铜电路层，铜电路层形成电路连接和焊点，一方面为CSP芯片提供电路引线，另一方面实现CSP芯片焊接。电路的布线与焊点所在位置由自由曲面具体形状确定，CSP芯片直接焊接于焊点上。
[0018]本实用新型的另一目的通过以下技术方案实现:一种柔性底板LED灯具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0019]步骤1、利用光学分析软件模拟方法，根据实际需要的效果，对自由曲面的形状进行模拟设计，同时对自由曲面设计CSP芯片的焊点位置；
[0020]步骤2、对柔性塑料曲面底板进行表面处理，所谓表面处理可以是在塑料衬底表面涂覆与镀膜金属有亲和力的涂层或对塑料衬底表面进行电晕放电活化处理；
[0021]步骤3、设计CSP芯片的分布，同时对不同的CSP芯片的驱动电路进行调试模拟；
[0022]步骤4、根据CSP芯片的分布，结合电路分析的原理设计线路层的排布；所述线路层为金属膜，所述金属膜采用真空镀膜技术制成，所述金属膜为铜膜或铝膜；
[0023]步骤5、以黄光微影工艺制作线路层，所述黄光微影工艺包括光阻被覆、曝光工序、显影工序、刻蚀工序和去膜工序；
[0024]步骤6、将CSP芯片焊接到焊点上。同时根据出光情况，调整柔性曲面各CSP芯片处的弧度，已达到最佳配光效果。
[0025]本实用新型的原理:本实用新型的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构的自由曲面可以根据不同用途、不同配光需要，通过先模拟后微调的方法，达到最佳配光效果，并且所述自由曲面底板下表面为散热翅片。本实用新型不仅减少了二次配光的光损问题，而且在CSP芯片和柔性曲面底板二者结合下，兼并散热器结构和外壳的功能。同时本实用新型还提供一种柔性照明，弥补了 OLED在柔性照明上存在的缺陷，而且采用高导热塑料作为衬底，简化了结构，节约了成本，并降低整个灯具的系统热阻，在多个CSP芯片与柔性曲面塑料底板结合下，具有更好的散热性能。
[0026]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果:
[0027](I)本实用新型基于非成像光学理论设计自由曲面，通过先模拟后微调的方法，对曲面上对CSP封装的CSP芯片处的的弧度进行配光，克服了普通CSP芯片发光角度小的局限，同时也克服了普通芯片流明密度和流明值较低的缺点，改善了照明系统能量利用率低下的问题，得到传统光学设计所难以实现的照度均一性。又由于CSP芯片较普通芯片更小，弧度调节更简单。
[0028](2)本实用新型除去了二次光学材料的使用，一次形成三维光学系统，不仅减少了二次配光的光损问题，而且节约了成本。
[0029](3)本实用新型通过真空镀膜技术与黄光微影工艺在塑料衬底上表面形成一层金属线路层，用于焊接CSP封装的CSP芯片和电路连接。且自由曲面底板采用高导热塑料通过注塑成型工艺制成，不仅表面粗糙小，而且可以实现取代铝制散热器，并兼具基板与外壳的功能，触漏电安全等隐患也随之降低，同时还包括重量轻、加工方便、设计自由度大、绝缘性能好、效率高的优点。
[0030](4)本实用新型的曲面底板充当了传统LED灯具的铝基板、散热器以及反射杯(反射碗)，实现三合一的功能。减少了散热的中间环节，使灯具的散热通道更短，热阻大幅度降低，在与CSP封装的CSP芯片结合后，散热效果更佳。因此灯具可靠性更好，从而降低灯具的温升引起的光衰。
[0031](5)本实用新型能根据光源的空间光强分布以及所需实现的特定照明，设计出新的任意配光曲线光源、任意发光角度准确可控的LED均匀照明自由曲面底板，从而克服平面底板的不足。
[0032](6)本实用新型通过采用柔性塑料底板，实现LED灯具具有与OLED —样的可绕曲柔性特性，开阔了 LED灯具的市场。本实用新型既具有OLED柔性轻薄外观，而且保留了 LED高发光效率、长使用寿命等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型实施例1的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构发散照明的示意图。
[0034]图2为本实用新型实施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构聚光照明的示意图。
[0035]图3为本实用新型实施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构曲面调整后的不意图。
[0036]图4为本实用新型实施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构曲面调整后的不意图。
[0037]图5为本实用新型实施例1的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构制备方法过程。
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0039]实施例1
[0040]如图1所示，本实施的CSP芯片柔性曲面底板LED广角灯具，包括CSP芯片1、电路连接的铜线路层2、柔性塑料曲面底板3和散热翅片4，所述柔性塑料曲面底板3的上表面镀有用于焊接CSP芯片I和电路连接的铜线路层2，的CSP芯片I焊接于铜线路层2上的焊点。所述柔性塑料曲面底板3可以在一定弧度内变化，可以根据配光要求改变弧度以进行设计，的CSP芯片I处的曲率在一定范围内可改变。本实施例1以广角设计为例，所述柔性塑料曲面底板3为凸面设计，以达到广角发光的目的，且的CSP芯片I焊接处的曲率都按需求经过计算所确定的。所述柔性塑料曲面底板3具有较高的表面光洁度。需要所述铜线路层2与控制各的CSP芯片I的驱动电路相连接。所述散热翅片4与柔性塑料曲面底板3是通过现有的柔性塑料注塑成型工艺和一体加工成型工艺制备出来的，各翅片间的间隔、厚度和结构均相等，翅片外形为流线型，有助于空气对流，提高散热效果。最终的照明效果在所述的CSP芯片I处的曲率变化和柔性塑料曲面底板3弧度变化，同时配合集成驱动电路，共同实现的。
[0041]如图5所示，为基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构制备方法过程，该制备过程包括如下步骤:
[0042]步骤1、利用光学分析软件模拟方法，根据实际需要的效果，对自由曲面的形状进行模拟设计，同时设计自由曲面CSP芯片的焊点位置；
[0043]步骤2、对柔性塑料曲面底板进行表面处理，所谓表面处理可以是在塑料衬底表面涂覆与镀膜金属有亲和力的涂层或对塑料衬底表面进行电晕放电活化处理；
[0044]步骤3、设计CSP芯片的分布，同时对不同的CSP芯片的驱动电路进行调试模拟；
[0045]步骤4、根据CSP芯片的分布，结合电路分析的原理设计线路层的排布；所述线路层为金属膜，所述金属膜采用真空镀膜技术制成，所述金属膜为铜膜或铝膜；
[0046]步骤5、以黄光微影工艺制作线路层，所述黄光微影工艺包括光阻被覆工序、曝光工序、显影工序、刻蚀工序和去膜工序；
[0047]步骤6、将CSP芯片焊接到焊点上，同时根据出光情况，调整柔性曲面各CSP芯片处的弧度，达到最佳配光效果。
[0048]实施例2
[0049]本实施例除以下特性外，其余特征同实施例1:
[0050]如图2所示，本实施例2的CSP芯片柔性曲面底板LED聚光灯具，所述柔性塑料曲面底板3为达到聚光要求，采用凹面设计。如图3和图4所示，为本实用新型实施例2的CSP芯片柔性曲面底板LED灯具根据需求曲面调整后所设计的机构。
[0051]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实际与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，包括:柔性塑料底板、金属线路层和CSP芯片，其特征在于，所述柔性塑料底板上设置有金属线路层，所述CSP芯片连接于金属线路层上。
2.根据权利要求1所述的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，其特征在于，所述CSP芯片焊接于金属线路层上。
3.根据权利要求1所述的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光结构，其特征在于，还包括驱动电路，所述CSP芯片与驱动电路相连。
【文档编号】F21Y101/02GK204062846SQ201420375454
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】文尚胜, 史晨阳 申请人:华南理工大学